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Virtualisation de serveurs
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« Virtualiser consiste à permettre, par des mécanismes logiciels l’agrégation et le partage transparent des ressources physiques d’une infrastructure.
Les ressources virtualisées s’offrent alors sous forme de services utilisables de manière concurrente par des clients multiples totalement isolés entre eux avec des garanties et/ou restrictions de quotas de ressources et/ou de QOS (qualité de service) ». (Bertrand Quillevéré - Alcane)
Domaines d’application de la virtualisation de l’infrastructure IT Initialement orientée sur les serveurs, la virtualisation couvre désormais plusieurs domaines de l’infrastructure informatique d’une entreprise.
On distingue donc aujourd’hui les sujets suivants :
• Virtualisation de serveurs
• Virtualisation du stockage avec en extension la virtualisation de fichiers (WAFS - Wide Area File System)
• Virtualisation de réseaux de serveurs
• Virtualisation de réseaux de stockage
• Virtualisation des applications
• Virtualisation du poste de travail
Ces domaines différant très significativement l’un de l’autre, le présent guide porte exclusivement sur la virtualisation de serveurs.
Les autres domaines de la virtualisation ne sont pas oubliés et seront traités dans de futurs guides à paraître.
Pourquoi mettre en place une infrastructure virtualisée ? La virtualisation des serveurs est motivée par un ensemble de ressorts et bénéfices attendus.
Un bénéfice important est la capacité à déployer très rapidement des infrastructures et plateformes nouvelles pour couvrir les besoins des projets applicatifs.
Un autre bénéfice important de la virtualisation est la réduction des coûts d’infrastructure : les experts estiment que l’on peut diviser par deux les coûts de possession de l’infrastructure.
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Découlant de la réduction des coûts, la virtualisation offre l’opportunité de réinvestir les ressources dégagées pour faire progresser d’autres postes ou services :
• Augmenter les capacités de continuité d’activité (PRA par exemple),
• Augmenter la flexibilité et la qualité des services (pouvoir, par exemple, disposer d’une infrastructure de tests…)
D’autres postes de contribution sont possibles, mais les bénéfices doivent être nuancés selon chaque contexte : performance, sécurité (les nouvelles failles de sécurité liées aux hyperviseurs étant à étudier), administration de gestion…
La virtualisation permet également de simplifier les plans de reprise d’activité (PRA).
Enfin, et de manière très ponctuelle, la virtualisation contribue à la résolution de certains problèmes technologiques. C’est augmenter le cycle de vie d’une application sur certains OS (par exemple, applicatifs sous Windows NT4).
La contribution de la virtualisation et la pertinence de chacun des points ci-dessus dépendent considérablement du contexte et des objectifs propres à chaque entreprise.
Une étude d’opportunité préalable est recommandée pour éclairer les perspectives économiques et techniques, et les impacts organisationnels d’un projet de virtualisation.
Environnements technologiques La virtualisation concerne plusieurs écosystèmes technologiques se distinguant par le jeu d’instructions des processeurs utilisés :
• Processeurs de type x86 (processeurs AMD et Intel). Deux systèmes d’exploitation majeurs Windows et Linux exploitent ces processeurs pour les postes de travail et les serveurs.
• Processeurs RISC PowerPC (IBM)
• Processeurs Sparc (Sun Microsystems)
• Processeurs HP-PA (HP) et aujourd’hui Itanium (HP)
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D’autres écosystèmes existent en particulier dans le monde « mainframe » : Bull, Fujitsu, IBM, NEC, Unisys… Ils ne sont pas pris en compte dans ce guide, les solutions de virtualisation étant directement associées à l’offre de chaque constructeur.
La virtualisation s’appuie sur un hyperviseur, terme désignant le composant logiciel, moteur ou mécanisme de virtualisation.
L’hyperviseur étant très proche des processeurs, il n’y a pas aujourd’hui d’hyperviseur couvrant tous les écosystèmes, même si certains ont la capacité d’en couvrir plusieurs.
A l’inverse, certains composant logiciels d’administration de l’environnement virtualisé couvrent déjà ou prévoient de couvrir différents hyperviseurs.
