仮想環境とは?メリットやデメリット、代表的なソフトウェア「VMware」について解説

    ハードウェアの追加導入や維持費のコスト削減、運用管理の負荷低減を目的に仮想環境の整備を進めている企業は少なくありません。

    この記事では仮想環境とは何か、概要や仮想マシンの種類、メリットやデメリットとともに、代表的なソフトウェア「VMware」について解説します。

    仮想環境とは?

    仮想環境とは、パソコンやサーバなど一つのハードウェアの中で、仮想的な環境を構築したものをいいます。実質、CPUやメモリなどは実装された物理的な数しかありませんが、論理的にそれらを割り当てて、環境を分離したり統合したりする技術です。

    簡単にいうと、Windows環境の中で、仮想的に作られたLinux OS環境や、別のWindows OS環境が用意できます。また、一般的に仮想環境をつくる土台となるOSを「ホストOS」、仮想環境上のOSを「ゲストOS」と呼びます。仮想環境を構築することで、Linux用のパソコンとWindows用のパソコンをそれぞれ用意する必要がなくなり、一つのハードウェアで一元管理できるようになるのです。

    また、メモリやハードディスク容量など、柔軟で簡単に調整ができるメリットもあります。仮想環境を構築すれば、ハード機器の節約にもなるでしょう。

    仮想マシンの種類

    仮想マシンには、いくつか種類があります。それぞれに特徴があるため、シーンに合わせて使うことが一般的です。各種類について紹介します。

    ホスト型

    仮想環境のホスト型とは、パソコンやサーバにホストOSをインストールし、そのOS上に仮想環境作成ソフトウェアをインストールして構築するタイプです。ホストOSの上にゲストOSが並びます。

    代表的なソフトウェアは、VMware PlayerやWindows Virtual PCなどです。中には無償版もありますが、機能が限定されているため、商用利用としてはおすすめできません。

    既存のサーバなどにインストールすればすぐに利用できる、手軽に始められるメリットがあります。ホスト型のデメリットは、ホストOSを起動しなければならない点です。ハードウェアを起動した際に、ホストOSが立ち上がるまで時間がかかる場合があります。

    ハイパーバイザー型

    一つのハードウェアに「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し、仮想化を構築するタイプがハイパーバイザー型です。ホストOSを起動しなくてよいので、ホストOS型と比べて早く起動できます。ハイパーバイザーの代表的なソフトは、VMware ESXやHyper-V、Citrix XenServerなどです。無償構築できるものもありますが、管理ツールなどが別途、有償になります。規模に合わせて購入するとよいでしょう。

    ホストOSがないため、リソースのほとんどを仮想環境に充てられます。一方、ハイパーバイザー型のデメリットとして、既存のパソコンやサーバを使い回せず、新しくハードウェアを購入しなくてはいけません。ハイパーバイザー型を構築する際は、コスト面にも注意しながら、検討が必要です。

    コンテナ型

    コンテナ型は、仮想環境の種類の中でも新しいタイプです。ホストOSに「コンテナエンジン」とよばれる仮想化ソフトウェアをインストールし、その中でコンテナと呼ばれる環境を作り、アプリケーションを実行させます。代表的なコンテナエンジンソフトウェアは、Dockerです。

    コンテナにはゲストOSという概念はありません。ホストOSからは、一つのプロセスとして認識されます。そのため、余分なリソースが不要であり、軽快な環境を提供できるのです。実際に使用してみると、アプリケーションを短時間で起動できるでしょう。リソース効率がよく、コストパフォーマンスにも優れています。

    デメリットは、新しい技術ということもあり、構築できるベンダーが少ない点、便利な管理ツールなどが不足している点などです。

    仮想環境のメリット

    複数台のサーバを構築するよりも、仮想環境を作成した方がよいメリットとはどんなことがあげられるでしょうか。コストや運用など、それぞれの面について見ていきましょう。

    コスト削減

    仮想環境を実装すると、これまで複数のハードウェアが必要だったものが、一つに集約できます。そのため、機器を購入するコストが削減できるメリットがあります。

    仮に高スペックの高価なサーバを購入したとしても、複数台のサーバをそろえる方が高くなる可能性もあります。台数が多ければ、UPSやネットワーク機器が多く必要になるかもしれません。ハードウェアが増えれば、ラックの増設や、より広い置き場所が求められるでしょう。

    機器を集約できれば、電力などのランニングコストを削減できるメリットもあります。サーバを管理するための人件費や、ハードウェア保守費用の低下も見込めます。

    システムの一元管理による業務効率化

    ハード機器が多いと、全てをメンテナンスしたり、管理したりするのは大変です。また、一般的にハード機器の保守サポート期限は5年ですが、購入した時期がそれぞれ異なると、どれがいつサポート期限切れになるのか管理するのも煩雑になります。

    アプリケーションのバージョンアップに合わせてOSの更改が必要になれば、データ移行にも時間もかかり、計画的なスケジュールが必要です。仮想化により機器を少なくすることで、このような手間も最小限に削減できるでしょう。

    柔軟な拡張が可能

    もし、物理的なサーバにメモリやディスクを追加するのであれば、機械を分解したり、稼働を停止して工事を計画しなければなりません。しかし、仮想環境上でメモリを割り当てることで、物理的な増設工事の必要はなくなり、素早く柔軟な拡張が可能です。

