Qu'est-ce que la migration à chaud ?

La migration à chaud est un processus qui consiste à déplacer une machine virtuelle depuis l'hôte source vers un hôte de destination sans la déconnecter. La durée entre la suspension de l'ancienne machine et le démarrage de la nouvelle est très courte, ce qui permet d'éviter les interruptions de service pendant les migrations. La migration à chaud est notamment utilisée dans le cadre de la maintenance planifiée ou pour équilibrer les ressources des charges de travail. Elle comprend le transfert de la mémoire, de la connectivité réseau et du stockage de la machine virtuelle vers une nouvelle destination au sein du cluster. 

Pour migrer des machines virtuelles, il existe plusieurs méthodes. Deux techniques sont plus couramment utilisées : la migration à chaud et la migration à froid.

Migration à chaud (ou dynamique)

Dans le cadre de ce processus, la machine virtuelle continue de s'exécuter sur l'hôte source pendant que les pages de sa mémoire sont transférées vers l'hôte de destination. Une fois la migration presque terminée, la machine virtuelle se met brièvement en pause avant de reprendre sur l'hôte de destination. Dans la mesure où la migration à chaud n'implique pas l'arrêt total des machines virtuelles, les perturbations restent minimales, voire imperceptibles. Cette option est idéale pour les machines virtuelles qui nécessitent une disponibilité permanente. Si la modification des pages de mémoire d'une machine virtuelle s'effectue plus rapidement que leur transfert, par exemple pour les machines virtuelles avec de nombreuses entrées/sorties (charge d'E/S élevée), alors la migration à froid est à privilégier.

Migration à froid

Ce type de migration est un processus non dynamique. Il implique d'arrêter une machine virtuelle en cours d'exécution avant de la déplacer de l'hôte source à l'hôte de destination. Pendant la période d'arrêt, la configuration et la mémoire de la machine sont copiées vers l'hôte de destination, puis son exécution reprend sur le nouvel hôte. Ce processus entraîne des temps d'arrêt qui rendent le système temporairement indisponible ou hors d'usage. Il s'agit néanmoins d'un processus de migration fiable et pertinent pour les machines virtuelles dont la charge de mémoire est élevée.

Migration intermédiaire

Dans le cadre de ce processus de migration, la plupart des données des machines virtuelles sont copiées lors d'une étape de copie préalable qui se déroule pendant leur exécution. Les temps d'arrêt des machines sont donc limités. À l'étape de basculement, les machines virtuelles sont arrêtées le temps de copier les données restantes.

Découvrir les avantages de la migration des machines virtuelles

Il peut être utile de migrer des machines virtuelles dans les cas suivants :

• Équilibrage de charge : les machines virtuelles peuvent être migrées vers des machines hôtes moins utilisées si l'hôte source devient surchargé ou si un autre hôte sous-utilisé est disponible. L'équilibrage de charge permet d'améliorer la capacité et les performances réseau des machines virtuelles.
• Indépendance matérielle : l'hyperviseur facilite l'indépendance matérielle, car il isole le système d'exploitation et les ressources des machines virtuelles. Puisqu'elles sont exécutées en tant qu'environnements isolés, les machines virtuelles ne dépendent d'aucun équipement matériel spécifique. Il est souvent possible de migrer une machine virtuelle depuis un composant matériel vers un autre sans aucun temps d'arrêt, bien que certains cas présentent des limites, par exemple lors du changement d'architecture du processeur.
• Économies d'énergie : les machines virtuelles peuvent être redistribuées vers d'autres hôtes, tandis que les systèmes hôtes non utilisés peuvent être éteints pour économiser de l'énergie et réduire les coûts en période de faible utilisation.
• Migration géographique : les machines virtuelles peuvent être migrées vers un autre emplacement physique afin de réduire la latence ou répondre à d'autres besoins, tels que l'équilibrage pour la tolérance aux pannes ou la récupération après sinistre.

En savoir plus sur la virtualisation

Toutes les plateformes de virtualisation couramment utilisées incluent des outils de migration à chaud. Voici quelques exemples de ces technologies :

Red Hat® OpenShift® Virtualization : basée sur le projet KubeVirt, la solution OpenShift Virtualization intègre un outil de migration à chaud qui permet de migrer une machine virtuelle depuis un nœud vers un autre au sein d'un cluster OpenShift.

VMware vSphere vMotion : cette technologie de migration à chaud de VMware élimine les temps d'arrêt tout en permettant de déplacer une machine virtuelle en cours d'exécution depuis un serveur physique vers un autre.

Hyper-V (Microsoft Windows Server) : cette fonction de Windows Server permet de migrer des machines virtuelles de manière dynamique depuis un hôte Hyper-V vers un autre.

Nutanix : la fonction de migration à chaud de Nutanix AHV permet de déplacer une machine virtuelle invitée depuis un hôte AHV vers un autre ou vers un cluster si l'hôte choisi dispose des ressources nécessaires.

La migration à chaud s'effectue en plusieurs grandes étapes, qui peuvent varier en fonction de la plateforme et des cas d'utilisation. Voici les étapes de la migration à chaud avec OpenShift Virtualization :

Étape 1 : préparation

Le nœud source prépare la machine virtuelle en vue de la migration, tandis que l'ordonnanceur au niveau du cluster, c'est-à-dire l'ordonnanceur intégré à OpenShift dans ce cas, choisit le nœud de destination souhaité. Puisque la migration à chaud dépend du stockage partagé, la source et la destination montent le même volume de stockage (ou y accèdent) au même moment lors du stockage de l'image de la machine virtuelle.

Étape 2 : demande

Le nœud source envoie ensuite une demande de migration au nœud de destination. Celui-ci commence à charger l'image de la machine virtuelle et réserve la taille de conteneur correspondante. Cette étape nécessite également la mise en place d'une plateforme de virtualisation pour permettre la distribution des ressources des machines virtuelles entre les deux environnements et leur exécution sans interruption. Si aucune ressource n'est disponible, la machine virtuelle continue de s'exécuter sur le nœud source sans interruption.

Étape 3 : transfert

L'hyperviseur, un logiciel qui crée et exécute les machines virtuelles, copie la mémoire depuis le nœud source vers la destination. Dans chacun de ces nœuds se trouve une copie en pause de la machine virtuelle, mais le nœud source demeure le nœud principal à utiliser pour poursuivre la migration en cas de problème.

Étape 4 : finalisation

Une fois le transfert effectué, le nœud de destination signale au nœud source qu'il a reçu l'image du système d'exploitation et exécuté l'opération de migration. Le nœud de destination devient alors le nœud principal. Le nœud source peut maintenant arrêter la machine virtuelle d'origine.

Étape 5 : fin du processus

La migration à chaud prend fin une fois que le nouveau nœud principal est défini. La machine virtuelle migrée s'exécute sur le nœud de destination et l'exploitation se poursuit comme d'ordinaire.  

Is OpenShift Virtualization right for your VMs? (durée : 1 min 57 s)

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