Hy­per­vi­seurs de type 1 et 2 : quelles dif­fé­rences ?

Dans le domaine de la vir­tua­li­sa­tion, les hy­per­vi­seurs de type 1 et 2 comptent parmi les éléments centraux per­met­tant d’exploiter des machines vir­tuelles. Les deux approches ont leurs propres forces, fai­blesses et pos­si­bi­li­tés d’ap­pli­ca­tion.

Qu’est-ce qu’un hy­per­vi­seur ?

Un hy­per­vi­seur est un logiciel capable d’exécuter plusieurs machines vir­tuelles (abrégé en anglais en VM pour Virtual Machine) sur le même matériel physique. Il est également appelé moniteur de machine virtuelle (VMM). L’hy­per­vi­seur gère les res­sources telles que le CPU, la mémoire et les réseaux et les attribue aux VM. Cela permet aux uti­li­sa­teurs d’exécuter si­mul­ta­né­ment dif­fé­rents systèmes d’ex­ploi­ta­tion tels que Windows et des dis­tri­bu­tions Linux dans les VM.

Il existe deux types d’hy­per­vi­seurs :

• Les hy­per­vi­seurs de type 1.
• Les hy­per­vi­seurs de type 2.

Les hy­per­vi­seurs de type 1 et 2 ont quelques points communs. Tous deux peuvent créer plusieurs VM sur un seul matériel. Ils isolent les VM les unes des autres, ce qui augmente la sécurité et empêche les problèmes d’une VM d’affecter les autres. Les deux types d’hy­per­vi­seurs offrent des fonctions de gestion, notamment le démarrage, l’arrêt et la sur­veil­lance des VM, ainsi que l’al­lo­ca­tion et l’ajus­te­ment des res­sources en fonction des besoins. Ces fonctions peuvent gé­né­ra­le­ment être con­trô­lées via une interface uti­li­sa­teur ou une API.

En quoi les hy­per­vi­seurs de type 1 et 2 sont-ils dif­fé­rents ?

Vous pouvez re­con­naître un hy­per­vi­seur de type 1 au fait qu’il ne nécessite pas de système d’ex­ploi­ta­tion sous-jacent, con­trai­re­ment à l’hy­per­vi­seur de type 2. Nous allons main­te­nant aborder plus en détail les dif­fé­rentes ca­rac­té­ris­tiques des deux types de vir­tua­li­sa­tion.

Hy­per­vi­seur de type 1

Un hy­per­vi­seur de type 1, également appelé hy­per­vi­seur bare metal, fonc­tionne di­rec­te­ment sur le matériel physique. Dans ce cas, l’hy­per­vi­seur est la première couche lo­gi­cielle à être chargée sur le PC ou le serveur. Il agit donc comme un in­ter­mé­diaire entre le matériel et les machines vir­tuelles. Cette ar­chi­tec­ture conduit à une solution de vir­tua­li­sa­tion par­ti­cu­liè­re­ment puissante et efficace.

Grâce à l’accès direct aux res­sources physiques, les hy­per­vi­seurs de type 1 ont une faible latence et un temps de réaction rapide. Ils peuvent répartir les cœurs de CPU, la mémoire et les in­ter­faces réseau de manière très efficace et précise et optimiser les per­for­mances des machines vir­tuelles. De même, une forte isolation entre les VM est garantie. Cela renforce la sécurité et la stabilité de l’en­vi­ron­ne­ment virtuel dans son ensemble.

Les hy­per­vi­seurs de type 1 offrent gé­né­ra­le­ment des fonctions telles que la migration en direct, qui permet de déplacer des machines vir­tuelles d’une machine physique à une autre pendant leur fonc­tion­ne­ment. De nombreux four­nis­seurs prennent également en charge la haute dis­po­ni­bi­lité et la reprise après sinistre. Les hy­per­vi­seurs de type 1 disposent souvent d’in­ter­faces pour l’au­to­ma­ti­sa­tion et le contrôle, comme des API ou des outils de gestion spé­ci­fiques.

