Formation Architecture et Virtualisation

Leçon 1 • Jeux d'instructions et niveaux de privilège

Définit les concepts ISA et les anneaux de privilège du CPU qui sous-tendent la conception des hyperviseurs. Les étudiants acquièrent le vocabulaire nécessaire pour analyser les pièges de virtualisation et l'émulation.

Leçon 2 • Sous-systèmes d'E/S et architecture de bus

Explique comment les périphériques communiquent avec le CPU via des bus et des contrôleurs. Fournit le contexte matériel pour comprendre la virtualisation des périphériques et le passage en mode direct.

Leçon 3 • Architectures multicœur et NUMA

Présente la conception multicœur et la topologie d'accès mémoire non uniforme. Prépare les étudiants à configurer correctement le CPU et l'affinité mémoire des machines virtuelles.

Leçon 4 • Structure et fonctionnement du CPU

Couvre l'organisation interne d'un processeur, y compris l'ALU, l'unité de contrôle et les registres. Établit la base matérielle requise pour tous les concepts de virtualisation ultérieurs.

Leçon 1 • Architecture du noyau et appels système

Couvre les conceptions monolithiques, micronoyaux et hybrides ainsi que la manière dont les processus utilisateur demandent des services. Établit la couche du système d'exploitation que les hyperviseurs doivent gérer ou émuler.

Leçon 2 • Gestion des processus et des threads

Explique l'ordonnancement, les états des processus et les modèles de threads utilisés par les systèmes d'exploitation modernes. Informe directement sur la manière dont les CPU virtuels sont ordonnancés sur les cœurs physiques.

Leçon 3 • Principes internes de la pile réseau

Retrace le flux des paquets à travers la pile réseau du système d'exploitation, du socket à la carte réseau. Prépare les étudiants à comprendre les commutateurs virtuels et les superpositions de virtualisation réseau.

Leçon 4 • Systèmes de fichiers et abstractions de stockage

Examine les structures des systèmes de fichiers, la journalisation et les interfaces des pilotes de périphériques blocs. Fait le lien avec les formats de disque virtuel et les chemins d'E/S de stockage dans les environnements virtualisés.

Leçon 1 • Définition de la virtualisation et de ses objectifs

Présente la définition formelle d'une machine virtuelle et les trois propriétés de Popek-Goldberg. Établit le cadre théorique utilisé tout au long du cours.

Leçon 2 • Virtualisation au niveau du système d'exploitation et des applications

Présente l'isolation basée sur les conteneurs et au niveau des applications comme alternatives plus légères. Positionne ces approches par rapport à la virtualisation complète de VM pour la sélection de charges de travail.

Leçon 3 • Virtualisation assistée par le matériel

Détaille les extensions CPU qui ajoutent un nouveau niveau de privilège en dessous du système d'exploitation pour le VMM. Explique comment ces extensions résolvent efficacement le problème de virtualisation x86.

Leçon 4 • Virtualisation complète et piège-et-émule

Explique comment un hyperviseur intercepte les instructions privilégiées sans modification du système d'exploitation invité. Les étudiants comprennent le coût en performance et les garanties de correction de cette approche.

Leçon 1 • Ordonnancement du CPU virtuel

Examine comment les hyperviseurs multiplexent les CPU physiques entre les CPU virtuels sur plusieurs VM. Les étudiants peuvent identifier les politiques d'ordonnancement qui minimisent la latence et maximisent le débit.

Leçon 2 • Architecture de sécurité de l'hyperviseur

Analyse la surface d'attaque de l'hyperviseur, les risques d'évasion de VM et les stratégies d'atténuation. Établit les principes de sécurité appliqués dans les chapitres ultérieurs sur le durcissement et la conformité.

Leçon 3 • Modèles d'hyperviseur de type 1 vs. type 2

Compare les architectures d'hyperviseur sur métal nu et hébergé selon les dimensions de performance, de sécurité et de déploiement. Ancre toutes les discussions ultérieures sur l'implémentation de l'hyperviseur.

Leçon 4 • Techniques de virtualisation de la mémoire

Couvre les tables de pages fantômes, les tables de pages étendues et le ballooning mémoire utilisés par les hyperviseurs. Relie les connaissances sur la pagination du système d'exploitation au problème de traduction d'adresse à deux niveaux.

