Machines vir­tuelles : com­prendre et mettre en place la vir­tua­li­sa­tion

Une machine virtuelle (VM pour Virtual Machine) est un en­vi­ron­ne­ment logiciel qui reproduit le fonc­tion­ne­ment d’un or­di­na­teur complet grâce à la vir­tua­li­sa­tion. Elle permet d’exécuter si­mul­ta­né­ment plusieurs systèmes d’ex­ploi­ta­tion sur un seul hôte physique. Dans ce guide, nous vous pré­sen­tons son principe de fonc­tion­ne­ment, ses avantages et les étapes pour installer une VM sous Windows 11.

Qu’est-ce qu’une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle est un or­di­na­teur virtuel avec son propre système d’ex­ploi­ta­tion qui accède aux res­sources d’un système hôte. Le système invité se comporte comme un PC autonome avec RAM, stockage et système de fichiers. La base est l’hy­per­vi­seur, qui fonc­tionne comme une ap­pli­ca­tion dans le système hôte ou di­rec­te­ment sur le matériel. Il gère l’al­lo­ca­tion des res­sources et sépare les machines vir­tuelles les unes des autres. On parle alors d’en­cap­su­la­tion.

De nombreux hy­per­vi­seurs offrent également des fonctions d’émulation. Cela permet d’utiliser des en­vi­ron­ne­ments d’exécution pour dif­fé­rents systèmes d’ex­ploi­ta­tion, même sur du matériel non pris en charge.

Les machines vir­tuelles dans la pratique

Avec la vir­tua­li­sa­tion ma­té­rielle, vous partagez les res­sources d’un système physique entre plusieurs machines vir­tuelles. Chaque machine virtuelle fonc­tionne in­dé­pen­dam­ment de l’hôte et des autres VM. C’est un avantage pour la sécurité, la stabilité et la flexi­bi­lité.

Les prin­ci­pales ap­pli­ca­tions des machines vir­tuelles incluent :

• L’hé­ber­ge­ment mutualisé
• Les serveurs privés virtuels (VPS)
• La con­so­li­da­tion de serveurs

Les en­tre­prises re­grou­pent ainsi des ap­pli­ca­tions telles que les serveurs de mes­sa­ge­rie, de fichiers ou de bases de données sur un matériel commun. Cela permet de réduire les coûts et d’éviter la sous uti­li­sa­tion de la puissance de calcul. De plus, les machines vir­tuelles sont utilisées dans le dé­ve­lop­pe­ment de logiciels, notamment pour tester sur dif­fé­rents systèmes. Les machines vir­tuelles peuvent être ra­pi­de­ment créées, clonées et sup­pri­mées sans laisser de traces.

L’émulation permet aussi de simuler des systèmes non natifs, comme Linux sous Windows. Cela génère un surcoût, car des res­sources sup­plé­men­taires sont né­ces­saires pour l’hy­per­vi­seur et le système invité. Les pertes de per­for­mance sont par­ti­cu­liè­re­ment préoc­cu­pantes pour les ap­pli­ca­tions gour­mandes en res­sources. Il est re­com­mandé d’assigner des limites ma­té­rielles claires aux machines vir­tuelles et de veiller à ce que la charge globale ne dépasse pas la capacité de l’hôte.

Aperçu des avantages et in­con­vé­nients des machines vir­tuelles

Nous pré­sen­tons ci-dessous les prin­ci­paux avantages et in­con­vé­nients des machines vir­tuelles. L’im­por­tance des avantages et des li­mi­ta­tions men­tion­nés dépend prin­ci­pa­le­ment du contexte dans lequel vous souhaitez déployer des machines vir­tuelles et de l’objectif que vous pour­sui­vez avec la vir­tua­li­sa­tion.

Avantages des machines vir­tuelles :

• Exécution si­mul­ta­née de plusieurs systèmes d’ex­ploi­ta­tion sur un même matériel
• Op­ti­mi­sa­tion des res­sources grâce à la con­so­li­da­tion des serveurs
• Sécurité et stabilité ren­for­cées grâce à l’isolation
• Main­te­nance cen­tra­li­sée réduisant le temps et les coûts
• Dé­ploie­ment flexible avec pos­si­bi­lité de migration sim­pli­fiée

In­con­vé­nients des machines vir­tuelles :

• Baisse de per­for­mance liée à la surcharge de l’hy­per­vi­seur
• Risque de goulots d’étran­gle­ment en cas de forte charge sur les systèmes partagés
• Vul­né­ra­bi­lité po­ten­tielle de l’hy­per­vi­seur face aux attaques
• In­cer­ti­tudes con­cer­nant les licences des systèmes d’ex­ploi­ta­tion virtuels

Tutoriel : comment créer une machine virtuelle ?

Dans ce guide étape par étape, nous vous ex­pli­quons comment créer une machine virtuelle sur un hôte Windows et y installer Ubuntu Linux comme système invité. Le tutoriel est réalisé sous Windows 11 à l’aide de l’hy­per­vi­seur Oracle VM Vir­tual­Box.

Étape 1 : choisir le logiciel hy­per­vi­seur

Pour créer des systèmes d’ex­ploi­ta­tion virtuels, plusieurs solutions lo­gi­cielles sont dis­po­nibles. Les prin­ci­paux acteurs du marché sont Oracle, VMware et Parallels.

Le tableau ci-dessous présente les hy­per­vi­seurs les plus utilisés sous Windows, Linux et macOS, ainsi que les systèmes invités com­pa­tibles.

