Introduction

Une machine virtuelle (VM) est une instance logicielle qui reproduit le fonctionnement d’un ordinateur physique, capable d’exécuter un système d’exploitation ainsi que des applications de manière autonome. Elle repose sur un ensemble structuré de fichiers de configuration et de spécifications, et utilise les ressources matérielles (CPU, mémoire, stockage, réseau) d’un hôte physique via l’hyperviseur vSphere ESXi. Chaque VM possède des périphériques virtuels comme les processeurs, les cartes réseau, les disques et les mémoires qui émulent les composants physiques tout en offrant une meilleure portabilité, une sécurité renforcée et une gestion centralisée plus efficace.

L’objectif principal des chapitres précédents était de préparer l’infrastructure virtuelle pour héberger des machines virtuelles. Ainsi, dans l’architecture vSphere, l’hyperviseur ESXi assure la virtualisation en regroupant les ressources matérielles de l’hôte comme le processeur, la mémoire, le stockage et le réseau et en les exposant aux machines virtuelles. Les VM s’exécutent directement sur ces hôtes ESXi, qui sont gérés de manière centralisée par vCenter Server....

Structure de fichiers d’une machine virtuelle

Une machine virtuelle est composée de plusieurs fichiers stockés dans un répertoire dédié sur un datastore. Les fichiers clés sont le fichier de configuration, le fichier de disque virtuel, le fichier de paramètres NVRAM et le fichier journal.

Fichier	Rôle
VM.vmx	Fichier de configuration de la machine virtuelle : CPU, RAM, disques, etc.
VM.vmdk	Caractéristiques de disque virtuel, descripteur du disque virtuel
VM-flat.vmdk	Disque de données de la machine virtuelle (stockage réel)
VM.nvram	Configuration du BIOS ou EFI de la machine virtuelle
VM.vmem	Sauvegarde dufichier de pagination de la VM lors d’un snapshot avec mémoire
VM.vmsd	Fichier d’informations (métadonnées) de snapshots de la machine virtuelle
VM.vswp	Fichier d’échange de la machine virtuelle (swap)
VM.vmsn	Stocke l’étatexact de la machine virtuelle au moment du snapshot
VMware.log	Fichier journal d’activité de la machine virtuelle (logs) (démarrage, erreurs, événements)
VM.vmxf	Fichiers de configuration supplémentaires de la VM (utilisé avec VMware Workstation)
VM.vmss	Fichier de suspension de machine virtuelle (si la VM est suspendue)

Les fichiers .vmdk peuvent être nombreux si la VM utilise un ou des disques multiples.

Le couple .vmdk / -flat.vmdk représente...

Composants d’une machine virtuelle

Une machine virtuelle intègre généralement un système d’exploitation, les outils VMware Tools, ainsi qu’un ensemble de ressources et périphériques virtuels simulant le matériel physique. La gestion de ces éléments s’effectue de la même manière que celle d’un ordinateur traditionnel, avec des opérations similaires en matière de configuration, de supervision et de maintenance.

Le système d’exploitation invité d’une machine virtuelle s’installe en suivant les mêmes étapes qu’un ordinateur physique. L’installation nécessite un support d’installation valide, tel qu’une image ISO fournie par un éditeur. Une fois installé, le système peut être accessible et maintenu à distance ou via la console dans vSphere client.

Les périphériques virtuels assurent les mêmes fonctions que les périphériques physiques d’un ordinateur classique. Pour fonctionner, le système d’exploitation nécessite des ressources allouées telles que le processeur, la mémoire, le stockage et le réseau.

VMware Tools est une suite d’utilitaires conçue pour optimiser le fonctionnement du système d’exploitation invité sur une machine virtuelle....

Virtualisation de la CPU et de la mémoire pour les machines virtuelles

1. CPU et vNUMA

La virtualisation du processeur vise à optimiser les performances en privilégiant l’exécution des instructions sur le processeur physique. La couche de virtualisation n’intervient que lorsque cela est nécessaire, garantissant ainsi que les machines virtuelles se comportent comme si elles étaient exécutées directement sur du matériel physique.

Même si le processeur est virtualisé par vSphere, la machine virtuelle est capable de reconnaître le modèle spécifique du processeur sur lequel elle s’exécute, ce qui permet une meilleure compatibilité.

Lors de la configuration des paramètres CPU d’une machine virtuelle dans vSphere 8, il est recommandé de comprendre plusieurs notions fondamentales, comme CPU Core, les CPU Socket et l’hyperthreading, etc., ainsi que l’impact direct de ces réglages sur les performances globales de la machine virtuelle. Clarifier les principaux termes qui seront utilisés plus tard permettra de mieux appréhender le fonctionnement des ressources processeur dans un environnement virtualisé, et d’éviter toute confusion.

a. Terminologies

CPU : Central Processing Unit ou processeur est le composant d’un système informatique qui exécute les instructions nécessaires au fonctionnement des applications. Le processeur est le dispositif de calcul qui traite les opérations logiques. Chaque processeur est composé de plusieurs cœurs, qui permettent d’exécuter plusieurs tâches simultanément, améliorant ainsi les performances globales du système.

CPU Socket : un CPU socket est un connecteur physique sur la carte mère d’un ordinateur qui se connecte à un seul processeur physique. Sur certaines cartes mères, il est possible de trouver plusieurs sockets, permettant l’installation de processeurs physiques multiples, chacun doté de plusieurs cœurs pour le traitement parallèle des données.

CPU Core : un cœur de processeur intègre un cache de niveau 1 et plusieurs unités fonctionnelles. Chaque cœur est capable de traiter des applications ou des threads de manière...