Mémoire de fin de cycle: ETUDE ET MISE EN OEUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION

AVANT-PROPOS L'Institut Supérieur d'Informatique est un institut d'enseignement supérieur avec une expérience de plus de vingt ans d'existence dans la formation continue de type académique et particulièrement dans des domaines tels que l'informatique, la gestion, la comptabilité et l'organisation des entreprises. Pour l’obtention du Master professionnel en Réseaux et Systèmes Informatique, ISI exige à ses étudiants la rédaction d’un mémoire de fin de cycle. C’est dans ce cadre que nous avons élaboré ce document qui s’intitule : ETUDE ET MISE EN OEUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION. La virtualisation est selon Wikipédia : « l’ensemble des techniques matérielles et/ou logiciels qui permettent de faire fonctionner sur une seule machine plusieurs systèmes d’exploitation et/ou plusieurs applications, séparément les uns des autres comme s’ils fonctionnaient sur des machines physiques distinctes ». Cet ensemble de techniques est assez vaste actuellement et cela prête beaucoup à la confusion. Pour notre cas la majeure partie sera consacrée sur les serveurs, sachant qu’ils sont les premiers concernés par cette technologie pour plusieurs raisons à savoir : la maintenance matérielle, la consommation électrique, le besoin d’espace et le besoin de climatisation sont divisés de manière considérable. V ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE................................................................................................ 1 PREMIERE PARTIE : CADRE THEORIQUE ET METHODOLOGIQUE............................ 3 Chapitre 1 : Cadre théorique................................................................................................... 4 Chapitre 2 : Cadre méthodologique........................................................................................ 7 DEUXIÈME PARTIE : ETUDE DETAILLEE ET CHOIX DE LA SOLUTION.................... 8 Chapitre 3 : Cadre conceptuel ................................................................................................ 9 Chapitre 4 : Généralité sur la virtualisation et solutions ...................................................... 41 TROISIEME PARTIE : MISE EN ŒUVRE DE LA SOLUTION ......................................... 71 Chapitre 5 : Présentation de la solution retenue ................................................................... 72 Chapitre 6 : Implémentation de la solution .......................................................................... 89 CONCLUSION GENERALE................................................................................................ 126 REFERENCES....................................................................................................................... 127 WEBOGRAPHIE................................................................................................................... 128 TABLE DES MATIERES ................................................................................................... 129 ANNEXE ............................................................................................................................... 131 VI ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION GLOSSAIRE AMD : Advanced Micro Devices API : Application Programming Interface BSOD : Blue Screen Of Death CPU : Central Processing Unit DPM : Distributed Power Management DRS : Distributed Resource Scheduler EVC : Enhanced vMotion Compability FT : Fault Tolerance HA : High Availability IaaS : Infrastructure as a Service ISO : International Organisation for Standardization LAN : Local Area Network LDAP : Lightweight Directory Acces Protocol LDM : Logical Disk Manager LUN : Logical Unit Nombre LVM : Logical Volume Manager MAN : Metropolitan Area Network MTBF : Mean Time Before Failure NAS : Network Attached Storage NFS : Network file storage OS : Operating System OVF : Open Virtualization Format VII ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION P2P : Peer to Peer PaaS : Plateform as a Service PC : Personal Computer PIN : Personal Identification Number PME : Petite et Moyenne Entreprise PSOD : Purple Screen Of Death RAC : Real Application Clusters RLE : Réseau Local d'Entreprise SaaS : Software as a Service SAN : Storage Area Network SDK : Software Development Kit SP : Storage Processors SSH : Secure Shell UPN : United Paramount Network URL : Uniform Resource Locator VCSA : vCenter Server Appliance VE : Virtual Environment VM : Virtual Machine VPS : Virtual Private Server VT : Virtualization Technology WAN : Wide Area Network WLAN : Wireless Local Area Network WMI : Windows Management Instrumentation VIII ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION LISTE DES FIGURES Figure 1:Réseau LAN [1]........................................................................................................... 9 Figure 2:Réseau WLAN [2]..................................................................................................... 10 Figure 3: Réseau MAN [3]....................................................................................................... 10 Figure 4: Réseau WAN [4]....................................................................................................... 11 Figure 5: Peer to Peer [5] ......................................................................................................... 11 Figure 6: Client/serveur [6]...................................................................................................... 12 Figure 7: Réseau en Anneau [7]............................................................................................... 12 Figure 8: Réseau en Arbre [8].................................................................................................. 13 Figure 9: Réseau en Bus [9]..................................................................................................... 14 Figure 10: Réseau en Etoile [10].............................................................................................. 14 Figure 11: Réseau Maillée [11]................................................................................................ 15 Figure 12: Modèle OSI [12]..................................................................................................... 16 Figure 13: [Modèle TCP/IP] [13]............................................................................................. 