サーバー仮想化とは
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サーバー仮想化とは
サーバー仮想化とは、組織がサーバー ソフトウェアをハードウェアから分離し、単一の物理サーバー上で実行される独自のオペレーティング システムとアプリケーションを備えた複数の仮想サーバーを作成するプロセスです。各仮想サーバーは他のサーバーから分離されており、互換性の問題が発生することなく完全に独立して実行されます。サーバー仮想化はクラウド コンピューティングの基礎であり、さまざまなハイブリッド クラウド モデルを可能にします。
サーバー仮想化により、組織はコスト効率よく IT 運用をサポートし、インフラストラクチャ全体のコンピューティング、ストレージ、ネットワーク リソースを最大限に活用できるようになります。サーバーが 24 時間フル処理能力を使用することは稀なので、多くのサーバー リソースは使用されません。実際、サーバーの使用率が常に 15% ～ 25% 程度になるのは珍しいことではないと言う専門家もいます。組織全体のサーバーコレクションのごく一部にワークロードが分散されるため、サーバーは数時間または数日間アイドル状態になることがあります。これらのアイドル状態のサーバーはデータセンター内の貴重なスペースを占有し、保守に電力と IT 担当者の注意と労力を消費します。
サーバー仮想化により、組織は 1 台の物理サーバーに数十台の仮想サーバー (仮想マシンまたは VM とも呼ばれる) をロードし、そのサーバーのリソースがより効率的に使用されるようにすることができます。現在では、データセンターはより少ない物理マシンでより効率的に機能しています。仮想化により、組織はリソースの利用を容易に維持し、変化する各ワークロードのニーズに動的に適応することができます。
仮想サーバーとは
仮想サーバーは、専用の物理サーバー上の仮想化された「インスタンス」です。独自のオペレーティング システム、ポリシー、アプリケーション、サービスを備えた分離された空間です。独立して動作しますが、他の多数の仮想マシンとともに単一のサーバー上に常駐し、ハイパーバイザーを使用して他のマシンとハードウェア リソースを共有します。各仮想サーバーは、ホストであるメインの物理サーバーのゲストと見なされます。
サーバー仮想化はどのように機能しますか?
IT 管理者は、単一の物理サーバー上に複数の仮想マシンを作成し、ハイパーバイザーを使用して各仮想マシンを個別に構成できます。ハイパーバイザーはサーバーのソフトウェアをハードウェアから分離することを可能にし、コントローラーとして機能して、ホスト サーバー上のすべての仮想マシン間でリソースを整理、管理、割り当てます。
また、ネットワークインターフェース、ストレージ、メモリ、プロセッサなど、コンピューターの全てのリソースを抽象化して整理し、それぞれに論理エイリアスを付与します。ハイパーバイザーはこれらのリソースを使用して、仮想サーバー（VM）を作成します。各 VM は、仮想化されたプロセッサ、メモリ、ストレージ、ネットワーキング機能を備えています。多数の VM が共存しています。しかし、それぞれの VM は多数のうちの1つであることを認識していません。それぞれが単独の物理サーバーであるかのように、完全に独立して動作します。
1 台の物理サーバーの中で動作する複数の VM は、それぞれが機能を完備したコンピューターです。ホストサーバーでは、異なる OS の VM や、通常であれば共存しないさまざまなアプリケーションやシステムを搭載することができます。
ハイパーバイザーは、ホストサーバー上の全ての VM を監視・制御するため、必要に応じてリソースの再割り当てを行うことができます。例えば、1 台の VM が一晩中アイドル状態となる場合、この VM のコンピューティングリソースやストレージリソースを、追加リソースが必要となる別の VM に割り当て直すことが可能です。こうしてサーバーのリソースを全体として最大限に活用できます。
VM は必要に応じて別のホストサーバーに移動することも可能で、シンプルな複製やクローニングによって対応できます。1 台のホストサーバーに収容できる VM の数の制限を決めるのは、そのサーバーのコンピューティングリソースのみです。したがって、多くのリソースを備えている最近のコンピュータの方が、より多くの VM をサポートできます。
