仮想化の技術は、仮想マシンにインストールする仮想化ソフトウェアというものによって大きく3つに分類されます。
コンピュータを利用したITシステムを構成する物理サーバ、クライアントPC、ストレージ、ネットワークなどを、ソフトウェアを使って仮想化するための基盤技術が仮想化技術です。仮想化サーバは、その代表的なものですが、物理的な環境にあるハードウェアに仮想化ソフトウェア使った基盤をつくり、その上に仮想化されたハードウェアを配置します。仮想化サーバ上では、それぞれ別々のOSやアプリケーションを作動させることができます。これによって限られた物理的なリソース（CPU、メモリ、ハードディスク、ネットワークなど）の能力を有効活用することができます。
仮想化の方式は大きく分けて3つあり、それぞれに基本的な特徴や、メリット・デメリットがあります。利用用途に合わせて適切な方式を採用することでサーバのパフォーマンスを活かすことができます。ここでは、仮想化の方式の基本を理解していただくために、それぞれの特徴などをわかりやすく説明します。
ホスト型はハードウェア（サーバ）の中にOS上に土台となる仮想化ソフトウェアをインストールし、仮想化ソフトウェアで仮想マシンを稼働させる方法です。すでに動作しているコンピュータの中に仮想マシンが作れるためホストOSと仮想化ソフトウェアを動作させるのでハードウェアにかかるリソースは余計に消費をしてしまいます。従って、本番環境には適しているとは言えないタイプのものですが、仮想化環境の構築がしやすい点が特徴で検証環境にはよく使われる手法です。ホスト型の仮想化ソフトウェアの例は「VMware Workstation Player」「VMware Fusion」「Oracle VM Virtualbox」などがあります。
| メリット | デメリット |
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ハイパーバイザー型はホストOSが不要なものが現在は主流となっております。
ハイパーバイザーとは仮想化のためのOSのようなもので、サーバにインストールし、そのOSの上で仮想マシンを稼働させるような方法です。
ホストOSを必要としないためハードウェアを直接制御することができ、仮想マシンの速度低下を最小限に抑えることができます。また、複数の仮想マシンを効率よく稼働させるための様々な仕組みが盛り込まれています。
ハイパーバイザーの例は「Vmware ESXi」「Linux KVM」「Microsoft Hyper-V」「Citrix Xen Server」「Red Hat Enterprise Virtualization（RHEV）」などがあります。
| メリット | デメリット |
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ハイパーバイザーを利用した仮想サーバは、他のハイパーバイザーで稼働している仮想サーバに（ほぼ）瞬時に「機能を移動」することができ、このような機能をライブマイグレーションと呼びます。ハイパーバイザーを利用すると、ハイパーバイザーの上で動作しているゲストOS、アプリケーションなどをクライアントが利用したまま新環境へ移行し、新しいハードウェアや新しい仮想化ソフトウェアに環境移行ができクライアントが快適に利用できることが期待できます。
サーバで動作しているシステムはクライアントが利用する為、常にシステムが稼働することを求められます。ライブマイグレーションでは移行期間に1秒以下の瞬断は発生することはありますが、クライアントは違和感なく通常通り利用できる状態で影響はございません。
コンテナは「アプリケーションを実行するための領域（ユーザ空間）を複数に分割して利用する」もので、ホスト、ハイパーバイザーとは全く異なる概念です。ユーザがアプリケーションを実行するための、一通りのリソースが提供される空間を1つのOS（「Docker」または「Kubernetes」）で実現できます。すなわち、コンテナはアプリケーション実行環境を仮想化すると言えます。
コンテナ仮想化は1つのOSで稼働しますので、プロセッサやメモリの消費は少なく、ストレージの使用もわずかです。そのため、同じ性能のハードウェアであれば、より多くのコンテナを同時に動かすことができますし、高速で起動や停止ができ性能が劣化することは殆どありません。すなわちシステム資源の負担は小さく、可搬性は高いが、OSは限られることが特徴です。
| メリット | デメリット |
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クラウドネイティブとはクラウドの良いところを徹底的に活用することです。仮想化のコンテナ技術はアプリケーション開発環境で多くのシーンで利用されております。同時にマイクロサービス、イミュータブルインフラストラクチャ、サービスメッシュ、宣言型APIなど複数の手法を取り入れることで運用効率化や開発環境最適化が実現できます。
仮想化技術によるシステム構築はコンピューティングリソースの集約や、仮想基盤を利用しているクラウド環境への移行による運用コスト削減でメリットがあります。運用まで見据えたシステム構築を実施することで、システム安定稼働を実現します。
仮想化は、コンピュータリソースの有効活用を目的としており、柔軟性や拡張性も高いものです。しかしそれは一方で、システムの監視という側面から考えると、複雑化しており、CPU、メモリ、ストレージ容量、デイスク使用率などコンピュータリソース管理のポイントが多くなることになります。
