サーバーの仮想化とは?仕組み、メリット・デメリットをわかりやすく解説します

近頃よく聞かれる、「サーバーの仮想化」という言葉。サーバーの仮想化を導入することで容易にビジネスの変化に対応できるだけでなく、サーバー台数の減少によるコスト低減やスペースの確保が見込まれます。この記事では、そもそも仮想化ってどういうこと?メリットやデメリットは?という疑問について、わかりやすく解説します。

サーバー仮想化

サーバー仮想化とは

物理的な1台のサーバー上で、複数の仮想的なサーバー(仮想サーバー)を運用することを「サーバーの仮想化」といいます。
サーバーの仮想化では、専用の仮想化ソフトウェアによって物理サーバー上のプロセッサ・メモリといったリソースを複数に分割し、仮想サーバーに割り当てて使います。1台の物理サーバー上に複数のサーバーを集約できるため、管理のコストや負荷が削減できるメリットがある一方で、デメリットも存在するため注意が必要です。自社の運用に合った方法を選ぶようにしましょう。

サーバー仮想化

サーバー仮想化の手法

サーバー仮想化は利用する仮想化ソフトウェアによって、ホスト型・ハイパーバイザー型の2種類の手法に分類され、それぞれメリット・デメリットがあります。
この2種類の方式では、図に示したようにハードウェア・OS・アプリケーションの関係性が違っています。サーバー仮想化を行う場合は、この2種類の方法のメリット・デメリットを把握して希望に近い方を選ぶとよいでしょう。

ホストOS型・ハイパーバイザー型

ホストOS型

ホストとなるOS上で仮想化ソフトウェアを使い、別のゲストOSを運用する方法です。たとえば既に利用中のWindows をホストOSとして、ゲストOSにMacを運用するといった例があげられます。
アプリケーションを採用するような手軽さでサーバー仮想化を実現できるメリットがある一方で、ゲストOSを動かすためにはホストOS自体の処理も必要なるため、ハイパーバイザー型と比べて処理速度が出にくいのがデメリットです。
ホスト型を実現する主な仮想化アプリケーションには、VMware Player・VMware Workstation・Oracle VirtualBoxなどがあります。

ハイパーバイザー型

処理速度が上がらないホスト型のデメリットを補い、近年主流となっている仮想化の手法がハイパーバイザー型です。この方式ではハードウェア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動作させ、ハイパーバイザーの上で複数のゲストOSを運用します。
既存のホストOSをそのまま利用できなかったり、専用の物理サーバーを用意する必要があったりするためホスト型と比較すると手軽には利用できないものの、ホストOSの処理を必要とせずハードウェアを直接制御できるため処理速度が向上します。なおハイパーバイザー型は、直接ハードウェア上で動作することから「ベアメタル(=bare metal)型」と呼ばれることがありますが、ハイパーバイザー型と意味は同じです。ハイパーバイザー型に必要な仮想化アプリケーションとしてVMware vSphereやXen、KVM、Hyper-Vなどがあげられます。

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サーバー仮想化の5つのメリット

サーバーの仮想化を行い、1つの物理サーバーで複数のOS環境やアプリケーションを動作させることで、設置スペース・リソースの有効活用が可能です。ここでは、サーバー仮想化の5つのメリットについて詳しく説明します。

1. 設置スペースを削減できる

物理サーバーを集約して仮想化できるため、物理サーバーの設置場所をまとめると共に省スペースを実現できます。さらに物理サーバーの台数を減らすことができるのでスペースだけでなく電力や管理リソースなどの面でもコスト削減を見込めます。

設置スペースの削減

2. リソースを有効活用できる

たとえば社内で部門ごと・部署ごとにサーバーを利用している場合、物理サーバー毎のCPUやメモリの使用率などは低くサーバーリソースが大量に余ることが多いものです。そこでこれらの物理サーバーを仮想化して1台の物理サーバーに集約することで、サーバーリソースの有効活用が実現できます。

リソースの活用

3. 新しいサーバーを速やかに用意できる

新しいサービスや業務ソフトを導入したり開発検証をすすめたり、と新しいサーバーの用意が必要なシーンはさまざま考えられます。その際、サーバー仮想化が実現できていれば、新しく物理サーバーを購入・設置するよりも安価かつ速やかに新サーバーの手配が可能です。
またサーバーの台数を増やしてシステムの負荷軽減・処理向上を実現するスケールアウトも、サーバー仮想化により手軽に行えるようになります。

4. BCP対策の実現

BCP

BCP(事業継続計画)とは、災害などの緊急事態において事業継続の方法などを取り決めておく計画のことです。
サーバー仮想化の環境が整っていれば、仮想サーバーの情報を遠隔地にあるバックアップサイトにコピーすることで、速やかに同じ環境を手配することが可能です。
仮に地震などの大災害が発生した際にも、これにより短時間で業務を再開できます。

5. 最新のハードウェアを活用できる

仮に利用中のシステムが新しいバージョンのOSに対応していなくても、仮想化によって最新のハードウェアを利用することは可能です。
これにより、従来のシステムやアプリケーションを引き続き利用しやすくなります。

サーバー仮想化のデメリット

仮想化ソフトウェアが介在することによって、物理サーバーと比較するとオーバーヘッドが生まれ性能が低くなります。
サーバーを集約させることで効率化を測ることができますが、小規模の場合はサーバー仮想化のメリットを活かしきれずかえってリソース効率が悪くなる場合があるので注意が必要です。またあまり節約を重視し過ぎて、必要な物理リソースを確保しなかった場合、仮想サーバーのスペックが低くなってしまい処理能力が足りなくなることも考えられます。サーバー仮想化を成功させるためには、ある程度余裕をもったスペックの物理サーバーを準備するようにしましょう。さらに、1台に集約した物理ホストが故障するとゲストOSも障害を受けるので障害対策は必須です。
管理者はサーバー仮想化の構築や運用・障害対策にあたって、物理サーバーとは違った専用の知識を取得する必要がある点も注意が必要です。

サーバー仮想化技術の今後の展望

ここ数年でサーバー仮想化は一般的な技術としてよく使われるようになりました。そんな中、IoTやビッグデータの登場によって、サーバーにはより高い処理能力が求められていくものと考えられます。
一方サーバー仮想化の技術においても、仮想マシンを作る必要がなく現時点でよく使われているハイパーバイザー型よりリソース効率の高いコンテナなどの新技術が広まっていくでしょう。

まとめ

いかがでしたか。サーバー運営のコスト削減が求められる一方で、IoT・ビッグデータへの対応のためより高い処理能力もサーバーには求められています。
そんな中、サーバーの仮想化は今以上に重要な技術となっていくことでしょう。カゴヤでは、ハイパーバイザー型よりオーバーヘッドが少ない「Open VZ」を使った低価格なVPSや低価格で簡単にプライベートクラウドの環境を構築できるベアメタルサーバーといったサービスを展開しておりますので、興味があればぜひご検討ください。

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