En clair
Une machine virtuelle (VM) est un ordinateur simulé par logiciel, qui tourne à l'intérieur d'un vrai ordinateur. L'hyperviseur est le logiciel qui fabrique ces ordinateurs simulés et leur partage le vrai matériel. Pensez à un immeuble : le terrain et les fondations sont le matériel, chaque appartement est une VM avec sa porte et ses meubles (son système), et l'hyperviseur est le gestionnaire qui répartit l'eau, l'électricité et l'espace entre les appartements.
1. Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?
Une VM se comporte exactement comme un ordinateur : elle démarre, a un BIOS ou un UEFI, s'installe à partir d'une image ISO, et fait tourner Windows, Linux ou un autre système sans savoir qu'elle est virtuelle. Mais tous ses composants sont simulés :
| Composant | Dans une VM | Sur la vraie machine |
|---|---|---|
| Processeur | Des vCPU (processeurs virtuels) | Une part du temps de calcul des vrais cœurs |
| Mémoire vive | Une quantité fixée, par exemple 4 Go | Prise sur la mémoire réelle de la machine |
| Disque | Un disque virtuel | Un simple fichier (ou un volume) sur le vrai disque |
| Carte réseau | Une carte virtuelle | Reliée au vrai réseau par un switch virtuel |
| Écran, clavier | Une console | Affichée dans une fenêtre ou une page web |
Deux conséquences très pratiques :
- une VM est isolée : si elle plante, se fait infecter ou est mal configurée, les autres VM et la machine physique ne sont pas touchées ;
- une VM est un fichier : on peut la copier, la sauvegarder, la déplacer sur une autre machine ou revenir en arrière.
2. Le vocabulaire de base
| Terme | Signification |
|---|---|
| Hôte (host) | La machine physique, et le système qui gère la virtualisation |
| Invité (guest) | Le système installé dans la VM |
| Hyperviseur | Le logiciel qui crée les VM et leur répartit le matériel |
| vCPU | Un processeur virtuel donné à une VM |
| Image ISO | Le fichier d'installation d'un système, l'équivalent du DVD ou de la clé USB |
3. Type 1 et type 2 : deux familles d'hyperviseurs
| Type 1 (« bare metal ») | Type 2 (« hébergé ») | |
|---|---|---|
| Où il s'installe | Directement sur le matériel, à la place d'un système classique | Comme un logiciel, sur un Windows, macOS ou Linux déjà installé |
| Analogie | L'immeuble est construit pour être loué | On sous-loue des chambres dans sa propre maison |
| Performances | Proches de la machine physique | Bonnes, mais partagées avec le système de la machine |
| Usage typique | Serveurs, homelab, entreprises | Tester un système sur son poste, développer, apprendre |
| Exemples | Proxmox VE (KVM), VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, XCP-ng (Xen) | VirtualBox, VMware Workstation, VMware Fusion, Parallels Desktop |
Deux cas qui brouillent la frontière
- KVM est intégré au noyau Linux : il transforme Linux lui-même en hyperviseur de type 1. C'est le moteur de Proxmox VE, et aussi de virt-manager ou GNOME Boxes sur un poste Linux.
- Hyper-V est un hyperviseur de type 1, même activé sur Windows 11. Une fois Hyper-V activé, l'hyperviseur démarre en premier, et Windows tourne lui-même au-dessus, dans une partition privilégiée appelée « partition racine ».
4. Les notions à connaître ensuite
| Notion | Ce que c'est | À quoi ça sert |
|---|---|---|
| Snapshot (instantané) | L'état de la VM figé à un instant | Revenir en arrière après une mise à jour ratée ou un test |
| Clone | Une copie complète d'une VM | Dupliquer une machine déjà configurée |
| Modèle (template) | Une VM de référence, jamais démarrée, qu'on clone | Créer des VM identiques en quelques secondes |
| Surallocation (overcommit) | Donner aux VM plus de vCPU ou de mémoire qu'il n'en existe réellement | Possible pour le processeur, risqué pour la mémoire |
| Provisionnement fin (thin) | Le disque virtuel n'occupe que l'espace réellement écrit | Économiser de la place ; surveiller que le vrai disque ne se remplisse pas |
| Pilotes paravirtualisés | Des pilotes qui savent qu'ils sont dans une VM : VirtIO (KVM, Proxmox), VMware Tools, services d'intégration Hyper-V | Des performances disque et réseau bien meilleures |
| Agent invité | Un petit service dans la VM qui dialogue avec l'hyperviseur (QEMU Guest Agent, VMware Tools) | Arrêt propre, affichage de l'adresse IP, sauvegardes cohérentes |
| Passthrough | Donner à une VM l'accès direct à un vrai périphérique : carte graphique, contrôleur de disques, carte réseau | Performances natives ; le périphérique n'est alors plus partagé |
| Migration à chaud | Déplacer une VM allumée d'un serveur à un autre, sans l'arrêter | Maintenance sans interruption, dans un cluster |
| Haute disponibilité (HA) | Redémarrage automatique des VM sur un autre serveur en cas de panne | Continuité de service, dans un cluster |
Un snapshot n'est pas une sauvegarde
Un snapshot est stocké sur le même disque que la VM : si ce disque tombe en panne, la VM et ses snapshots disparaissent ensemble. Un snapshot sert à revenir en arrière quelques heures ou quelques jours ; pas plus, car il ralentit la VM et grossit avec le temps. Pour une vraie sauvegarde, voir la règle 3-2-1.
