仮想化とは?

サーバ仮想化とは?

2019/09/19

仮想化の中で最も一般的な技術がサーバの仮想化です。1台の物理サーバ上に複数の仮想マシンが稼働する環境を提供するサーバ仮想化によって、企業が所有する物理サーバは劇的に削減されました。

サーバを仮想化するとはどういうことか

サーバ仮想化とは、1台の物理サーバ上に複数のOSを動作させる技術です。サーバとはコンピュータです。コンピュータにはCPU、メモリ、ストレージが搭載されており、それらのハードウェアリソースを使用して演算や制御、記憶を行います。ExcelやWordなどのアプリケーションはOSを介してこれらのリソースを使用します。
基本的にOSは1台のコンピュータに1つしか使用できません。そのため、異なるOSを利用したい場合には複数のサーバを準備する必要がありました。サーバ仮想化はこれを覆しました。物理リソースを複数のOSで共有することを可能にしたのです。

とはいえ、仮想化は決して新しい技術ではありません。仮想化はメインフレームにて開発、発展した技術です。メインフレームやUNIXの多くはパーティショニング方式によって仮想化を実現しています。それに対してオープン系サーバと呼ばれる現在主流のサーバを仮想化する場合には、ソフトウェアによって仮想化を実現します。
いずれも仮想化によるメリットや導入目的は同じですが、対象と実現方式が大きく異なっており、ここからはソフトウェアによる仮想化に焦点を当てていきます。

サーバ仮想化の方式

ソフトウェアによるサーバ仮想化には、大きく3つの方式があります。それぞれ特徴が異なるため、ユースケースにより仮想化の方式を使い分けることが一般的です。

ホストOS型

1つ目の方式はホストOS型です。OS上に仮想化ソフトウェアをインストールし、その上で仮想マシンと呼ばれる仮想環境を稼働させます。このとき、仮想化ソフトウェアをインストールするOSをホストOS、仮想マシン上のOSをゲストOSと呼びます。
この方式のメリットは手軽さです。既に使っているPCやサーバに仮想化ソフトウェアをインストールするだけで、簡単に仮想環境を構築できます。しかしながら、ゲストOSがハードウェアリソースにアクセスするためには、ホストOSを経由する必要があるため、オーバーヘッドと呼ばれる余分なリソースの消費が大きくなってしまい、効率よくリソースを使用できないという欠点もあります。なお、ホストOS型はサーバではなく、PCで仮想化を利用する場合によく使用されます。

ハイパーバイザー型

2つ目の方式がハイパーバイザー型です。これは、物理サーバの上にハイパーバイザーと呼ばれる仮想化ソフトウェアを直接インストールする方式です。仮想マシンはハイパーバイザーの上で稼働します。ホストOSが存在しない点がハイパーバイザー型の特徴です。そのため、ホストOS型に比べてサーバのリソースをより効率的に利用できます。その一方で、新たに専用の物理サーバを用意する必要があります。
現在、企業がサーバ仮想化を採用する場合に最も一般的な方式がハイパーバイザー型です。

コンテナ型

3つ目の方式はコンテナ型です。コンテナ型はここ数年で急速に利用者を伸ばしています。上記2つの方式とは仕組みが大きく異なり、仮想マシンではなくコンテナと呼ばれる仮想環境を提供します。ホストOSにコンテナエンジンと呼ばれる仮想化ソフトウェアをインストールします。コンテナはコンテナエンジンの上で稼働します。
特徴として、コンテナはホストOSのカーネルを共有しており、ゲストOSを持ちません。そのため、コンテナは仮想的なサーバというよりも、隔離されたアプリケーションの実行環境だといえます。
コンテナにはゲストOSが存在しないため、オーバーヘッドが少なく、非常に軽量です。より少ないリソースとより短い起動時間で仮想環境を構築できるのがコンテナ型のメリットです。その一方で、大規模な展開や管理する為のツールやノウハウの不足、提供できるベンダーが少ないなどの欠点もあります。

サーバ仮想化のユースケース

サーバ仮想化により、企業は高いサーバ集約率と柔軟なオペレーションを実現することで、多くのメリットを得られます。

サーバ統合

乱立していた物理サーバの集約により、非常に大きなコストの削減が見込めます。なぜなら、ハードウェアの削減だけでなく、運用保守費用・電気代・サーバスペースなども削減できるからです。

リードタイムの短縮

新たなシステムを構築するために要する時間を短縮できます。これまでサーバを導入するには、機種選定・発注・納品・各種設定など多くの工数と時間がかかっていました。しかし、サーバ仮想環境では仮想マシンを作成・起動するだけですぐに新しいサーバを用意できます。

OSの延命

サポートが終了するOSを仮想化により延命することが可能になります。新規ハードウェアが旧OSに対応していない場合でも、仮想化ソフトウェアを使用することで旧OSとその上に構築したアプリケーションの稼働を実現できます。

VMwareが提供するサーバ仮想化ソリューション

VMwareはサーバ仮想化製品であるVMware vSphere®を提供しています。vSphereはハイパーバイザーである「ESXi」、ESXiを管理する「vCenter Server」、vCenter Serverにアクセスするための「vSphere Client」という3つのコンポーネントから構成されています。
企業はvSphereを使用することで、上記のメリットに加え、可用性の向上や運用効率性の改善を実現しながらも、コストの削減が可能になります。


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