仮想化とは

　

仮想化と言えば、Vmwareですね！
たしかにそう。
サーバ仮想化とは，物理的なサーバ上に論理的なサーバを動作させる仕組みである。１台のサーバ上に，あたかも多数のサーバが稼働しているように扱える。ネットワークスペシャリスト試験では，仮想化のためのシステムを，仮想化機構と呼ぶことが多いようである。

仮想化の問題は，H20年，H22年などで出題されており，今後も出題される可能性が高い。仮想化を実現する製品としては，VMware，Xen，マイクロソフト社のHyper-Vなどがあります。製品ごとに違いはあっても，基本的な機能は同じです。

ただ、仮想化とは、「サーバの仮想化」だけではない。ネットワークの仮想化もある。ネットワークの仮想化に関しては、VLANがその一つである。VPNもVirtual（仮想）という名の通り、仮想のプライベートネットワークである。
また、Firewallなどの製品においても、ひとつの筐体で複数の仮想FWを構築できる機能もある。

メリット
・資源の有効活用
・運用コストの低減

デメリット
・技術的に複雑　→仮想化に対応できる技術者の育成が課題

仮想化の目的

仮想化の目的は主に次です。

コスト削減
サーバを収束することにより，サーバ台数を削減します。その結果得られることは，初期コストの削減だけでなく，設置スペースの削減，電気代や空調代などの運用コストの削減です。

運用性の向上
管理機能が充実しており，仮想サーバのメモリ割り当て変更や仮想NICの追加変更などが柔軟に行えます。また，障害時の復旧などが行いやすくなります。OSの基本的なひな形をイメージとして作成しておけば，コピーすることで簡単に仮想サーバを増やせるメリットもあります。
過去問では，仮想化の目的に関して次のように述べられています。

・サーバの仮想化を行って，複数企業でサーバを共有すれば，投資の削減，サービスの立ち上げの迅速化，運用効率の向上等が可能になる(H22午後II問２)
・環境の変化に柔軟に対応できるようにすることと，運用負荷を抑えるために，新業務システムを稼動させるシステム基盤に，サーバ仮想化技術を活用する(H22午後II問１)

その他のメリット
付属的なメリットにはなりますが，物理サーバを購入することなくテスト環境を構築することができます。
Windows NTなどの古いOSに導入された古いシステムがあるとします。新しいハードに入れ直すことは困難であるし，新規開発予算がないことから，このシステムを利用したい。でもハードが故障しそうである。こんな時は仮想化してイメージしてしまえば，新しいハードに入れることができます。

仮想化の構成

過去問（H20NW午後2問1）に仮想化の出題がある。読むだけでも参考になると思う。

図3　仮想化方式の説明図

　図3の方式は，ハイパーバイザ型と呼ばれる方式で，仮想化機構がその上で動作する仮想PCに対してハードウェアリソースの割当て，タスクスケジューリング及び仮想化されたシステム全体の管理を行う。生成された仮想PC上のプログラムは，サーバの構成や同じサーバ上にあるほかの仮想PCを意識せずに動作することができる。
図3中の仮想NICは，仮想PC上のOSにとって，物理NICと同じように扱えるソフトウェアで実現されたNICである。図3中の仮想L2SWは，仮想PCが外部との通信を行う仕組みとして用意されたもので，ソフトウェアで実現した擬似的なレイヤ2スイッチである。仮想NICと仮想L2SWの接続は，仮想化機構のコンソールで設定され，この接続によって仮想PCはほかの仮想PCや外部との通信が可能になる。仮想L2SWの外部接続用ポートとして，物理NICが使われる。仮想L2SWの物理NICを外部のスイッチに接続することで，外部のネットワークとの通信も可能になる。
　仮想PCは，基本的に仮想PCに割り当てるリソースの構成情報を基に生成できる。したがって，動作している仮想PCは，メモリ内容と構成情報のファイルとして，移動や複製が可能であり，サーバの増設，負荷バランス，障害時の切替えなどの構成変更が容易になる。

仮想化の方式

仮想化の方式は，ハイパーバイザ型とホストOS型があります。（その他にもいくつかありますが，ネットワークスペシャリスト試験で問われることは少ないので割愛します。）

ハイパーバイザ型
物理サーバ上で，ハイパーバイザを動作させる方式です。ハイパーバイザとは，その上で動作する仮想PCに対してハードウェアリソースの割当て，タスクスケジューリング及び仮想化されたシステム全体の管理を行います。