Approche stratégique et conduite de projet Le choix d’une ou de plusieurs solutions de virtualisation s’appuie naturellement sur des critères technologiques. Mais ce choix prend aussi en compte pour partie, un ensemble d’orientations ou de choix stratégiques :
Stratégies de systèmes d’exploitation de l’entreprise.
Stratégies de spécialisation par écosystèmes ou stratégie de généralisation
Stratégie de prise en compte des solutions open source
Il est donc relativement fréquent pour les entreprises d’associer projet de virtualisation et définition de plan stratégique et technologique (road map).
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Sommaire
1. Contexte et projet 1.1. Objectifs 1.2. Actifs informatiques et infrastructure 1.3. Eléments économiques
2. Environnement technique de l’hyperviseur
2.1. Cadre général de la solution : Support matériel (Serveur/Stockage) système d’exploitation - interopérabilité
2.2. Support et fonctionnalités de l’hyperviseur relatives au processeur
2.3.Support et fonctionnalités de gestion de la mémoire 2.4.Support et fonctionnalités réseau 2.5.Support et fonctionnalités relatives au stockage et aux sauvegardes
3. « Clusterisation » et « pooling » des serveurs physiques
4. Gestion des ressources, partage et gestion de la performance
5. Recommandations générales d’usage et meilleures pratiques attachées à la solution de virtualisation
6. Niveau de services globaux – Disponibilité et reprises 6.1. Causes d’arrêts de service planifiés du
serveur physique 6.2. Causes d’arrêts de service planifiés
d’une machine virtuelle 6.3. Tolérance aux pannes matérielles du
serveur physique 6.4. Gestion et reprise suite à des arrêts
non planifiés 6.5. Mécanisme de déplacement à chaud
des machines virtuelles
7. Gestion de la sécurité, des privilèges et des rôles
8. Fonctionnalités d’administration et de
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1. Contexte et projet 1.1. Objectifs
Le projet est-il associé à des objectifs de réduction de coûts ? Réduction de coût global Réduction consommation électrique / Saturation électrique Réduction charges climatisation Réduction d’espace / saturation de salle machine Réduction des coûts d’hébergement / infogérance externe Autre(s) réduction(s) de coûts(s) attendues :
Le projet est-il associé à des objectifs de service ? Pérennisation d’actifs / Allongement de la durée de vie d’applications Déménagement de data center Flexibilité Plan de reprise d’activité (PRA) Autre(s) :
Le projet a-t-il fait l’objet d’une étude d’opportunité préalable ? Non Oui
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1.2. Actifs informatiques et infrastructure
L’entreprise a-t-elle établi de manière détaillée un inventaire des éléments suivants ?
Parc de serveurs de l’entreprise Systèmes d’exploitation en place sur les différents serveurs Infrastructure réseau de l’entreprise Infrastructure de stockage
1.3. Eléments économiques
Dans le cadre d’un objectif de réduction de coûts, l’entreprise dispose t-elle des éléments de coûts pour chacun des postes suivants :
Coûts d’acquisition Coûts de maintenance Coûts d’exploitation Plans d’amortissements et/ou mode de financement
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2. Environnement technique de l’hyperviseur 2.1. Cadre général de la solution : Support matériel (Serveur/Stockage)
système d’exploitation - interopérabilité
Y a-t-il une liste limitative de serveurs physiques officiellement supportés ? Non Oui
Si Oui, laquelle ?
Y a-t-il une liste limitative de matériels de stockage (type SAN et NAS) officiellement supportés ?
Non Oui
Si Oui, laquelle ?
Les machines virtuelles sont-elles directement réutilisables avec un autre moteur de virtualisation (d’un autre éditeur), lorsque la compatibilité du format de disque virtuel et des pilotes de périphériques est assurée ?
Non Oui
Si Oui, cette interopérabilité est-elle dépendante du système d’exploitation du serveur physique ?
Non Oui
Si Oui, sur quelles paires de systèmes d’exploitation l’interopérabilité est-elle assurée ?
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Y a-t-il une liste de logiciels tiers officiellement supportés sur la solution de virtualisation ?
Non Oui
Si Oui, laquelle ? (Indiquer dans chaque cas si un contrat de licence logicielle adapté au contexte de la virtualisation est nécessaire).
