La virtualisation et le développement durable

A l’heure où les différents grands éditeurs de nouvelles technologies se battent à coups d’annonces marketing en tout genre il est important de pouvoir faire la part des choses entre ce qui est là pour faire vendre et ce qui fait réellement partie de notre besoin. C’est dans cette optique que nous traiterons dans la suite de cet article deux notions très à la mode aujourd’hui : la virtualisation et le développement durable. Que se cache-t-il réellement derrière ces concepts ? Et surtout, est-il possible de les associer sans se tromper ? Pour répondre à ces questions, commençons par présenter les deux termes et tentons de les remettre dans un contexte sécurité du système d’information, chose très simple pour la virtualisation mais plus subtil pour le développement durable. La virtualisation, un concept d’avenir En tant que lecteur aguerri, vous savez certainement que la virtualisation consiste à réunir sur une même machine physique, plusieurs environnements indépendants. Chacun des environnements se base sur les ressources matérielles de la machine hôte, tout en étant plus ou moins hermétiques par rapport aux autres. Cette technologie n’est pas toute récente et a débuté bien avant les hyperviseurs que nous connaissons tous. Elle a commencé comme souvent dans un des laboratoires du centre scientifique de Cambridge d’IBM en association avec le MIT pour donner naissance à un produit nommé CP/CMS. Aujourd’hui, pour être plus précis, on peut parler de trois types de virtualisation différents : - Noyau user space : l’OS virtualisé tourne comme une application sur le système source. - Hyperviseur type 2 : l’OS virtualisé est lancé grâce à un logiciel (par exemple VMWare Workstation) qui s’interface entre l’hôte et l’invité. Il est lourd en ressources, mais ne demande pas d’installation spécifique. - Hyperviseur type 1 : C’est la meilleure solution pour une virtualisation à grande échelle. Elle utilise un OS spécifique permettant de gérer rapidement et de manière optimisée les OS invités. C’est sur ce dernier type de virtualisation que nous nous concentrerons dans la suite de cet article. Sachez qu’avant le déploiement à grande échelle de solutions de virtualisation, on estimait que seulement 15% des performances des serveurs présents en Datacenter étaient réellement utilisés. Aujourd’hui la virtualisation est présente dans pratiquement toutes les entreprises et offre de multiples avantages. Les principaux sont le gain de place, l’économie d’énergie et la flexibilité. Nous détaillerons ces aspects dans les lignes qui suivent. A contrario, puisque bien sûr il y a également des inconvénients, la mise en place d’environnements virtualisés nécessite de nouvelles ressources techniques et de nouvelles compétences pour la gestion des hyperviseurs. Le développement durable, une notion marketing ? « Dans mon entreprise, on trie les déchets donc on fait du développement durable ? ». Malheureusement c’est un peu plus compliqué que ça. Le terme de développement durable est utilisé aujourd’hui un peu partout et souvent détourné de sa vraie définition, on entend même parler de « GreenIT » depuis quelques années. Mais pour bien comprendre le réel sens de « développement durable » dans les systèmes d’information, reprenons d’abord sa définition établie par la Commission mondiale sur l’environnement et le développement à travers le rapport Brundtland en 1987 (rien que ça) : Un développement qui répond aux besoins des générations du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs. Deux concepts sont inhérents à cette notion :

• le concept de « besoins », et plus particulièrement des besoins essentiels des plus démunis, à qui il convient d’accorder la plus grande priorité.
• l’idée des limitations que l’état de nos techniques et de notre organisation sociale impose sur la capacité de l’environnement à répondre aux besoins actuels et à venir.


Il s’agit aussi, en s’appuyant sur de nouvelles valeurs universelles (responsabilité, participation écologique et partage, principe de précaution, débat ...) d’affirmer une approche double :

• Dans le temps : nous avons le droit d’utiliser les ressources de la Terre, mais le devoir d’en assurer la pérennité pour les générations futures ;
• Dans l’espace : chaque humain a le même droit aux ressources de la Terre (principe de destination universelle des biens). 
Tous les secteurs d'activité sont concernés par le développement durable : l'agriculture, l'industrie, l'habitation, l'organisation familiale, mais aussi les services (finance, tourisme,...) qui, contrairement à une opinion quelquefois répandue, ne sont pas qu'immatériels. »

Pour simplifier cette définition quelque peu lourde, on peut définir le développement durable à travers trois piliers fondamentaux.

• Le premier et le plus évident est la sauvegarde de l’environnement.
L'entreprise doit veiller à préserver au maximum les ressources afin de garantir pour les générations futures un avenir serein.
• Le deuxième moins connu est le dynamisme économique.
Avant tout, une entreprise se doit d'être rentable. Sa compétitivité, son management et son éthique sans faille doivent lui garantir un développement sur le long terme.
• Enfin le troisième pilier, plus difficile à définir est l’aspect social du développement durable. L'entreprise doit pouvoir satisfaire aux mieux les attentes de ses parties prenantes : salariés mais aussi utilisateurs finaux de ses produits.

Un rapprochement possible ? Pour répondre à cette question simple, nous allons reprendre les points définissant le développement durable et essayer d’y associer une notion apportée par la virtualisation. Pour appuyer notre argumentaire nous prendrons exemple sur deux sociétés fictives. Ces deux sociétés utilisent différentes technologies au catalogue Nomios : un pare-feu Fortinet, un répartiteur de charge F5, un DNS/DHCP Infoblox, une passerelle VPN SSL Juniper SA, un serveur de partage de fichiers Accelion, un auditeur d’accès administrateur Balabit, une solution de gouvernance des données Varonis et un gestionnaire de logs Splunk. En complément les architectures de nos deux clients s’appuient sur un Active Directory, un NAS, un serveur de messagerie, un Sharepoint et un serveur web. On considèrera toutes ces technologies redondées pour des raisons de sécurité et de haute disponibilité. La première société que l’on appellera société A, possède une architecture totalement physique alors que la deuxième, la société B, a déployé toutes ces technologies sous leurs formes virtuelles.