サーバー仮想化はクラウド コンピューティングの重要なコンポーネントです。実際、多くの専門家は、サーバーの仮想化を（自動化、セルフサービス、エンドツーエンドの監視などの他のコンポーネントとともに）クラウド コンピューティングの主要な柱の 1 つと考えています。仮想化により、サーバーのリソースを複数の VM に分割し、ワークロードの分離を犠牲にすることなく組織が必要な超高速スケーリングを実現できるため、クラウド コンピューティングが可能になります。
サーバー仮想化の種類
サーバー仮想化には、分離、リソース管理、ハードウェアとの相互作用に対するアプローチによって区別される 5 つのタイプがあります。
完全仮想化 (ハードウェア レベル) - ハイパーバイザー上で独立して実行される独自のオペレーティング システムを備えた完全な仮想マシンを作成します。ゲスト OS は仮想化されていることを認識せず、変更する必要はありません。最新のハイパーバイザーは、特別な CPU 機能 (Intel VT-x、AMD-V) を利用して、プロセッサ サポートを備えたハードウェア上でハイパーバイザーを直接実行できるようにすることで、仮想化のパフォーマンスとセキュリティを向上させることができます。
準仮想化- ゲスト OS は仮想化レイヤーを認識するように変更され、ハイパーバイザーとの直接通信を通じてパフォーマンスが向上します。Xen 環境でよく使用されます。
OS レベルの仮想化 (コンテナ化) - 複数の分離されたユーザー空間インスタンス (コンテナ) が同じ OS カーネルを共有します。この軽量なアプローチは、同様のワークロードを実行するのに非常に効率的です。
ハイブリッド仮想化- 複数の仮想化アプローチを組み合わせ、特定のワークロード要件に基づいてパフォーマンス、分離、およびリソース効率のバランスをとります。
サーバー仮想化のメリット
サーバー仮想化には次のようなメリットがあります。
サーバーのリソースの利用を効率化して、必要な物理ハードウェアを減らし、それに伴うコストを抑制。
サーバーの統合、ハードウェアのフットプリントの削減、無駄なリソースの排除、アイドル状態のリソースの解消によるコストの削減。
異なる OS やアプリケーションが動作する VM を柔軟に作成し、サーバーの汎用性を向上。
VM を特定のワークロード専用として利用することで、アプリケーションの性能が向上。
VM の複製やクローニングが高速かつ容易で、必要に応じて別のホストやサーバーに VM を柔軟に移動できるため、ワークロードのデプロイが迅速化。
サーバーの無秩序な増大や、多数の物理サーバーの複雑な保守管理を抑制し、IT の生産性と効率を改善。
既存の VM のレプリケーションやスナップショットを容易に作成し、必要に応じて移動できることから、より効果的なディザスタリカバリとバックアップが可能。
冷却、電力、スペースを必要とする物理マシンの数を減らし、エネルギー消費を削減。
ホストサーバー上の各 VM が分離されており、セキュリティの脅威を抑制可能。1 台の VM が攻撃を受けても、他の VM には必ずしも被害が及ばない。
サーバー仮想化の課題
サーバー仮想化にはさまざまなメリットがある一方で、課題も存在します。
ソフトウェア ライセンスは、1 台の物理サーバーでさまざまなアプリケーションやサービスを備えた数十の異なる VM をホストする可能性があるため、複雑 (かつコストがかかる) になることがあります。たとえば、完全なサーバー仮想化では、各 VM に独自の OS があり、各 OS に個別のライセンスが必要になります。
ホスト サーバーの障害は、そのすべての VM に悪影響を及ぼす可能性があります。そのため、たとえば、1 つのアプリケーションだけではなく 10 個のアプリケーションがダウンすることになります。
IT 部門が VM の場所と使用方法と使用時期を常に把握していないと、VM の無秩序な増加が問題になる可能性があります。たとえば、新しいインスタンスを簡単に作成できるため、多くの VM が一時的にテストに使用され、必要がなくなったら放棄されてしまいます。しかし、実際にシステムから削除されない場合、バックグラウンドに残り、アクティブな VM に必要な電力とリソースを消費し続ける可能性があります。
VM が事前によく考えて計画されて作成されていない場合、ネットワークやメモリに関して特に多くのリソースを必要とするホスト上の VM が多すぎると、サーバーのパフォーマンスが低下する可能性があります。
サーバー仮想化はセキュアか?