Y a-t-il une liste des éditeurs de logiciels qui demandent la reproduction des incidents sur une machine physique pour qu’ils soient pris en compte ?
Non Oui
Si Oui, laquelle ?
2.2. Support et fonctionnalités de l’hyperviseur relatives au processeur
2.2.1. Capacités générales
Quel est le nombre maximal de cœurs de processeurs (ou de « threads » ou de LCPU) supportés par serveur physique ?
Quel est le nombre maximal de processeurs virtuels supportés par la machine virtuelle ?
Quel est le nombre maximal de processeurs virtuels supportés sur l’ensemble des machines virtuelles hébergées par un serveur physique ?
Quel est le nombre maximal de machines virtuelles supportées par serveur physique ?
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2.2.2. Support par le processeur physique (de type x86) des accélérateurs matériels de virtualisation
L’hyperviseur exploite-t-il les fonctionnalités suivantes ? « NUMA aware » Affinité NUMA node et mémoire pour une machine virtuelle Intel-VT AMD-V EM64T (64 bits) pour l’hyperviseur Intel Hyperthreading Intel Xeon quad core AMD Opteron quad core Autre(s) :
2.3. Support et fonctionnalités de gestion de la mémoire
Quelle est la capacité maximale de mémoire vive supportée sur le serveur physique ?
Quelle est la capacité maximale de mémoire vive supportée sur une machine virtuelle ?
Le « mirroring » de mémoire vive (ou RAID mémoire) est-il supporté ? Non Oui
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L’hyperviseur a-t-il un mécanisme logiciel de tolérance aux pannes mémoire ? Non Oui
L’hyperviseur offre-t-il un mécanisme de partage de segment(s) de code mémoire en « read-only », permettant ainsi d’optimiser la consommation de mémoire vive ?
Non Oui, en mode déclaratif Oui, en mode automatique
2.4. Support et fonctionnalités réseau
Quel est le nombre maximal de cartes PCI (X ou Express) supporté ?
Quel est le nombre maximal de cartes Gigabit Ethernet supporté ?
Les cartes Ethernet 10 Gb/s sont-elles supportées ? Non Oui
Les switchs réseau virtuels configurés sur le serveur physique sont-ils supportés ?
Non Oui
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Le « VLAN tagging » (802.1Q) dans les switchs virtuels est-il supporté ? Non Oui
Quel est le nombre maximal de ports supporté par switch réseau virtuel ?
Le « Teaming » d’adaptateur réseau est-il supporté ? Non Oui
2.5. Support et fonctionnalités relatives au stockage et aux sauvegardes
Quel est le nombre maximal de cartes adaptateur Fiber Channel supportées ?
Quel est le nombre maximal de cartes Ethernet supportées ?
Les cartes « TOE » (TCP offload) sont-elles supportées ? Non Oui
Le VSAN tagging (FC-FS-2 section 10.2) est-il supporté ? Non Oui
La gestion directe par une machine virtuelle d’une carte I/O PCI Adapter est-elle supportée ?
Non Oui
Si Oui, le « multipathing » est-il supporté ?
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2.5.1. Stockage des disques des machines virtuelles
Les disques virtuels sous forme d’un fichier unique sont-ils supportés ? Non Oui
Est-il possible de dédier une LUN du SAN à une machine virtuelle ? Non Oui
Est-il possible de journaliser les entrées/sorties des disques virtuels ? Non Oui
Est-il possible d’effectuer des « snapshots » et des « rollback/undo » sur les disques virtuels ?
Non Oui
Quelles sont les solutions de virtualisation de stockage supportées ?
L’hyperviseur gère-t-il un « Buffer cache » pour les opérations d’entrée/sortie ? Non Oui
Si Oui, la taille du cache est-elle réglable ? Non Oui
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Quels sont les modes de stockage supportés pour les disques virtuels ? iSCSI NFS CIFS
2.5.2. Amorçage des machines virtuelles
Les machines virtuelles peuvent-elles être amorcées depuis un disque virtuel en PXE (« Preboot Execution Environment » - Boot depuis le réseau) ?
Non Oui
Les machines virtuelles peuvent-elles être amorcées depuis un disque virtuel en iSCSI ?