Hy­per­vi­seur de type 2

Un hy­per­vi­seur de type 2 ou hy­per­vi­seur hébergé est une tech­no­lo­gie de vir­tua­li­sa­tion qui s’exécute en tant qu’ap­pli­ca­tion sur un système d’ex­ploi­ta­tion existant (Host-OS ou OS hôte). L’hy­per­vi­seur de type 2 fonc­tionne comme une couche entre le système d’ex­ploi­ta­tion hôte et les VM qui s’exécutent en tant que processus ou threads au sein de l’OS hôte. Il profite des pilotes et des services existants de l’hôte. La mise en place est donc simple. Les VM peuvent exécuter dif­fé­rents systèmes d’ex­ploi­ta­tion invités tels que Windows, Linux ou d’autres systèmes spé­cia­li­sés.

L’hy­per­vi­seur hébergé accède aux res­sources ma­té­rielles via l’OS hôte et partage ces res­sources avec le système hôte. Cela peut entraîner une dé­gra­da­tion des per­for­mances, notamment lorsque l’OS hôte est très sollicité ou que de nombreux processus sont exécutés si­mul­ta­né­ment. Un avantage par rapport aux hy­per­vi­seurs de type 1 est toutefois la com­pa­ti­bi­lité avec l’in­fras­truc­ture ma­té­rielle et lo­gi­cielle existante, ce qui facilite l’in­tro­duc­tion et l’in­té­gra­tion dans les en­vi­ron­ne­ments in­for­ma­tiques existants.

Les hy­per­vi­seurs de type 2 offrent par défaut une interface uti­li­sa­teur graphique ou un tableau de bord pour la con­fi­gu­ra­tion et la gestion des machines vir­tuelles. Ce n’est pas toujours le cas avec un hy­per­vi­seur de type 1. Le tableau de bord permet aux uti­li­sa­teurs de créer, con­fi­gu­rer et démarrer fa­ci­le­ment des VM et d’ajuster dy­na­mi­que­ment les res­sources telles que le CPU, la RAM et la mémoire.

Exemples d’hy­per­vi­seur de type 1

• KVM : KVM (Kernel-based Virtual Machine) est un hy­per­vi­seur bare metal intégré au noyau Linux. Il offre donc des per­for­mances et une flexi­bi­lité élevées dans les en­vi­ron­ne­ments Linux. KVM est un élément courant de nom­breuses in­fras­truc­tures modernes de vir­tua­li­sa­tion et de Cloud.
• Nutanix AHV : Nutanix AHV (Acropolis Hy­per­vi­sor) est un hy­per­vi­seur de type 1 qui fonc­tionne comme élément central de l’in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente de Nutanix. AHV se ca­rac­té­rise par une très bonne per­for­mance et une gestion simple et cen­tra­li­sée via le logiciel Nutanix.
• Citrix Hy­per­vi­sor : cet hy­per­vi­seur bare metal portait au­pa­ra­vant le nom de XenServer. Il est un composant de l’in­fras­truc­ture de vir­tua­li­sa­tion Citrix. L’hy­per­vi­seur Citrix dispose de fonctions de sécurité intégrées afin de garantir l’isolation des systèmes d’ex­ploi­ta­tion invités et de prévenir les attaques.

Exemples d’hy­per­vi­seur de type 2

• Vir­tual­Box : Vir­tual­Box d’Oracle est un hy­per­vi­seur hébergé qui est installé en tant qu’ap­pli­ca­tion sur un système d’ex­ploi­ta­tion existant tel que Windows, macOS ou Linux. Vir­tual­Box est connu pour sa grande facilité d’uti­li­sa­tion et sa flexi­bi­lité.
• Parallels Desktop : Parallels prend en charge les systèmes d’ex­ploi­ta­tion invités tels que Windows, Linux ou même certaines versions de macOS. Vous pouvez placer des ap­pli­ca­tions de machines vir­tuelles di­rec­te­ment dans le dock. L’échange de fichiers et de données par glisser-déposer entre macOS et les machines vir­tuelles est également possible.
• QEMU : est une pla­te­forme de vir­tua­li­sa­tion open source qui peut émuler l’ar­chi­tec­ture du pro­ces­seur, ce qui permet de créer et d’exécuter des machines vir­tuelles avec dif­fé­rentes ar­chi­tec­tures. Par exemple, QEMU peut émuler des ar­chi­tec­tures x86 sur du matériel ARM ou in­ver­se­ment.