サーバー仮想化はセキュリティの面でメリットがあります。例えば、未承認の（あるいはセキュリティが万全ではない）エッジやエンドユーザーデバイスにデータを配置するのではなく、管理が比較的容易な場所にデータを一元的に保持できます。また、VM 同士が分離されていることから、攻撃やマルウェア、ウイルス、その他の脆弱性が他の VM に影響を及ぼすことを回避できます。
仮想化はきめ細かなアクセス制御が可能で、システム上のデータにアクセスできるユーザーを IT 部門がより詳細に管理できます。多くの場合、マイクロセグメンテーションを利用して、特定のアプリケーションやリソースにのみユーザーのアクセスを許可し、単一のワークロードのレベルに至るまで細かく制御します。また、デスクトップを仮想化することで、OS とアプリケーションの更新とパッチ適用をエンドユーザーの個人の対応に任せるのではなく、IT 担当者が確実に対応できるようになります。
ハイパーバイザーは、少ないリソースで稼働できるため、ハードウェアソリューションに比べて攻撃対象領域が狭く、セキュリティリスクを低減できます。また自動更新により、新たな脅威を常に防御できます。
一方で、サーバー仮想化がセキュリティリスクをもたらす場合もあります。特に多いのは、仮想化環境の複雑化という基本的な問題です。VM を複製してワークロードを移動することは極めて容易です。このため、IT 部門がセキュリティのベストプラクティスを遵守するのが難しく、エコシステム全体で一貫した設定やポリシーを適用することが困難な場合もあります。
VM スプロールもセキュリティリスクにつながります。アイドル状態で放置された VM は、リソースと電力を消費し続けるのみならず、更新やパッチ適用の可能性が低いことから、脆弱性が残ったままとなり、潜在的な攻撃のリスクが高まります。
VM の分離によってセキュリティリスクが低減される一面もありますが、DDoS（分散型サービス拒否）攻撃の影響は軽減されません。いずれかの VM に DDoS 攻撃の不正なトラフィックが殺到して性能が低下したときには、同じホストサーバー上で動作する他の VM のリソースにも影響が及びます。
サーバー仮想化がもたらすセキュリティリスクは、IT 部門がベストプラクティスを導入することによって抑制できます。具体的には、システム全体の全てのソフトウェアとファームウェアを常に最新の状態にする、仮想化ソリューション向けに設計されたアンチウイルスソフトやその他のソフトウェアを導入・更新する、システムにアクセスしているユーザーを常に制御する、ネットワークトラフィックを暗号化する、使用していない VM を削除する、VM や物理サーバーを定期的にバックアップする、VM やホストサーバー向けに明確かつ詳細なユーザーポリシーを定義・導入する、などのベストプラクティスがあります。
サーバー仮想化のユースケース
- データ センターの統合– サーバーを仮想化することで、組織は物理ハードウェアの必要性を減らし、電力と冷却のコストも削減できます。
- テスト環境– 新しい VM インスタンスを起動してプロビジョニングするのは非常に簡単なので、多くの組織が開発およびテストの取り組みに使用しています。
- デスクトップ仮想化–仮想化されたデスクトップ インフラストラクチャは、柔軟性、集中管理、セキュリティの強化、シンプルさなどの利点を提供します。
- バックアップとディザスタリカバリ：VM のバックアップやスナップショットは作成が容易で、障害が発生した場合にも迅速に復旧できることから、仮想化はバックアップとディザスタリカバリの手段として優れています。
- クラウドコンピューティング：クラウドコンピューティングは仮想化と自動化が重要な基盤となっています。
- 可用性の向上- VM のライブ マイグレーションにより、組織はサービスを中断することなく VM を 1 台の物理サーバーから別の物理サーバーに移動できます。仮想化により、メンテナンス サイクル中や新しい開発のテスト中でも、ビジネス クリティカルなシステムとアプリケーションを稼働し続けることも可能になります。
- 複数のプラットフォームのサポート– 仮想化により、組織は OS 専用のハードウェアを必要とせずに、異なるオペレーティング システムでさまざまなワークロードを実行できます。
サーバー仮想化の導入
サーバー仮想化を組織全体で導入するためには、計画の段階でいくつかの重要なステップに留意する必要があります。有益なベストプラクティスをいくつか以下に示します。