Leçon 1 • Sécurité réseau dans les environnements virtuels

Examine la micro-segmentation, les pare-feux distribués et l'inspection du trafic est-ouest. Applique les principes de sécurité du chapitre sur l'hyperviseur à la couche réseau.

Leçon 2 • Protocoles de réseau superposé

Explique l'encapsulation VXLAN, GENEVE et GRE pour étendre la couche 2 sur des tissus de couche 3. Permet aux étudiants de concevoir des réseaux multilocataires à travers les frontières physiques.

Leçon 3 • Virtualisation des fonctions réseau

Couvre le remplacement des appliances physiques par des fonctions réseau logicielles sur du matériel standard. Relie les concepts SDN au chaînage de services et à la gestion du cycle de vie des fonctions virtuelles.

Leçon 4 • Architecture du plan de contrôle SDN

Présente la séparation des plans de contrôle et de données ainsi que le rôle des contrôleurs SDN. Les étudiants comprennent comment une politique centralisée pilote le forwarding distribué dans les réseaux virtuels.

Leçon 1 • Stockage en réseau et systèmes de fichiers partagés

Couvre les protocoles NFS et SMB utilisés pour partager des référentiels d'images VM entre hôtes. Fait le lien avec les exigences de migration en temps réel présentées dans la section suivante.

Leçon 2 • Réseaux de stockage et iSCSI

Explique les protocoles de stockage au niveau bloc utilisés pour présenter un stockage partagé aux hôtes hyperviseur. Permet aux étudiants de configurer et de dépanner la connectivité SAN pour les datastores de VM.

Leçon 3 • Formats de disque virtuel et provisionnement

Compare les formats bruts, QCOW2, VMDK et VHD selon les dimensions de performance et de fonctionnalités. Applique directement les connaissances sur les systèmes de fichiers à la sélection et à la gestion des disques virtuels.

Leçon 4 • Performance et QoS du stockage

Examine les métriques d'IOPS, de débit et de latence, ainsi que la manière dont les politiques QoS appliquent les SLA de stockage. Permet aux étudiants de prévenir la contention de stockage due au voisin bruyant dans les environnements multi-VM.

Leçon 1 • Provisionnement de VM et modélisation

Couvre la création d'image dorée, la gestion de modèles et les techniques de clonage rapide de VM. Établit la base de provisionnement pour les pipelines d'automatisation construits dans les sections ultérieures.

Leçon 2 • Infrastructure en tant que code pour les VM

Présente les outils de configuration déclaratifs pour définir et déployer une infrastructure VM. Permet aux étudiants de versionner et de reproduire de manière fiable des environnements virtuels entiers.

Leçon 3 • Migration en temps réel et haute disponibilité

Explique les mécanismes de migration en temps réel des VM et les politiques de redémarrage HA au niveau du cluster. Nécessite les connaissances en stockage partagé du chapitre précédent pour comprendre les prérequis de la migration.

Leçon 4 • Ordonnancement des ressources et DRS

Examine les algorithmes d'ordonnancement dynamique des ressources qui équilibrent les charges de travail des VM sur les clusters d'hôtes. Applique les connaissances sur la virtualisation du vCPU et de la mémoire à l'optimisation au niveau du cluster.

Leçon 1 • Surveillance des performances et planification de capacité

Présente la collecte de télémétrie, le profilage de base et les prévisions de capacité pour l'infrastructure virtuelle. Applique tous les concepts de performance antérieurs à la gestion proactive de l'infrastructure.

Leçon 2 • Cloud hybride et portabilité des charges de travail

Couvre les normes de portabilité des images VM, le cloud bursting et un réseau cohérent entre les environnements. Permet aux étudiants de concevoir des charges de travail qui se déplacent de manière transparente entre les environnements sur site et cloud.

Leçon 3 • Virtualisation des GPU et accélérateurs

Couvre le partitionnement vGPU, le passage en mode direct GPU et le MIG pour partager des accélérateurs entre VM. Répond aux charges de travail d'IA et de HPC qui nécessitent une accélération matérielle dans les environnements virtuels.

Leçon 4 • Reprise après sinistre et continuité d'activité

Conçoit des architectures de reprise après sinistre basées sur VM utilisant la réplication et le basculement automatisé. Intègre les connaissances sur les instantanés, la HA et le réseau dans une planification de continuité de bout en bout.