Pour le tutoriel suivant, nous avons utilisé l’hy­per­vi­seur Oracle VM Vir­tual­Box. Le logiciel est dis­po­nible gra­tui­te­ment pour les uti­li­sa­teurs sous la licence publique générale GNU (GNU GPLv2). Nous re­com­man­dons de le té­lé­char­ger depuis le site du four­nis­seur. Procédez comme suit :

1. Accédez à la page de té­lé­char­ge­ment d’Oracle.
2. Sé­lec­tion­nez le paquet de té­lé­char­ge­ment actuel pour votre système d’ex­ploi­ta­tion (dans notre cas Windows).
3. En­re­gis­trez le fichier .exe contenant les données binaires dans un ré­per­toire de votre choix sur votre or­di­na­teur.

Étape 2 : installer Oracle VM Vir­tual­Box

Une fois le té­lé­char­ge­ment terminé, ouvrez le fichier .exe par un double-clic et suivez les étapes de l’assistant d’ins­tal­la­tion pour installer Oracle VM Vir­tual­Box sur votre or­di­na­teur.

À la fin de l’ins­tal­la­tion, le ges­tion­naire Oracle VM Vir­tual­Box se lance au­to­ma­ti­que­ment. C’est dans cette interface que vous pourrez créer et ad­mi­nis­trer vos machines vir­tuelles.

Étape 3 : té­lé­char­ger l’image du système d’ex­ploi­ta­tion

Pour exécuter un système invité dans une machine virtuelle, il vous faut une image de système d’ex­ploi­ta­tion. Il s’agit d’un ins­tan­tané de stockage que l’hy­per­vi­seur in­ter­prète comme un disque système. Le plus souvent, il prend la forme d’un fichier .iso. Les solutions de vir­tua­li­sa­tion utilisent également des formats de con­te­neurs pro­prié­taires, tels que .vmdk (VMware), .vhd (Xen et Microsoft Hyper-V) ou .vdi (Oracle VM Vir­tual­Box).

Dans ce tutoriel, nous utilisons le système d’ex­ploi­ta­tion open source Ubuntu 24.04, dis­po­nible en té­lé­char­ge­ment au format .iso sur le site officiel d’Ubuntu. Voici la procédure :

1. Rendez-vous sur la page de té­lé­char­ge­ment d’Ubuntu.
2. Sé­lec­tion­nez la version actuelle du système d’ex­ploi­ta­tion et cliquez sur « Download » (Té­lé­char­ger).
3. En­re­gis­trez le fichier .iso lo­ca­le­ment sur votre or­di­na­teur.

Étape 4 : créer une nouvelle machine virtuelle

Dans le ges­tion­naire Oracle VM Vir­tual­Box, cliquez sur le bouton « Nouvelle » pour créer une nouvelle machine virtuelle. Saisissez un nom (sans espaces) et indiquez l’em­pla­ce­ment du fichier ISO té­lé­chargé. Assurez-vous que les champs « Type » et « Version » cor­res­pon­dent bien au système invité que vous souhaitez installer.

Cochez la case « Passer l’ins­tal­la­tion non sur­veil­lée » si vous souhaitez utiliser l’assistant d’ins­tal­la­tion classique d’Ubuntu après le démarrage de la machine virtuelle. Dans le cas contraire, Vir­tual­Box réalisera au­to­ma­ti­que­ment l’ins­tal­la­tion du système d’ex­ploi­ta­tion, sans que vous puissiez définir ma­nuel­le­ment des pa­ra­mètres tels que la langue du système ou la dis­po­si­tion du clavier.

Étape 5 : attribuer des res­sources ma­té­rielles

Ouvrez la catégorie « Matériel ». Vous pouvez y attribuer à la nouvelle machine virtuelle une partie de la mémoire vive et de la puissance pro­ces­seur de votre système hôte. Pour Ubuntu 24.04, il est conseillé de réserver au minimum 4 Go de RAM et 2 pro­ces­seurs.

Étape 6 : créer un disque dur virtuel

À l’étape suivante, choi­sis­sez si vous souhaitez créer un nouveau disque dur virtuel ou utiliser un disque dur virtuel existant. Dans ce tutoriel, nous créons un nouveau disque de 25 Go, sur lequel le système invité sera installé depuis zéro.

Sé­lec­tion­nez l’option « Créer un disque dur virtuel main­te­nant », indiquez l’em­pla­ce­ment souhaité et dé­fi­nis­sez la capacité à l’aide du curseur. Conservez le format de fichier VDI par défaut.

En activant l’option « Allouer toute la taille main­te­nant », le disque est créé im­mé­dia­te­ment avec sa taille maximale, ce qui améliore les per­for­mances en évitant la recherche per­ma­nente d’espace libre. Toutefois, cette option reste fa­cul­ta­tive.

Étape 7 : terminer le processus de création et démarrer la machine virtuelle

Une fois la con­fi­gu­ra­tion terminée, cliquez sur « Terminer » pour créer la machine virtuelle. Celle-ci apparaît alors dans la liste des machines dis­po­nibles sous le nom que vous avez défini.

Lorsque vous cliquez sur le bouton « Démarrer » dans la barre d’outils, la machine virtuelle s’ouvre dans une nouvelle fenêtre et Vir­tual­Box lance le système d’ex­ploi­ta­tion en­re­gis­tré dans le fichier ISO. Comme nous avons choisi de réins­tal­ler Ubuntu depuis zéro, la fenêtre de la machine virtuelle affiche l’écran d’accueil de l’ins­tal­la­teur.