Virtualisation réseau : hyperviseurs, vSwitch, NFV
La virtualisation dissocie une fonction (serveur, switch, routeur, firewall) du matériel physique dédié qui l'exécutait traditionnellement, permettant de faire tourner plusieurs instances logiques indépendantes sur une infrastructure physique partagée.
Type d'hyperviseur
HYPERVISEUR TYPE 1 (bare-metal) HYPERVISEUR TYPE 2 (hosted)
┌──────┬──────┬──────┐ ┌──────┬──────┬──────┐
│ VM1 │ VM2 │ VM3 │ │ VM1 │ VM2 │ VM3 │
├──────┴──────┴──────┤ ├──────┴──────┴──────┤
│ Hyperviseur │ │ Hyperviseur │
├──────────────────┤ ├──────────────────┤
│ Matériel physique │ │ OS hôte (Windows, │
└──────────────────┘ │ Linux, macOS) │
├──────────────────┤
Ex. VMware ESXi, KVM, │ Matériel physique │
Microsoft Hyper-V └──────────────────┘
Ex. VMware Workstation,
VirtualBox
Le Type 1 (bare-metal, directement sur le matériel) est le standard en environnement de production/datacenter — meilleures performances, pas de surcouche OS hôte. Le Type 2 (au-dessus d'un OS hôte classique) est adapté au poste de travail/labo (comme celui utilisé pour s'entraîner sur GNS3/EVE-NG/Packet Tracer).
vSwitch : commutation au sein de l'hyperviseur
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│ Hyperviseur │
│ │
│ [VM1]──┐ │
│ [VM2]──┼──[vSwitch]────────────► NIC physique ────► LAN │
│ [VM3]──┘ (switch LOGICIEL, │
│ interne à l'hyperviseur, │
│ peut supporter VLANs) │
└────────────────────────────────────────────────────┘
Le vSwitch commute le trafic entre VMs sur le même hôte physique sans jamais sortir sur le réseau physique (si les VMs sont sur le même segment virtuel) — un trafic invisible aux switches physiques classiques, ce qui a des implications de sécurité et de supervision (un outil de capture réseau physique traditionnel ne verra jamais ce trafic inter-VM local).
Réseau virtuel étendu : VXLAN
Problème : le VLAN classique (802.1Q) est limité à 4094 IDs —
insuffisant pour un datacenter cloud multi-tenant hébergeant
potentiellement des dizaines de milliers de clients isolés.
VXLAN (Virtual Extensible LAN) : encapsule une trame Ethernet
L2 complète dans un paquet UDP L3 (port 4789), avec un
identifiant VNI (VXLAN Network Identifier) sur 24 bits
→ 16 MILLIONS de segments logiques possibles (vs 4094 en VLAN)
┌────────────┬──────────────┬───────────────┬─────────┐
│ En-tête IP │ En-tête UDP │ En-tête VXLAN │ Trame │
│ (routage │ (port 4789) │ (VNI, 24 bits) │ Ethernet │
│ du paquet │ │ │ ORIGINALE │
│ outer) │ │ │ │
└────────────┴──────────────┴───────────────┴─────────┘
VXLAN permet aussi d'étendre un même domaine de broadcast L2 au-delà des limites physiques d'un datacenter (ex. entre deux datacenters distants reliés par un réseau L3 routé), en encapsulant le trafic L2 dans des paquets IP routables normalement — utile pour la mobilité de VM entre sites sans changement d'adresse IP.
NFV : Network Functions Virtualization
APPROCHE TRADITIONNELLE NFV
Appliance MATÉRIELLE DÉDIÉE Fonction réseau exécutée
par fonction : comme un LOGICIEL, sur du
[Firewall physique] matériel GÉNÉRIQUE (serveur
[Routeur physique] x86 standard) :
[Load balancer physique] → VM firewall
→ coûteux, peu flexible, → VM routeur virtuel (ex. CSR1000v)
déploiement lent (achat → VM load balancer
matériel à chaque besoin) → déploiement en minutes,
scalabilité à la demande
NFV et SDN (cours suivant) sont des concepts complémentaires mais distincts : NFV virtualise la fonction elle-même (quoi), SDN centralise le contrôle du réseau (comment il est piloté) — un déploiement moderne combine souvent les deux (ex. un firewall virtuel NFV piloté par un contrôleur SDN).
Ce qu'il faut retenir
- Hyperviseur type 1 (bare-metal, production) vs type 2 (hébergé sur un OS, labo/poste de travail).
- Le vSwitch commute le trafic inter-VM sur un même hôte, invisible au réseau physique.
- VXLAN encapsule des trames L2 dans des paquets IP/UDP, avec 16 millions de segments possibles (VNI 24 bits) contre 4094 pour le VLAN classique — standard des datacenters cloud modernes.
- NFV exécute des fonctions réseau (firewall, routeur, load balancer) comme des logiciels sur du matériel générique plutôt que sur des appliances dédiées.