Quand faut-il utiliser un hy­per­vi­seur de type 1 ou 2 ?

Lorsque vous choi­sis­sez entre un hy­per­vi­seur de type 1 ou de type 2, vous devez tenir compte des exigences spé­ci­fiques de votre en­vi­ron­ne­ment de vir­tua­li­sa­tion. Les deux types d’hy­per­vi­seur offrent chacun leurs propres avantages et con­vien­nent à dif­fé­rents cas d’uti­li­sa­tion.

Cas d’uti­li­sa­tion pour les hy­per­vi­seurs de type 1

• Dans les en­vi­ron­ne­ments d’en­tre­prise à grande échelle : les hy­per­vi­seurs de type 1 con­vien­nent par­ti­cu­liè­re­ment bien aux en­tre­prises qui sou­hai­tent exploiter un grand nombre de machines vir­tuelles sur des serveurs. Le contrôle direct sur le matériel favorise une meilleure uti­li­sa­tion des res­sources et des per­for­mances.
• Dans les data centers et in­fras­truc­tures Cloud : au sein de data centers où de nom­breuses machines vir­tuelles sont en cours d’exécution, les hy­per­vi­seurs de type 1 sont le choix idéal car ils offrent des per­for­mances et une stabilité élevées. Ce sont surtout les fonctions telles que la migration en direct et la haute dis­po­ni­bi­lité qui sont ici dé­ter­mi­nantes.
• En cas d’exigences de sécurité élevées : les hy­per­vi­seurs de type 1 ont moins de com­po­sants logiciels que les hy­per­vi­seurs de type 2, ce qui réduit la surface d’attaque po­ten­tielle. De plus, grâce à leur ar­chi­tec­ture, les hy­per­vi­seurs de type 1 peuvent garantir une meilleure isolation entre les machines vir­tuelles.
• Pour des charges de travail à haute per­for­mance : les pro­grammes qui exigent des per­for­mances élevées, comme les bases de données, les ap­pli­ca­tions d’ap­pren­tis­sage au­to­ma­tique ou les données vo­lu­mi­neuses, bé­né­fi­cient du contrôle direct du matériel par les hy­per­vi­seurs de type 1.

Cas d’uti­li­sa­tion des hy­per­vi­seurs de type 2

• Au sein d’en­vi­ron­ne­ments de dé­ve­lop­pe­ment et de test : les hy­per­vi­seurs de type 2 sont idéaux pour les dé­ve­lop­peurs qui sou­hai­tent tester dif­fé­rents systèmes d’ex­ploi­ta­tion et ap­pli­ca­tions sur le même matériel. Les hy­per­vi­seurs de type 2 sont un moyen rapide et facile de créer et de gérer des VM.
• Dans des en­vi­ron­ne­ments de formation : les hy­per­vi­seurs hébergés con­vien­nent aux en­vi­ron­ne­ments de formation et d’en­traî­ne­ment dans lesquels les uti­li­sa­teurs peuvent explorer et tester dif­fé­rents systèmes d’ex­ploi­ta­tion et ap­pli­ca­tions sans craindre d’impact sur le matériel ou le système d’ex­ploi­ta­tion hôte.
• Pour un usage personnel ou à domicile : pour un usage personnel ou de petits projets, les hy­per­vi­seurs de type 2 sont une solution pratique. Les uti­li­sa­teurs peuvent exécuter ra­pi­de­ment et fa­ci­le­ment des systèmes d’ex­ploi­ta­tion et des ap­pli­ca­tions sur leur propre or­di­na­teur, sans matériel sup­plé­men­taire ni con­fi­gu­ra­tion complexe.
• Pour une vir­tua­li­sa­tion à moindre coût : les hy­per­vi­seurs de type 2 cons­ti­tuent une option éco­no­mique pour utiliser la vir­tua­li­sa­tion. En effet, ils ne né­ces­si­tent pas de matériel spé­ci­fique et sont souvent dis­po­nibles gra­tui­te­ment ou à bas prix.