Non Oui
Les machines virtuelles peuvent-elles être amorcées depuis une LUN du SAN Fiber Channel ?
Non Oui
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2.5.3. Sauvegardes
L’hyperviseur offre-t-il un mécanisme de sauvegarde centralisée des machines virtuelles, sans installer d’agent dans les machines virtuelles et sans flux de données géré par les machines virtuelles ?
Non Oui
Si Oui, alors ce mécanisme supporte une solution de stockage : SAN NAS iSCSI
Les machines virtuelles et leurs applications peuvent-elles prendre en compte les opérations de sauvegarde (interface centralisée) ?
Non Oui
Peut-on faire des sauvegardes et des restaurations au niveau fichier ? Non Oui
Peut-on faire des sauvegardes incrémentales ? Non Oui
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Peut-on restaurer une sélection de fichiers ? Non Oui
3. « Clusterisation » et « pooling » des serveurs physiques
Les machines virtuelles peuvent-elles être mises en « cluster » ? Non Oui
Si Oui : Quelles sont les solutions de « clustering » supportées ? Quelles sont les restrictions éventuelles concernant le stockage ?
Est-il possible de configurer un « cluster » mélangeant des machines virtuelles et des machines physiques ?
Non Oui
Quel est le nombre maximal de nœuds par « Cluster » (ou par « Pool ») ?
Est-il possible de déplacer à froid une machine virtuelle d’un nœud à l’autre ? Non Oui
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Est-il possible de déplacer à chaud une machine virtuelle d’un nœud à l’autre ? Non Oui
Est-il possible de configurer un équilibrage de charge (« Load balancing ») entre machines virtuelles ?
Non Oui
Les machines virtuelles d’un nœud peuvent-elles redémarrer automatiquement en cas d’incident sur ce nœud ?
Non Oui
4. Gestion des ressources, partage et gestion de la performance
La solution permet-elle de fixer des quotas minimums et maximums de consommation CPU par machine virtuelle ?
Non Oui
La solution permet-elle de fixer des quotas minimums et maximums de consommation de mémoire vive par machine virtuelle ?
Non Oui
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La solution permet-elle de fixer des quotas minimums et maximums de consommation d’entrées/sorties disque par machine virtuelle ?
Non Oui
La solution permet-elle de fixer des quotas minimums et maximums de consommation d’entrées/sorties réseau par machine virtuelle ?
Non Oui
La solution permet-elle de fixer des priorités, notamment pour gérer les cas de contention globale ?
Non Oui
Si Oui, sur quelles ressources agissent ces priorités ?
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5. Recommandations générales d’usage et meilleures pratiques attachées à la solution de virtualisation
En tenant compte de la consommation typique des applications hébergées au sein des machines virtuelles, quel est le nombre total de machines virtuelles recommandées :
Pour une machine physique à quatre cœurs de processeurs : Pour une machine physique à huit cœurs de processeurs : Pour une machine physique à seize cœurs de processeurs :
La solution de virtualisation est-elle recommandée pour des applications critiques ?
Non Oui
Si Oui, avec quelles restrictions ?
La solution de virtualisation est-elle recommandée pour des applications non critiques ?
Non Oui
La solution de virtualisation est-elle recommandée pour des applications particulièrement consommatrices de ressources I/O ?
Non Oui
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Les performances de l’hyperviseur se dégradent-elles au cours du temps ? Non Oui
Quelle est la durée maximale recommandée de fonctionnement de l’hyperviseur ?
6. Niveau de services globaux – Disponibilité et reprises
6.1. Causes d’arrêts de service planifiés du serveur physique
Quelles actions nécessitent un arrêt de service du serveur physique ? Le remplacement à chaud d’une carte PCI Ethernet par une carte identique
(matériel et firmware) Le remplacement à chaud d’une carte PCI Ethernet par une carte différente
(firmware différent) Le remplacement à chaud d’une carte PCI adaptateur Fiber Channel par une
carte identique (matériel et firmware) Le remplacement à chaud d’une carte PCI adaptateur Fiber Channel par une
carte différente (firmware différent) Le remplacement à chaud d’un processeur (quand le modèle de serveur
physique le permet) L’application d’une mise à jour de type « patch » sur l’hyperviseur Une montée de version mineure de l’hyperviseur Une montée de version majeure de l’hyperviseur
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Certaines reconfigurations du réseau local (par exemple : ajout ou suppression
de VLAN), lesquelles ? Certaines reconfigurations du stockage partagé du réseau local (par exemple :
ajout de LUN (« Logical Unit Number » ou « unité logique de stockage », changement de Zoning …), lesquelles ?