【参考】ハイパーバイザ（Hyper-visor）Supervisorは監督者という意味で，スーパーバイザエンジンやスーパーバイザモードなどのように，管理機能として利用される用語です。Hyper-visorは，Superの上位を意味するHyperという言葉を使い，通常管理機能であるOSを管理するという意味で名付けられたと思われます。
ハイパーバイザは通常のOSと比べて非常に小さなソフトウェアです。そのため，仮想化のオーバーヘッドが少ないというメリットがあります。

ホストOS型
物理サーバ上で通常のOSを動作させ，OS上で動作する仮想化ソフトウェアをインストールして利用する方式です。
ホストOS型は，ホストOSのオーバーヘッドが大きいというデメリットがあります。しかし，通常のOSのアプリケーションとして導入できるため，気軽に試しやすいというメリットがあります。

ハイパーバイザ型，ホストOS型のいずれも，生成された仮想PC上のプログラムは，サーバの構成や同じサーバ上にあるほかの仮想PCを意識せずに動作することができます。

違いがよくわからない…
VMwareの場合，VMware ESXをOSとするのがハイパーバイザで，Window Server 2008などの通常のOSとするのがホストOS型になります。

過去問（H22午後Ⅱ問2）を見てみよう

物理サーバ上に，仮想化機構を動作させるためのOSを必要としない，[　ア　]方式と呼ばれる方式は，仮想サーバの動作の安定性，仮想化を支援するハードウェアによる性能向上などを背景に普及しつつある。仮想化機構は，仮想サーバの実行制御，及び仮想サーバと外部のネットワークやストレージデバイスとの接続制御を行う。
　仮想サーバを使用したシステムでは，1台の物理サーバ内で，多数の仮想サーバを動作させることができる。N君によると，“仮想化を行った場合は，仮想化を行わずに物理的に独立したサーバだけでシステムを構成する場合と比較すると, NICなどの外部接続用ハードウェアを複数の仮想サーバで共有するので，[　イ　]と[　ウ　]の面でより注意が必要である”ということであった。
　仮想サーバと，ほかの仮想サーバや外部のスイッチとの接続は，ソフトウェアで実現する仮想的なスイッチ（以下，仮想SWという）が行う。今回採用予定の仮想SWはレイヤ2スイッチであり，その使用構成を，図2に示す。

[　ア　]
　仮想化機構の方式として，ホストOSの上で仮想サーバを動作させるホストOS方式と，ホストOSを必要としないハイパーバイザ方式の二つがあります。
　具体的な製品名ではVMware ServerやVirtual Server（マイクロソフト）・VirtualBox(オラクル)はホストOS方式，VMware ESXやHyper-V（マイクロソフト）・XenServer（シトリックス）はハイパーバイザ方式です。
　ハイパーバイザとは，仮想サーバを動作させるための最低限の機能を持ったソフトウェアです。そのため，サイズが小さく，オーバーヘッドが少ないというメリットがあります。

解答例：ハイパーバイザ

[　イ　]・[　ウ　]
　物理NICが故障した場合，仮想化を行っていない場合の影響範囲は一台のサーバだけですが，仮想化の場合は全仮想サーバが影響を受けてしまいます。したがって，冗長化など，信頼性向上の仕組みが欠かせません。
また，外部接続はボトルネックになりやすくなります。複数の仮想サーバが一つの外部接続を共有して使うからです。したがって，物理NICについて十分な通信帯域の確保が重要です。

解答例
イ：信頼性
ウ：通信帯域の確保　（順不同）

VMware

・vCenter（昔はVirtual Center）は複数のESXを一元管理をするソフト
・VMwareESXおよびESXiはハイパーバイザ（ソフト）のこと。ESXの意味が知りたいのでVMに聞いてみようか
・VMwareServerはWindows2008ServerやLinuxなどのホストOS上で動くホストOS型のソフト
・ESXiはESXの無償版であるが、機能が削減されたというより、大幅に軽くなったという感じ
・VMware　vSphereはESXとvCenter、vSphere Clientなどをまとめた製品群のこと。スイートというらしい。
・VMware vSphere Clientは、ESXやvCenterを運用管理するソフトで、Windows7などのクライアントPCにインストールする。

ネットワークスペシャリスト - SE娘の剣 -

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