• Aspect économique

C’est la notion la plus facile à comprendre. Si demain vous avez besoin de faire évoluer votre plateforme en y ajoutant un équipement, plus besoin de vérifier l’espace disponible dans les différentes baies, de revoir la consommation électrique ou la dissipation de chaleur de l’équipement. Plus besoin non plus de câbler ces nouveaux équipements ou de se déplacer sur le site. Grâce à la virtualisation, tout peut se faire via l’hyperviseur, en quelques clics. De plus, en utilisant un hyperviseur qui mutualise 10 équipements physiques on peut estimer qu’on réalise une économie de 18 000 kWh sur une année. Ce chiffre est bien sûr à manipuler avec beaucoup de précautions et représente une moyenne très large réalisée avec les équipements mentionnés plus haut dans l’article. Enfin, nous pouvons évoquer les économies réalisées au niveau de la climatisation. Moins de machines physiques étant présentes, les besoins de refroidissement de la salle serveur sont moins importants. Cette notion reste cependant plus difficile à calculer. La chaleur dissipée par un serveur dépendant notamment des ressources utilisées par celui-ci. Afin d’illustrer cet aspect, reprenons nos deux sociétés et tentons de calculer de façon très simple les économies d’énergie réalisées en nous basant sur les données suivantes : Une étude gouvernementale nous remonte que la consommation moyenne d’un équipement est de 3.2kWh/jour. Nous utiliserons celle-ci pour nos calculs. Selon le ministère de l’écologie et du développement durable le coût moyen du kWh est de 0.12€/kWh. Cette première valeur ne prend pas en compte la climatisation utilisée dans la salle serveur. Cette notion est exprimée en BTU (British Thermal Unit) dans les fiches techniques des équipements. Pour les équipements choisis, nous utiliserons une moyenne de 1039 BTU par équipement par jour (selon les documentations techniques). Ensuite la relation « 1 kWh =1000 x 3600 watt.secs = 1000 x 3600 joules = 3600 kilojoules = 3600/1.055 BTU = 3412.3 BTU » nous permet de convertir en kWh utilisé.

	Nombre d'équipements	kWh/an	Prix du kWh	en € /équipement	Total / an
Architecture physique	26	1168	0,12 €	140,16 €	3 644,16 €
Architecture virtuelle	2	1168	0,12 €	140,16 €	280,32 €

Soit une consommation plus de 10 fois inférieure dans une configuration virtualisée. Au delà de ces économies qu’on pourrait considérer comme minimes, il faudrait bien sûr ajouter les différences de prix entre les versions virtualisées d’une technologie et leur version physique, le coût du câblage, de la climatisation, de la place dans le datacenter etc…

• Aspect environnemental

Cette notion d’environnement est plus difficile à mettre en relation avec la virtualisation. Nous pouvons néanmoins revenir sur quelques aspects évoqués dans la partie économique qui ont des répercutions également sur l’environnement. Tout d’abord la consommation électrique : Dans notre cas le passage à la virtualisation permet un gain de 1300% de la consommation électrique totale pour l’alimentation des serveurs. Dans des environnements moins idéalisés, des études ont montrée que le passage à la virtualisation permettait d’économiser de 40 à 600% de la consommation électrique d’un datacenter. Cette économie a bien sur un impact important sur l’environnement puisqu’un kWh correspond à une émission de carbone non négligeable. En France, près de 80% de l’électricité provient du nucléaire. Il est donc difficile de fournir une estimation précise des émissions de CO2 par kWh électrique. On peut néanmoins établir une moyenne un kWh électrique produit 0,09 kg CO2. La moyenne pour l’Europe de manière plus générale est plus élevée : 0,46 kg CO2 / kWh. Les variations peuvent être expliquées par les différentes façons de produire de l’électricité. Produire 1 kWh avec du charbon est bien sûr beaucoup plus consommateur que la même création à l’aide d’éolienne pour des raisons évidentes. En reprenant notre exemple initial, dans un environnement « idéal », ces chiffres donnent les résultats suivants :

	Nombre d'équipements	kWh/an	Total / an	C02 émis / an
Architecture physique	26	1168	30368	2733,12
Architecture virtuelle	2	1168	2336	210,24

Soit 2 tonnes de CO2 émis en moins. Imaginez simplement les émissions qui pourraient être évitées dans une architecture plus importante.

• Aspect social

… Malheureusement, même en cherchant bien, nous ne voyons pas de lien direct entre le développement durable et la virtualisation. Si vous avez une idée, n’hésitez pas à nous en faire part … On aime ça le social chez Nomios ! Pour conclure cet article, vous aurez bien compris que les chiffres évoqués ici sont présents pour vous faire réagir sur les bienfaits de la virtualisation et sont donc très simplifiés. J’espère qu’ils ont eu ce mérite. A côté de ça, nous pouvons affirmer que les termes de développement durable et de virtualisation ne peuvent pas être associés en suivant leur sens premier. Nous parlerons plutôt de développement viable. Cependant comme évoqué en introduction, le marketing est aujourd’hui présent partout et ce dérapage lexical sera, j’en suis persuadé, encore présent dans nos journaux favoris dans les prochains mois. :)