La défragmentation de la mémoire ou le nettoyage des structures internes de l’hyperviseur
Lorsqu’une machine virtuelle est dans un état bloqué, notamment lorsque le power OFF ou le power ON (ou équivalents) sont impossibles
Autre(s) cas, détailler :
Quelle est la fréquence typique d’arrêt de service pour les actions suivantes, en nombre par d’arrêts de service par an :
L’application d’une mise à jour de type « patch » sur l’hyperviseur : Une montée de version mineure de l’hyperviseur : Une montée de version majeure de l’hyperviseur : La défragmentation de la mémoire ou le nettoyage des structures internes de
l’hyperviseur :
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Par quelle méthode rend-on transparents aux utilisateurs les arrêts de service planifiés d’un serveur physique ?
Les machines virtuelles sont déplacées à chaud vers un autre serveur physique qui prend le relais
Les machines virtuelles sont déplacées à froid vers un autre serveur physique qui prend le relais
Les machines virtuelles sont mises en « cluster » sur plusieurs serveurs physiques
Autre(s) méthode(s), détailler :
6.2. Causes d’arrêts de service planifiés d’une machine virtuelle
Quelles actions nécessitent un arrêt de service planifié d’une machine virtuelle ? La modification du nombre de processeurs virtuels alloués à cette machine
virtuelle L’ajout à cette machine virtuelle d’un disque virtuel L’extension de la taille d’un disque virtuel alloué à cette machine virtuelle La suppression ou le détachement d’un disque virtuel alloué à cette machine
virtuelle L’ajout à cette machine virtuelle d’un adaptateur Ethernet virtuel La modification de la quantité de mémoire vive allouée à cette machine virtuelle L’ajout à cette machine virtuelle d’un lecteur de CD/DVD virtuel
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6.3. Tolérance aux pannes matérielles du serveur physique
Quels types de pannes provoquent un arrêt non planifié d’un serveur physique (les équipements qui peuvent être redondés sont supposés l’être) ?
Panne d’une carte PCI Ethernet Panne d’une carte PCI adaptateur Fiber Channel Panne d’un processeur Panne d’une barrette de mémoire vive
6.4. Gestion et reprise suite à des arrêts non planifiés Quelle est la méthode de reprise de service des machines virtuelles stoppées
par une panne du serveur physique ? Les machines virtuelles sont redémarrées manuellement et une par une sur un
autre serveur physique partageant le même espace de stockage que le serveur physique initial
Les machines virtuelles sont toutes redémarrées en une fois manuellement sur un autre serveur physique partageant le même espace de stockage que le serveur physique initial
Les machines virtuelles sont redémarrées automatiquement sur un autre serveur physique
Les machines virtuelles sont redémarrées automatiquement sur un « cluster » de serveurs physiques
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Quels sont les délais moyens de reprise d’une machine virtuelle en redémarrage automatique (en minutes) ?
Quels sont les délais moyens de reprise d’une machine virtuelle en redémarrage manuelle (en minutes) ?
Peut-on bloquer l’accès aux machines virtuelles pendant la phase de redémarrage de l’ensemble des machines virtuelles ?
Non Oui
6.5. Mécanisme de déplacement à chaud des machines virtuelles
Est-il possible de déplacer une machine virtuelle en passant par le réseau ? Non Oui
Est-il possible de déplacer une machine virtuelle en passant par le stockage disque ?
Non Oui
Quelle la durée typique de déplacement d’une machine virtuelle, en fonction de la taille de la mémoire occupée par celle-ci et en fonction de la méthode utilisée ?
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L’échec de déplacement d’une machine virtuelle est-il un événement reconnu par l’hyperviseur ?
Non Oui
Si Oui, expliquer jusqu’à quel degré :
7. Gestion de la sécurité, des privilèges et des rôles Existe-t-il une gestion des privilèges d’accès aux machines virtuelles ?
