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.