- 計画の策定：仮想化のプロジェクトに本格的に着手する前に、仮想化プラットフォームが必要な理由や導入のあり方について、全てのステークホルダーに適切に理解してもらう必要があります。想定されるコストや課題、事業計画との整合性について考慮が必要です。
- 選択肢の確認：ハードウェアとソリューションを評価して、プロジェクトの範囲を大まかに把握することが重要です。ソリューションの選択肢や、競合他社が利用しているソリューションを確認します。このステップでのデューデリジェンスによって、導入の成功が大きく近づきます。
- テストと実験の実施：ソリューションの候補を試用し、実際の動作や日々の業務への影響を確認する必要があります。そのソリューションの導入に伴って生じる作業に IT 部門が容易に管理できるかどうかを検討します。購入の判断を下すためには、IT 部門が安心して利用できるソリューションであることが必要です。ソリューションの維持管理を担うことになる IT 部門が、ソリューションに潜む落とし穴や課題を十分に認識しておく必要があります。
- ビジネスニーズの検討：提案されたソリューションは、仮想化に関する自社固有のニーズを満たすか、IT インフラのセキュリティ、コンプライアンス、ディザスタリカバリ計画などにどのような影響を及ぼすかを検討します。ソリューションの導入が自社のエコシステム全体にもたらす影響を、IT 部門は詳細に理解しておく必要があります。
- 小規模で開始してから拡大する：仮想化を初めて利用する場合、重要度の低いシステムで小規模な試験的導入を行い、日々の運用と管理で何が必要になるか、IT 部門が理解しておくことが有益です。
- ガイドラインの策定：VM のプロビジョニングやライフサイクル、監視の方法について検討する必要があります。予算の超過やリソースの浪費、VM スプロールを回避し、事前に合意した手順や職務に沿ってシステムの維持管理を進めていくうえで、ガイドラインは有益です。
- 適切なツールの選択：仮想化プラットフォームを決定して終わりではなく、ソリューションの上位機能の活用やシステムの管理強化に向けて、関連ツールの追加入手を検討する必要があります。
- 自動化も必ず取り入れる：自動化と仮想化には密接な関係があります、IT 担当者が自動化の手法やツールを適切に理解しておくことが必要です。
物理サーバーを VM に移行するにはどうすればよいですか?
物理サーバーを仮想マシン (VM) に移行するプロセスは、物理サーバーから仮想マシン (P2V) への移行と呼ばれます。ここでは、それを実行するためのステップバイステップのガイドを示します。
準備
物理サーバーを評価する- サーバーのハードウェア、オペレーティング システム、アプリケーション、およびデータを評価して、仮想化プラットフォームとの互換性を判断します。
仮想化プラットフォームの選択- サーバーの OS とアプリケーションをサポートする適切なハイパーバイザー (VMware、Hyper-V、KVM、Nutanix AHV など) を選択します。
仮想環境を準備する- ネットワーク、ストレージ、必要な仮想マシン テンプレートの構成など、仮想化プラットフォームをセットアップします。
移行手順
物理サーバーのバックアップ- 移行中にデータが失われないように、物理サーバーの完全なバックアップがあることを確認します。
P2V 移行ツールを使用する- 仮想化プラットフォームまたはサードパーティ ベンダーが提供するツールを使用して移行を実行します。一般的なツールには次のようなものがあります:
StarWind V2V / P2V コンバーター(複数のハイパーバイザーをサポート: ESXi、Hyper-V、oVirt、Proxmox、VirtualBox)
Microsoft Disk2vhd (Windows 環境に最適)
Clonezilla、Virt-P2V、OpenQRM などのオープンソース ツール。
移行を実行します- ツールの指示に従って、物理サーバーを仮想マシンに変換します。これには通常、物理サーバーのディスクの仮想コピーを作成し、VM 設定を構成することが含まれます。
VM をテストする- 移行後、VM を徹底的にテストして、すべてのアプリケーションとサービスが期待どおりに機能していることを確認します。
移行後
- VM を最適化- 仮想化プラットフォームで最適なパフォーマンスが得られるように VM の構成を調整します。
- 物理サーバーの廃止- VM が正しく動作していることが確認されたら、物理サーバーを安全に廃止できます。
物理サーバーを Nutanix VM に移行するにはどうすればよいですか?
