Accueil » Cours » Fondamentaux en informatique » Fondamentaux de la virtualisation » TP01 – Installation d’un hyperviseur de type 2

Objectifs :

  1. Installer un hyperviseur de type 2 sur le PC portable de l’étudiant (Windows, macOS ou Linux).
  2. Configurer cet hyperviseur de manière à permettre la virtualisation imbriquée, c’est-à-dire la capacité de faire tourner un hyperviseur au sein d’une machine virtuelle.
  3. S’assurer que le système est prêt à accueillir ultérieurement des VM Windows Server capables de faire tourner Hyper-V ou tout autre rôle d’hypervision.

Préparation et prérequis

Prérequis matériels et logiciels :

  • Matériel :
    • Un PC portable avec un processeur prenant en charge la virtualisation matérielle (Intel VT-x/AMD-V).
    • Vérifier dans le BIOS/UEFI que les options de virtualisation sont activées (Intel VT-x, AMD-V, Intel VT-d/AMD IOMMU si disponibles).
  • Système d’exploitation hôte :
    • Windows, macOS ou Linux, avec droits administrateur.
  • Outils :
    • Hyperviseur de type 2 : VirtualBox est recommandé (gratuit, open source, multi-plateforme).
    • Accès internet pour télécharger VirtualBox, et éventuellement les Extension Packs s’il y en a besoin.

Prérequis logiciels :

  • Disposer des exécutables ou des packages d’installation de VirtualBox (téléchargeable sur le site officiel : https://www.virtualbox.org).
  • Dans le cas de Windows : s’assurer qu’aucun autre hyperviseur de type 2 (comme VMware Workstation ou des outils Windows Hyper-V) n’est déjà activé ou en conflit.
  • Dans le cas de macOS : éventuellement, autoriser l’exécution d’applications téléchargées en dehors de l’App Store, et accepter les extensions systèmes pour VirtualBox si macOS les bloque.
  • Dans le cas de Linux : utiliser le gestionnaire de paquets officiel (apt, dnf, yum, zypper…) ou le package téléchargé depuis le site de VirtualBox. Installer également les paquets additionnels (dkms, kernel headers) nécessaires pour le bon fonctionnement.

Étape 1 : Installation de l’hyperviseur (VirtualBox)

  1. Téléchargement :

  2. Installation sous Windows :

    • Double-cliquez sur l’exécutable téléchargé (par ex. VirtualBox-7.1.4.XX-Win.exe).
    • Suivez l’assistant d’installation en conservant les options par défaut si vous découvrez l’outil.
    • Acceptez l’installation des pilotes réseau VirtualBox (NAT, Host-Only Adapter, etc.) si une boîte de dialogue s’affiche.
    • À la fin de l’installation, lancez VirtualBox pour vérifier que tout est en ordre.

  3. Installation sous macOS :

    • Double-cliquez sur le fichier .dmg téléchargé.
    • Faites glisser l’icône VirtualBox dans le dossier « Applications ».
    • Lors du premier lancement, si macOS affiche un avertissement sur les extensions système, ouvrez « Préférences Système > Sécurité et Confidentialité » et autorisez l’exécution de l’extension Oracle.
    • Redémarrez si nécessaire, puis lancez VirtualBox.

  4. Installation sous Linux :

    • Utilisez le gestionnaire de paquets. Par exemple sur Ubuntu/Debian :
      sudo apt-get update
      sudo apt-get install virtualbox
    • Ou installez le package téléchargé (.deb, .rpm, etc.) avec l’outil de gestion de paquets approprié.
    • Vérifiez que le module kernel vboxdrv est bien chargé (redémarrez après l’installation si demandé).

Contrôle post-installation :

  • Lancer VirtualBox depuis le menu Démarrer (Windows), le dossier Applications (macOS), ou via la ligne de commande / menu de bureau (Linux).
  • Vérifier que l’interface s’ouvre sans erreur.
  • Dans le menu « Préférences » (Tools > Preferences ou Fichier > Préférences), vérifier les paramètres généraux (chemin par défaut des VM, mise à jour automatique, etc.).

Étape 2 : Configuration de la virtualisation imbriquée (Nested Virtualization)

Principe de la virtualisation imbriquée :
La virtualisation imbriquée permet de faire tourner un hyperviseur (par ex. Hyper-V, VMware ESXi) à l’intérieur d’une machine virtuelle hébergée par VirtualBox. Cela requiert que le CPU virtuel exposé par VirtualBox prenne en charge les instructions de virtualisation matérielle pour la VM invitée.

Étapes de configuration :

  1. Vérification de la prise en charge matérielle:

    • Sur Windows : Ouvrir l’invite de commandes (cmd) et taper systeminfo pour voir si la virtualisation est activée.
    • Sur Linux : Vérifier la présence des flags vmx (Intel) ou svm (AMD) dans /proc/cpuinfo.
    • Sur macOS : La virtualisation est généralement activée par défaut sur les Mac modernes.