5. Ce qu'il faut sur sa machine
La virtualisation matérielle
Tous les processeurs récents savent accélérer la virtualisation, mais la fonction est parfois désactivée dans le BIOS ou l'UEFI.
| Fonction | Intel | AMD | Rôle |
|---|---|---|---|
| Virtualisation du processeur | VT-x | AMD-V (parfois nommé « SVM Mode » dans le BIOS) | Indispensable pour tout hyperviseur moderne |
| Virtualisation des entrées-sorties | VT-d | AMD-Vi (IOMMU) | Nécessaire pour le passthrough de périphériques |
Vérifier qu'elle est active
Windows : Gestionnaire des tâches > Performances > Processeur, ligne Virtualisation : Activé.
Linux :
lscpu | grep -i virtuali
Le résultat affiche VT-x ou AMD-V (la commande fonctionne que le système soit en français ou en anglais). Si rien ne s'affiche, la fonction est désactivée dans le BIOS ou absente.
macOS : les Mac à puce Apple disposent de la virtualisation intégrée (framework de virtualisation d'Apple), utilisée par Parallels Desktop, VMware Fusion ou UTM . Elle ne virtualise que des systèmes compilés pour processeurs ARM, comme Windows 11 ARM ou les versions ARM de Linux ; un système pour processeur x86 ne peut y être qu'émulé, très lentement.
Les ressources
- La mémoire vive est presque toujours la première limite : chaque VM la réserve réellement. Comptez la mémoire de toutes les VM, plus 2 à 4 Go pour l'hôte.
- Le stockage compte ensuite : un SSD change tout, car plusieurs VM lisent et écrivent en même temps.
- Le processeur se partage bien : la plupart des VM passent leur temps à attendre. Ne donnez pas à une seule VM plus de vCPU que la machine n'a de cœurs logiques.
6. Les formats de disques virtuels
Chaque hyperviseur a son format de disque. Des outils de conversion existent (qemu-img par exemple), ce qui permet de migrer une VM d'un hyperviseur à un autre.
| Format | Hyperviseur | Remarque |
|---|---|---|
.qcow2 |
KVM, Proxmox VE | Format natif de QEMU : snapshots, provisionnement fin |
.raw / .img |
KVM, Proxmox VE | Image brute, la plus simple et la plus rapide |
.vmdk |
VMware | Aussi lu par VirtualBox et Proxmox |
.vhdx |
Hyper-V | Successeur du .vhd |
.vdi |
VirtualBox | Format natif de VirtualBox |
.ova / .ovf |
Tous (format d'échange) | Une VM complète empaquetée : configuration et disques |
7. Machine virtuelle ou conteneur ?
Une VM simule un ordinateur entier, avec son propre système et son propre noyau. Un conteneur (Docker, Podman, LXC) partage le noyau de l'hôte et n'isole que l'application : il démarre en une seconde et consomme beaucoup moins de ressources, mais il est moins isolé et ne peut faire tourner que des systèmes compatibles avec le noyau de l'hôte (pas de Windows dans un conteneur sur un hôte Linux, par exemple). Les deux se complètent : on fait souvent tourner des conteneurs dans une VM. Exemple : conteneurs rootless avec Podman et Quadlet.
8. À quoi ça sert, concrètement
- Apprendre et tester sans risque : installer un Windows Server, casser une configuration, revenir au snapshot.
- Regrouper plusieurs serveurs sur une seule machine physique : moins de matériel, moins de consommation.
- Isoler : séparer le serveur de fichiers, la domotique et le serveur web, pour qu'un problème sur l'un ne touche pas les autres.
- Garder un ancien système en vie pour un vieux logiciel qui ne fonctionne plus sur les machines récentes.
- Monter un homelab : voir monter son homelab, par où commencer.
À retenir
- Une VM est un ordinateur simulé ; son disque est un fichier, ce qui la rend facile à copier, sauvegarder et déplacer.
- L'hyperviseur partage le matériel entre les VM. Type 1 : directement sur le matériel (Proxmox VE, ESXi, Hyper-V, XCP-ng). Type 2 : comme un logiciel (VirtualBox, VMware Workstation).
- Activez VT-x ou AMD-V dans le BIOS ; VT-d ou AMD-Vi pour le passthrough.
- La mémoire vive est la première limite ; installez les pilotes paravirtualisés dans chaque VM.
- Un snapshot n'est pas une sauvegarde.