18 Figure 14 : Adresse IPv4 [14] .................................................................................................. 20 Figure 15 : Adresse IPv6 [15] .................................................................................................. 21 Figure 16: Protocole de chiffrement [16]................................................................................. 28 Figure 17: [Schéma d'un Crypto système] [17]........................................................................ 29 Figure 18 : Chiffrement Symétrique [18]................................................................................. 31 Figure 19 : Chiffrement asymétrique [19]................................................................................ 32 Figure 20: Les types du Cloud [20].......................................................................................... 37 Figure 21: Le Cloud Privé [21] ................................................................................................ 38 Figure 22: Cloud Public [22].................................................................................................... 38 Figure 23: Le Cloud Hybride [23]............................................................................................ 39 Figure 24: L'hyperviseur de type 1 [24]................................................................................... 45 Figure 25: L'hyperviseur de type 2 [25]................................................................................... 46 Figure 26: L'isolateur [26]........................................................................................................ 46 Figure 27: La virtualisation des Serveurs................................................................................ 47 Figure 28 : Stockage Virtuelle ................................................................................................. 50 Figure 29 : Application virtuelle [29] ...................................................................................... 52 Figure 30 : Poste de travail virtuelle [30]................................................................................. 53 Figure 31: Baie de stockage SAN [31]..................................................................................... 55 Figure 32 : Microsoft Hyper-v [32].......................................................................................... 64 IX ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION Figure 33 : Citrix Xen [33]....................................................................................................... 66 Figure 34 : VMware [34] ......................................................................................................... 68 Figure 35 : Magic Quadrant de Gartner [35]............................................................................ 68 Figure 36: Architecture vSphere [36]....................................................................................... 80 Figure 37: Topologie vCenter Server [37] ............................................................................... 87 Figure 38: Architecture de déploiement [38]........................................................................... 89 Figure 39 : Architecture de mise en œuvre[39]........................................................................ 90 Figure 40 : Installation ESXi [40]............................................................................................ 94 Figure 41 : Installation ESXi [41]............................................................................................ 95 Figure 42 : Installation ESXi [42]............................................................................................ 95 Figure 43 : Installation ESXi [43]............................................................................................ 96 Figure 44 : Installation ESXi [44]............................................................................................ 96 Figure 45 : Installation ESXi [45]............................................................................................ 96 Figure 46 : Installation ESXi [46]............................................................................................ 97 Figure 47 : Installation ESXi [47]............................................................................................ 97 Figure 48 : Installation ESXi [48]............................................................................................ 97 Figure 49 : Installation ESXi [49]............................................................................................ 98 Figure 50 : Installation ESXi [50]............................................................................................ 98 Figure 51 : Installation ESXi [51]............................................................................................ 99 Figure 52 : Installation ESXi [52]............................................................................................ 99 Figure 53 : Installation ESXi [53].......................................................................................... 100 Figure 54 : Installation ESXi [54].......................................................................................... 101 Figure 55 : caractéristique du serveur vCenter [55]............................................................... 102 Figure 56 : Installation de vCenter [56] ................................................................................. 103 Figure 57 : Installation de vCenter [57] ................................................................................. 103 Figure 58 : Installation de vCenter [58] ................................................................................. 104 Figure 59 : Installation de vCenter [59] ................................................................................. 104 Figure 60 : Installation de vCenter [60] ................................................................................. 105 Figure 61 : Installation de vCenter [61] ................................................................................. 105 Figure 62 : Installation de vCenter [62] ................................................................................. 106 Figure 63 : Installation de vCenter [63] ................................................................................. 