  2. Paramétrage dans VirtualBox :

    • Après avoir créé une machine virtuelle (par exemple, une VM Linux ou une VM vierge), aller dans les Paramètres de cette VM.
    • Dans l’onglet Système, puis sous-onglet Processeur, vérifier que l’option « Activer PAE/NX » est cochée (recommandé mais pas toujours nécessaire pour la virtualisation imbriquée).
    • Selon la version de VirtualBox, une case à cocher « Activer la virtualisation imbriquée » ou « Nested VT-x/AMD-V » peut être disponible. Si elle l’est, cochez-la.
    • Si cette option n’est pas visible, vous devrez peut-être utiliser la ligne de commande VirtualBox (VBoxManage) pour l’activer. Par exemple :
      VBoxManage modifyvm "NomDeMaVM" --nested-hw-virt on
    • Augmenter le nombre de cœurs alloués à la VM si nécessaire (au moins 2 cœurs, idéalement 2+ pour une VM hôte Hyper-V future).

  3. Extension Pack (Facultatif) :

    • VirtualBox Extension Pack ajoute certaines fonctionnalités (USB 2.0/3.0, RDP, PXE Boot…).
    • Il n’est pas obligatoire pour la virtualisation imbriquée, mais peut être utile.
    • Installer en double-cliquant sur le fichier Extension Pack téléchargé depuis le site de VirtualBox, ou via « Fichier > Préférences > Extensions ».

Étape 3 : Test de base de la virtualisation

Objectif du test:
On va simplement tester une VM Linux légère (par exemple un LiveCD Ubuntu : https://ubuntu.com/download) pour vérifier que la virtualisation fonctionne.

  1. Création d’une VM de test Linux :

    • Dans VirtualBox, cliquer sur « Nouvelle » pour créer une nouvelle machine virtuelle.
    • Sélectionner le type de système : Linux, par exemple « Ubuntu (64-bit) ».
    • Assigner au moins 2 Go de RAM (2048 Mo), et 1 ou 2 cœurs CPU.
    • Créer un disque dur virtuel (par exemple 10 Go en VDI dynamique).
    • Dans les paramètres de la VM, onglet Système > Processeur, vérifier que la case « Activer la virtualisation imbriquée » est cochée (si disponible) ou s’apprêter à l’activer via VBoxManage.

  2. Démarrage de la VM :

    • Insérer l’image ISO Ubuntu (ou autre distribution) dans le lecteur CD virtuel (Paramètres > Stockage > Contrôleur IDE > Choisir l’ISO).
    • Démarrer la VM.
    • Si tout se passe bien, le système d’exploitation invité se lance.
    • Lancer un terminal dans la VM Linux et vérifier que le CPU virtuel présente les fonctionnalités de virtualisation (par exemple en installant cpu-checker et en exécutant kvm-ok sur Ubuntu).

  3. Vérification de la virtualisation imbriquée :

    • Dans la VM Linux, essayez de charger un module KVM par exemple (sur Ubuntu : sudo apt-get install qemu-kvm et tenter kvm-ok).
    • Le but n’est pas encore de faire tourner un hyperviseur dans la VM Linux, mais de s’assurer que les instructions CPU nécessaires sont disponibles.
    • Si kvm-ok renvoie un message indiquant que KVM peut s’exécuter, c’est un bon signe que la virtualisation imbriquée fonctionne.

Dépannage et Conseils

  • Si la VM ne démarre pas :

    • Vérifier que l’option de virtualisation VT-x/AMD-V est activée dans le BIOS/UEFI.
    • S’assurer qu’aucun autre hyperviseur (Hyper-V sous Windows, WSL2, VMware Workstation) n’est en conflit. Sous Windows 10/11, il peut être nécessaire de désactiver temporairement Hyper-V (via « Activer ou désactiver des fonctionnalités Windows ») pour que VirtualBox ait pleinement accès aux instructions VT-x/AMD-V.

  • Si l’option Nested VT-x/AMD-V n’est pas visible :

  • Performances :

    • Allouer des ressources (RAM, CPU) raisonnables à la VM. Trop peu de ressources nuiront aux performances, trop en donner risquera de pénaliser l’hôte.
    • S’assurer que l’hôte n’est pas trop chargé lors des tests.

Résultat Attendu :

  • À l’issue de ce TP, chaque étudiant doit disposer sur son PC d’un hyperviseur de type 2 (VirtualBox) fonctionnel.
  • La capacité de virtualisation imbriquée doit être activée, permettant ainsi d’héberger ultérieurement une VM Windows Server qui jouera elle-même le rôle d’hyperviseur (Hyper-V).
  • La VM de test Linux ou un autre système d’exploitation doit fonctionner correctement, démontrant que la virtualisation est opérationnelle.

Ce TP met ainsi en place l’infrastructure logicielle de base pour les prochains travaux pratiques, où l’on configurera un environnement de virtualisation plus complexe.

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