    スペックを拡張するためには、一度仮想環境を停止し、パラメーターを設定する必要がありますが、物理サーバを拡張するよりも、はるかに運用停止時間を短くできるでしょう。

    例えば、繁忙期にスペックを上げて、稼働が落ち着いた時期にパラメーターを戻すなどの運用をすれば、効率的にリソースを活用できます。柔軟に拡張できる点は、仮想環境構築のメリットの一つです。

    耐障害性

    仮想環境は一つのファイルとして、バックアップを取得できます。仮に仮想環境が構築された物理サーバが故障した場合、バックアップファイルを別のハードウェアに移行すれば、運用の継続が可能です。

    物理サーバでバックアップを取得しておくという方法もありますが、その場合、ハードウェアに移行する際、ハード側の制約を受けやすいという問題があります。仮想環境でバックアップをとることで、ハードウェアは何の変化もないため、アプリケーションの設定を変更する必要はなく、スムーズに移行できます。

    ただし、よく見落とされがちなのが、仮想環境上のアプリケーション単体における障害対策です。この点は後段で触れてみます。

    仮想環境のデメリット

    便利で使い勝手のよい仮想環境ですが、デメリットもいくつかあります。どのような点に注意しなければならないか、それぞれについて紹介します。

    物理環境よりも性能が劣る

    仮想環境は仮想化ソフトウェアによって作られます。物理的な環境に比べて仮想化の処理をはさむことで、割り振ったリソースよりも性能が劣る場合があります。

    また、物理的なメモリやディスク、CPU機能を分割して各仮想環境に割り振っているので、十分なリソースを確保できずにパフォーマンスが発揮できないケースもあるでしょう。実際は物理リソースを共有して使用していることもあり、仮想環境に設定したスペックよりも性能が落ちてしまうのです。

    運用管理

    物理的なサーバなどに比べると、仮想化の概念や知識が必要になります。サーバを運用・管理するためには、仮想技術を修得した人材の確保が求められるでしょう。

    運用方法も少し複雑になってきます。例えば、一つの仮想環境に複数のアプリケーションをインストールし、運用していたとします。とあるアプリケーションについてバックアップ処理を開始した場合、他のアプリケーションの処理に影響を及ぼす可能性も考慮しなければなりません。

    このように、運用計画を綿密に考えなければならない場合もあるのです。仮想化することで、かえって運用管理が煩雑になってしまうケースもあるでしょう。

    セキュリティ管理

    セキュリティ管理も、通常のサーバに比べると、特別な対策が求められるでしょう。これまで行ってきたOSやアプリケーションによるセキュリティ対策にプラスして、仮想環境特有のセキュリティ管理が必要になります。

    また、仮想環境は、あらゆるサーバが相乗りすることもあり、どのような手段でどこを守るのかを考えなければなりません。ウィルスに感染したときの感染経路の遮断や、各仮想環境に対するセキュリティ対策など、計画的に考慮する必要があるでしょう。

    このように、セキュリティ管理が煩雑になるおそれもあります。

    VMwareとは?

    VMwareは、アメリカのVMware社が開発する仮想化ソフトウェアの総称です。サーバ仮想環境の構築だけでなく、デスクトップ仮想化、ネットワーク仮想化、ストレージ仮想化といった、仮想環境構築のための製品が販売されています。

    小規模企業向けの簡易な構築から、大規模企業へ提供できるレベルの高い仮想化ソリューションまでを幅広く提供し、仮想化といえば代表的なソフトウェアです。VMwareは、堅ろうなセキュリティで守られ、許可されていないソフトウェアをインストールすることはできません。各環境の独立性はしっかり確保されるのはもちろん、高度な監視ツールも提供されており、安心・安全な仮想環境を提供します。

    VMwareの代表的な製品に、「VMware vSphere」があります。企業の基幹系システムなど重要なソフトウェアの稼働にも利用され、柔軟な拡張性や便利な機能を備えています。

    例えば、「vMotion」と呼ばれる機能を使えば、稼働している仮想マシンをシャットダウンすることなく、動かしたまま物理サーバへ移動することが可能。物理的な障害対策や、無停止でのメンテナンスを行う際に有効です。

    仮想環境の導入前に検討すべきこと

    コスト削減や利便性の追求から、仮想環境の運用を進めている企業は少なくありません。その多くの企業が、サーバの仮想化にあたりVMware vSphereを採用しているのではないでしょうか。vSphereは代表的な仮想化ソフトウェアであり、使い勝手もよく堅ろうなセキュリティを備えています。しかし、インストールされたアプリケーションやミドルウェアに障害が起きた場合はどうでしょうか。

    例えば、夜間に動かしている重要なジョブツールにエラーが発生したのであれば、翌日の業務に影響を及ぼしてしまうでしょう。高い可用性を実現するためには、OSやハードウェアだけでなく、アプリケーションも含めた監視と回復措置が重要です。

    サイオステクノロジー社の「LifeKeeper」は、アプリケーションの障害を常時監視し、問題が起きた場合は待機系の環境へ自動的に切り替えるHAクラスターソフトです。仮想環境と相性がよく、仮想化技術で稼働系と待機系を用意すれば、アプリケーションも含めた高可用性な環境が構築できるでしょう。

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