106 Figure 64 : Installation de vCenter [64] ................................................................................. 107 Figure 65 : Installation de vCenter [65] ................................................................................. 107 Figure 66 : Interface de vCenter [66]..................................................................................... 108 X ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION Figure 67 : Volet Administrateur de vCenter [67]................................................................. 108 Figure 68 : Volet Navigateur [68].......................................................................................... 109 Figure 69 : Interface de vCenter [69]..................................................................................... 109 Figure 70 : Interface de vCenter [70]..................................................................................... 110 Figure 71 : Création du centre de donnée [71]....................................................................... 110 Figure 72 : Création d'un hôte [72] ........................................................................................ 110 Figure 73 : Création d'un Hôte [73] ....................................................................................... 111 Figure 74 : L'hôte ESXi crée [74] .......................................................................................... 111 Figure 75 : Création de vSwitch [75]..................................................................................... 112 Figure 76 : Création de vSwitch [76]..................................................................................... 112 Figure 77 : Ajout en réseau de vSwitch [77].......................................................................... 113 Figure 78 : Ajout en réseau de vSwitch [78].......................................................................... 113 Figure 79 : vSwitch crée [79]................................................................................................. 114 Figure 80 : VMware vSphere Client [80]............................................................................... 114 Figure 81 : Interface vSphere Client [81]............................................................................... 115 Figure 82: Activation de Licence [82] ................................................................................... 115 Figure 83 : Activation de Licence [83] .................................................................................. 116 Figure 84 : Activation de Licence [84] .................................................................................. 116 Figure 85 : Interface vCenter [85].......................................................................................... 117 Figure 86 : Création d'une VM [86]....................................................................................... 117 Figure 87 : Création d'une VM [87]....................................................................................... 118 Figure 88 : Création d'une VM [88]....................................................................................... 118 Figure 89 : Création d'une VM [89]....................................................................................... 118 Figure 90 : Accueil du Serveur Cloud [90]............................................................................ 119 Figure 91 : Accueil du Serveur Cloud [91]............................................................................ 119 Figure 92 : Interface du Serveur Cloud [92] .......................................................................... 120 Figure 93 : Accueil du Serveur Cloud [93]............................................................................ 120 Figure 94 : Interface du Serveur Cloud [94] .......................................................................... 121 Figure 95 : Interface Admin [95] ........................................................................................... 121 Figure 96 : Volet Admin ........................................................................................................ 121 Figure 97 : Interface de Serveur de messagerie [97].............................................................. 122 Figure 98 : Interface de Serveur de messagerie [98].............................................................. 122 Figure 99 : Interface de Serveur de messagerie [99].............................................................. 123 Figure 100 : Interface du Serveur AD [100] .......................................................................... 124 XI ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION Figure 101 : Interface du Serveur AD [101] .......................................................................... 124 Figure 102 : Interface du Serveur AD [102] .......................................................................... 125 XII ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Les Machines Cloud [1]........................................................................................ 34 Tableau 2 : Tableau Comparatif [2] ......................................................................................... 69 Tableau 3 : Société VMware [3] .............................................................................................. 72 Tableau 4 : Tableau des caractéristiques pour vCenter [4] ...................................................... 87 Tableau 5 : Tableau d'adressage [5]......................................................................................... 91 Tableau 6 : Tableau des équipements avec la virtualisation [6]............................................... 92 Tableau 7 : Tableau des équipements sans la virtualisation [7]............................................... 