物理サーバーを Nutanix 仮想マシン (VM) に移行するには、物理サーバーから仮想マシン (P2V) への変換プロセスが必要です。Nutanix Move は P2V 移行を直接サポートしていないため、物理マシンを AHV と ESXi ハイパーバイザーの両方をサポートする Nutanix クラスターと互換性のある VM 形式に変換するには、サードパーティ ツールが必要です。Nutanix ポータルの互換性マトリックスで Nutanix Ready ソリューションを見つけてください。
このプロセスには主に 2 つの方法があります。
方法1：VMware ConverterとNutanix Moveを使用した2段階移行
これは、特に Nutanix AHV に移行する場合によく推奨されるアプローチです。
P2V 変換- VMware vCenter Converter を使用して、物理サーバーを VMware ESXi 仮想マシンに変換します。これは、ワークロードを仮想化するための移行ステップとして機能します。
V2V 移行- Nutanix Move を使用して、新しく作成された ESXi VM を Nutanix AHV クラスターに移行します。
VMwareベースの移行ワークフロー- サーバーをNutanix AHVに移行するには、まずVMware互換フォーマット（.vmdkなど）に変換します。ディスク）。次に、Nutanix Prism のイメージ サービスを使用してディスク イメージをインポートすると、AHV によって自動的にネイティブ形式に変換されます。インポートしたら、変換されたディスクを使用して新しい VM を作成できます。この方法により、VMware から Nutanix への移行が簡素化され、AHV との互換性が確保されます。
方法2: サードパーティツールによる直接P2V移行
いくつかのサードパーティ製ツールを使用すると、物理サーバーを Nutanix プラットフォーム上の VM に直接移行できます。
Carbonite Migrate - このツールは、Windows と Linux の両方の物理サーバーの移行を容易にします。このプロセスでは通常、一致する OS と構成を持つ Nutanix クラスター上に新しい VM を作成し、ソース サーバーとターゲット サーバーに Carbonite をインストールして、移行を実行します。
VMware vCenter Converter - このツールは、物理サーバーを Nutanix クラスター上で実行されている VMware vSphere VM に直接移行することもできます。ご使用のソフトウェア バージョンの特定の前提条件と制限事項を確認することが重要です。
サポートされているその他のツール- P2V 変換用として記載されている追加のツールには、HYCU と SureEdge があります。
Nutanix のプロフェッショナルサービス
サポートを必要とする組織向けに、 Nutanix は物理から仮想への変換プロフェッショナル サービスを提供しています。このサービスでは、顧客が提供する計画に基づいて移行を実行できる熟練したコンサルタントへのアクセスを提供します。このサービスは、HYCU、Carbonite Migrate、VMware Converter などのサポートされているツールを利用して、Nutanix クラウド プラットフォーム上の物理マシンから VM への変換を加速します。
VM 管理のベストプラクティス
サーバー仮想化は、サーバーをシンプルに一元管理できるというメリットの一方で、特に IT 担当者が仮想化の手法やプラクティスに精通していない場合には、課題に直面する可能性が考えられます。VM を効率的に管理するためのベストプラクティスを以下に示します。
セルフサービス管理による VM のスプロールの削減：前述のとおり、VM は作成が極めて容易で、使用済の VM が放置されることがよくあります。セルフサービスの VM 管理では、不要になった VM の削除はエンドユーザーに委ねられます。エンドユーザーにとっては、自ら要求した VM の方が、管理や削除も容易になります。