Non Oui
Existe-t-il une gestion des rôles des utilisateurs vis-à-vis des machines virtuelles ?
Non Oui
Peut-on séparer, au moyen des privilèges et des rôles, les habilitations sur les actions d’infrastructure virtuelle des actions d’usage des machines virtuelles (power ON/OFF, redémarrage, prise de console, connexion au réseau …) ?
Non Oui
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Existe-t-il un antivirus qui s’applique à l’hyperviseur ? Non Oui
Si Oui : Lequel ? Peut-il être diffusé automatiquement sur l’hyperviseur ?
Existe-t-il un mécanisme de déploiement automatisé des patchs de sécurité ? Non Oui
Existe-t-il un mécanisme de déploiement automatisé de correctifs ? Non Oui
Existe-t-il une publication régulière des failles de sécurité découvertes par l’éditeur ?
Non Oui
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8. Fonctionnalités d’administration et de supervision L’hyperviseur est-il administré depuis une console centralisée ?
Non Oui
Si Oui, quelles sont les actions d’administration qui ne peuvent pas être réalisées depuis la console d’administration ?
Peut-on placer la console d’administration sur un « cluster » de façon à la sécuriser ?
Non Oui
La console d’administration fonctionne-t-elle en mode actif/passif (l’hyperviseur est seulement « esclave » de la console) ?
Non Oui
La console d’administration fonctionne-t-elle en mode actif/actif (la console et l’hyperviseur sont tous les deux actifs dans les actions d’administration) ?
Non Oui
L’hyperviseur permet-il de suspendre ou « geler » une machine virtuelle ? Non Oui
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Les actions d’administration peuvent-elles être « scriptées » ? Non Oui
Si Oui : Préciser sur quelle technique/langage s’appuie le « scriptage » Lister les actions éventuellement non « scriptables »
Existe-t-il un mécanisme permettant de gérer automatiquement les clés de licence des systèmes d’exploitation exécutés par les machines virtuelles (« provisioning ») ?
Non Oui, lequel ?
Quels sont les outils permettant de superviser (notion de « monitoring ») la solution de virtualisation ?
Est-il possible de superviser à distance les machines virtuelles ? Non Oui
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Utiliser les guides Les guides proposés en téléchargement sont des introductions aux principales fonctionnalités des solutions technologiques. La structure et le contenu de ces guides constituent une excellente base pour la prise en main de ce sujet et pour disposer de bases de préparation d’un cahier des charges ou d’un comparatif.
Ce guide a pour principale vocation de faciliter l’appropriation d’une telle démarche par les acteurs du projet. Ils représentent le meilleur compromis entre une démarche standardisée et une démarche personnalisée de choix.
Un projet de choix et de mise en œuvre d’une solution s’appuie sur une démarche d’analyse, de compréhension et de modélisation des besoins.
Chaque critère présenté se doit d’être qualifié, personnalisé et soumis à une évaluation comparative, au plus près des spécificités de l’entreprise.
En fonction de ces analyses, il sera possible de sélectionner et pondérer les critères du guide et de
bâtir une grille d’évaluation personnalisée dont le remplissage et la lecture conduiront au choix technologique.
En résumé, un projet de choix et de mise en œuvre d’une application de gestion intégrée s’appuie sur une démarche d’analyse, de compréhension et de modélisation des métiers de l’entreprise et de leurs interactions : ce guide a pour principale vocation de faciliter l’appropriation d’une telle démarche.
Notations et classements d’offres Les guides n’intègrent pas de notation, classement ou jugement de valeur sur les offres.
En matière de projet d’entreprise, tout classement universel est inadapté et faux : une offre est parfois plus adaptée que d’autres au contexte d’un projet ou d’une entreprise. Cette même offre sera peut-être moins adaptée que les autres pour un projet différent.
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C’est en ce sens que les guides ont été conçus. Sélectionner et pondérer les critères du guide en fonction de chaque projet permet de bâtir une grille d’évaluation personnalisée dont le remplissage et la lecture orienteront au choix technologique.
Il n’y a donc volontairement aucune note ni classement dans les documents, comme on peut en trouver dans les comparateurs d’appareils numériques, caméscopes, matériels électroménagers…
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