Le Cloud computing offre aux utilisateurs l’opportunité d’exploiter des services qui peuvent être des infrastructures, des plateformes, des applications,... Ceci représente un gain de temps et d’argent considérable puisque l’utilisateur n’a besoin ni d’investir dans une infrastructure onéreuse, ni de gérer sa maintenance, de plus il paye juste les ressources utilisées. Afin de prendre en charge des applications à grande échelle et stocker de gros volumes de données, les centres de données ont été largement déployés par des fournisseurs cloud. Cependant, les études ont montré une mauvaise utilisation des ressources qui ne sont pas exploitées pleinement. Les technologies de virtualisation ont permis d’améliorer la situation en déployant des centres de données virtualisés. Ces derniers sont des centres de données où tout ou une partie du matériel (par exemple, serveurs, routeurs, commutateurs et liens) est virtualisé à l’aide d’un logiciel appelé hyperviseur qui divise l’équipement en plusieurs instances virtuelles isolées et indépendantes (comme des machines virtuelles). Toutefois les performances des équipements peuvent être atténuées à cause de plusieurs phénomènes tels que le vieillissement logiciel. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les performances de deux composants clés dans les centres de données qui sont le serveur virtualisé et le commutateur virtuel. Puisque, l’architecture de ces systèmes est complexe, on a opté pour utiliser les formalismes de modélisation avant de mettre en place des solutions pratiques. Notre première contribution concerne la modélisation et l’évaluation de la performabilité d’un serveur virtualisé qui implémente une politique de gestion de l’énergie et utilise le rajeunissement logiciel comme une technique proactive afin de prévenir les aléas de vieillissement logiciel. Cette modélisation est basée sur une approche modulaire utilisant le SRN (Stochastic Reward Nets) qui décrit les différents états du SVS ainsi que les transitions régissant le passage d’un état à l’autre. L’analyse numérique permet de capturer l’impact de la variation de la charge de travail et le trafic en rafale sur les métriques de performabilité, ce qui permet de bien définir les paramètres du système. La seconde contribution porte sur l’évaluation des performances d’un commutateur virtuel qui détermine les performances du réseau puisqu’il établit la communication entre des VMs. Le modèle analytique proposé représente l’architecture interne de cenoeud critique avec plusieurs cartes d’interface réseau (représentant des ports) et plusieurs cœurs de processeur (CPU). Chaque CPU sert un ensemble de ports. Le modèle est basé sur les files d’attente avec serveur en vacance et des arrivées groupées. Les résultats numériques montrent l’impact de la taille du groupe et la politique d’acceptation sur les performances du commutateur. Ces résultats peuvent être intéressants lors du dimensionnement des ressources d’un commutateur virtuel.