テンプレートを利用した VM のサイズの適正化：VM を作成するときに、必要以上のリソースを割り当てたくなる場合があります。しかし、例えば CPU を増やすだけでは、性能は必ずしも向上せず、リソースが無駄になる場合があります。VM の役割ごとにテンプレートを作成しておくことによって、オーバープロビジョニングの傾向を抑制できます。
性能の監視に役立つ適切なツールを見つける：VM のパフォーマンスについての知見は、ハイパーバイザーや仮想化プラットフォームに付属のツールでも得られます。しかし、環境の規模が拡大してくると、使用していない VM の詳細な情報や、デプロイの効果と全体の性能についての情報が得られる堅牢なツールが必要になります。
VM のセキュリティを維持できる適切な権限を付与：仮想化環境では IT 部門が管理作業を他のユーザーに委任できます。ただし、そのユーザーの権限が適切であることが重要です。インフラの各部分に必要な権限を階層構造で設定できる必要があります。権限を容易に割り当てられるだけでなく、必要に応じて権限の取り消しも同じく容易に行えることが求められます。
VPN と多要素認証を利用したリモートアクセスの有効化：ハイブリッドワークのモデルによる在宅勤務が増えるなか、仮想化環境にリモートアクセスできる適切な手段を用意することは重要です。多要素認証による VPN 接続をお勧めします。
VM 向けに設計されたバックアップとリストアのプラットフォームの利用：VM を収容しているホストサーバーのバックアップには、VM のファイルを個別にリストアできる機能を備えたバックアッププラットフォームを利用する必要があります。
Nutanix は VM のパフォーマンスをどのように監視および最適化しますか?
Nutanix は、VM パフォーマンスの監視と最適化のための 3 つのコア製品を提供しています。Intelligent Operations は AI を活用した分析と自動化を提供し、Nutanix Insights は予測的なヘルス監視とサポートを提供し、Prism Central は集中型のマルチクラスター管理を提供します。これらはすべて連携して動作し、ユーザーに影響が及ぶ前にパフォーマンスのボトルネックを特定して解決するのに役立ちます。
カテゴリ | 製品 | 何を測定しているか | なぜそれが重要なのか |
|---|---|---|---|
マルチクラスタ管理 | マルチクラスターの監視と制御、レイテンシ ヒート マップ、VM/ホストの競合、実行経路の容量。 | 数十のサイトにわたって、ノイズの多い VM からノイズの多いホストに直接ピボットできます。 | |
AIOpsと自動化 | ML 駆動型の異常検出と予測アラート、容量予測と計画、VM の適正サイズ設定の推奨、最適化によるボトルネック検出、ローコード修復ワークフロー。 | すべての VM のベースラインを監視し、動作に変化があった場合に Jira/ServiceNow チケットを自動的に開きます。 | |
予測的な健康とサポート | 定期的な自動ヘルスチェック、自動サポートケース作成、プロアクティブなログ収集、セキュリティに関するアドバイスと推奨事項。 | 潜在的な問題を事前にフラグ付けし、単一のダッシュボードにまとめます。ローカル ハードウェアは必要ありません。 |
Nutanix とサーバー仮想化
Nutanix はサーバー仮想化に精通しており、組織の生産性向上で仮想化が果たす役割を理解しています。Nutanix は、デプロイから日々の管理まで、プロセス全体をシンプルにするさまざまな仮想化ツールと仮想化ソリューションを提供しています。
Nutanix AHV を利用することで、仮想化のあらゆるメリットを妥協せずに享受できます。AHV は、現在のハイブリッドクラウド環境に適した設計になっており、VM とコンテナのデプロイや管理を直感的かつ容易にします。自己修復型セキュリティ、ディザスタリカバリによる自動的なデータ保護、詳細な分析など、コストや複雑さを伴わずに、組織が必要とする全ての機能を備えています。