93 XIII ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION RESUME De nos jours, face aux coûts élevés des matériels et logiciels, et à l’évolution constante du matériel informatique, les directions informatiques des entreprises sont amener à créer des infrastructures de plus en plus hétérogènes. Cette prolifération de serveurs est devenue source de problème financier et surtout un problème au niveau de la gestion et du suivi de l’ensemble de l’infrastructure. C’est pour faire face, à ce problème que des acteurs tels que Microsoft, Citrix Xen, VMware, ont développé les techniques de virtualisation. Cette technique permet de palier aux problèmes sus mentionnés. C’est dans cette optique que notre projet s’est penché sur les techniques de virtualisation avec pour objectif principal de réduire le nombre de serveurs au sein d’une infrastructure. En effet, nous avons procéder à la virtualisation au sein d’une entreprise fictive qui a décidé de mettre en place une architecture dans son local. La technique adoptée est celle du VMware car plus avantageuses que les autres. Les résultats montrent qu’on a une réduction de matériels (deux serveurs au lieu de cinq) ; d’espaces physiques. La complexité d’administration est aussi réduite d’autant plus qu’on peut administrer l’ensemble des serveurs à partir d’un seul écran. Dans notre cas, la virtualisation a conduit à une réduction globale des coûts qu’aurait supportés l’entreprise sans la virtualisation (un gain de 8 millions environ). Mots clés : Virtualisation, Serveur, VMware. XIV ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION ABSTRACT Nowadays, faced with the high costs of hardware and software, and the constant evolution of computer equipment, IT departments of companies are led to create increasingly heterogeneous infrastructures. This proliferation of servers has become a source of financial problems and especially a problem in the management and monitoring of the entire infrastructure. It is to cope with this problem that players such as Microsoft, Citrix Xen, VMware, have developed virtualization techniques. This technique makes it possible to overcome the aforementioned problems. With this in mind, our project focused on virtualization techniques with the primary goal of reducing the number of servers within an infrastructure. Indeed, we have proceeded to virtualization within a fictional company that decided to set up an architecture in its local. The adopted technique is that of VMware because more advantageous than the others. The results show that we have a reduction of materials (two servers instead of five); physical spaces. The complexity of administration is also reduced especially since we can administer all servers from a single screen. In our case, virtualization has led to an overall reduction in costs that would have borne the company without virtualization (a gain of about 8 million). Key words : Virtualization, Datacenter, VMware. 1 ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION INTRODUCTION GENERALE Grâce à la quête de nouvelles méthodes de calculs et de travail, l’homme est parvenu à inventé une machine qui à changer le quotidien de l’être humain. C’est ainsi qu’au XXe siècle l’histoire de l’informatique a connu son premier ordinateur appeler ENIAC 1 (Electronic Numerical Integrator and Computer), inventé par Presper Eckert et John William Mauchly. Crée en 1946, de ce dernier (ordinateur) suivirent d’autres générations d’ordinateurs de plus en plus petits et performants qui ouvrent la voie à une infinité de possibilités. De nos jours l’informatique est devenue indispensable et incontournable dans notre vie quotidienne. Avec l’augmentation des périphériques, de plus en plus les données sont générées et ceci engendre un coût de consommation élevé. Il devient alors indispensable de centraliser le traitement de ces données et le diffuser à travers les réseaux publics ou privés. Malheureusement, moins de 20% de la capacité totale de ces machines sont utilisés. Il se pose alors un certain nombre de problème : comment réduire le nombre de terminaux dans un Datacenter ? Comment réduire les dépenses et améliorer l’évolutivité de l’infrastructure ? Il y a de plus en plus de tâches dans les réseaux des entreprises qui doivent être gérées par un administrateur. Pour répondre à ses besoins il doit disposer des techniques pour administrer son réseau, surveiller son système à partir de son écran. Pour cela les administrateurs souhaitent pouvoir offrir une infrastructure légère, facile à maintenir ; et cela en adoptant la solution de virtualisation. C’est ainsi que dans un contexte global la virtualisation devient prestigieuse dans l’entreprise, c’est une nouvelle tendance qui fait réduire le nombre de périphérique, le coût du matériel et de la maintenance, ainsi que de faire un gain d’espace physique. Cependant la question qui se pose est : Comment faire pour diminuer le nombre d’équipement, le coût de maintenance, l’espace dans les locaux techniques ? C’est ce qui explique le choix de notre projet intitulé : « Etude et mise en œuvre d’une solution de virtualisation des serveurs dans un réseau LAN d’entreprise ». 2 ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION Le but pour notre projet est donc d’apporter une solution nouvelle afin de réduire les coûts, améliorer la flexibilité et la disponibilité des ressources informatiques. Nos travaux se dérouleront autour de trois parties. La première partie consistera à définir le cadre théorique et méthodologique, la seconde partie constitue le cadre conceptuel et nous terminerons par la troisième partie qui consistera à faire une mise en œuvre et des tests. 3 ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION PREMIERE PARTIE : CADRE THEORIQUE ET METHODOLOGIQUE 4 ETUDE ET MISE EN ŒUVRE D’UNE SOLUTION DE VIRTUALISATION Chapitre 1 : Cadre théorique Dans ce chapitre nous allons mettre l’accent sur le contexte de notre travail, les problématiques, les objectifs de recherches, la pertinence du sujet, les hypothèses de recherche, ainsi que l’approche méthodologique et l’annonce du plan. 1.1 Contexte De nos jours les multiples besoins en puissance de calcul sont satisfaits rassemblant de plus en plus de serveurs pour former des infrastructures distribuées, ce qui engendre un alourdissement au niveau des équipements informatiques. De nombreux centres de données (Datacenter) se voient affectés par un manque chronique de place débouchant sur de nouvelles difficultés lorsque des machines supplémentaires sont exigées par les métiers qui font face à de nombreux besoins. L’énergie constitue à l’heure actuelle un sujet de préoccupation, les entreprises ne pouvant parfois pas obtenir de nouvelles augmentations de puissance électrique. Ces dernières années ont vu l’apparition d’une nouvelle technologie qui repose sur la virtualisation des serveurs qui consiste à faire fonctionner plusieurs systèmes d’exploitation sur un même serveur physique. Cette technologie offre des avantages conséquents à la fois aux utilisateurs des infrastructures distribuées et aux grandes entreprises qui souhaitent rentabiliser davantage leur infrastructure informatique.