仮想サーバーとは？サーバー仮想化の種類や比較、メリット・デメリットを解説！

近年は仮想サーバーと呼ばれる技術が多用されています。物理的にサーバーを用意するのではなく、仮想化の技術を用いて用意するのです。今回は仮想サーバーとは何かと、仮想化のメリットやデメリット、具体的に利用される技術まで詳しく解説します。

仮想サーバーとは

仮想サーバーとは、1台の物理サーバーを複数の仮想サーバーとして使う仕組みです。物理的には存在しないサーバーを仮想的に作り出すため仮想サーバーと呼ばれています。

この仮想化を実現するには、物理サーバーに専用ソフトウェア（ハイパーバイザーなど）をインストールする必要があります。このソフトウェア上で複数のOSをインストールして、仮想サーバーに物理サーバーのリソースを分割して割り当てます。

物理サーバーに搭載されているリソースの範囲内で割り当てができるため、物理サーバーのスペックは高めておくことが一般的です。リソースが不足すると仮想サーバーを構築できないため、複数台の仮想サーバーを構築できる物理サーバーを用意します。

物理サーバーと仮想サーバーの違い

物理サーバーは基本的に1台のサーバーに1つのOSをインストールして1台だけのサーバーとして利用するものです。それに対して、仮想サーバーは物理的に1台のサーバーでも、実際には複数台のサーバーとして利用するという違いがあります。

以下の表で、物理サーバーと仮想サーバーの主要な違いを整理します。

比較項目	物理サーバー	仮想サーバー
台数	1台のハードウェア＝1台のサーバー	1台のハードウェア＝複数台のサーバー
管理性	サーバーごとに個別管理が必要	管理コンソールで一元管理可能
可用性	障害時は該当サーバーのみ停止	ライブマイグレーション等で無停止移行が可能
性能オーバーヘッド	ハードウェア性能を100%利用可能	仮想化層により性能低下の可能性
リソース効率	平均使用率が低くなりがち	リソース共有により使用率向上

詳細は追って説明しますが、サーバー台数に違いが生じることでコスト負担や運用負荷にも違いが生じます。これらの部分も含めて物理サーバーと仮想サーバーには違いがあると認識してください。

仮想サーバーの基礎用語

 仮想サーバーを理解する上で重要な基礎用語を整理します。

• 仮想マシン（VM：Virtual Machine）
  仮想化技術によって作成された仮想的なコンピューター環境。各VMは独立したOSとアプリケーションを実行できます。
• ゲストOS
  仮想マシン上で動作するOS。ホストOSやハイパーバイザー上で動作し、物理サーバーを直接意識することなく動作します。
• ハイパーバイザー
  物理サーバーのハードウェアリソースを仮想マシンに割り当て、管理する基盤ソフトウェア。Type1（ベアメタル型）とType2（ホストOS型）があります。
• スナップショット
  仮想マシンの特定時点の状態を保存したバックアップ。システム変更前に取得し、問題発生時に瞬時に復元できます。
• リソースプール
  CPU、メモリ、ストレージなどの物理リソースを論理的にグループ化し、仮想マシンに動的に割り当てる仕組み。

仮想サーバーのメリット6つ

サーバー仮想化のメリットは以下の6つが挙げられます。

• 導入コスト・運用コストを抑えられる
• 物理的に必要な場所が減る
• 簡単にリソースの割合を変更できる
• サーバーの運用負荷を低減できる
• 障害に強い構成（BCP対策）を実現できる
• 開発・検証環境をすぐに用意することができる

導入コスト・運用コストを抑えられる

物理サーバーと比較すると導入コストや運用コストを抑えやすくなっています。

まず、仮想サーバーの場合は物理サーバーのように利用する分のサーバーを購入する必要がありません。例えば、3台のサーバーが必要な場合でも、仮想サーバーであれば物理サーバーの購入は1台で済むのです。これによってサーバーの導入コストを抑えられます。

また、物理的に導入するサーバー数が減るため運用コストを抑えることが可能です。例えば、サーバーを設置するためのデータセンターコストを抑えられます。また、サーバーが故障してしまったり使用期限が来た際に部品を購入するコストも抑えられます。導入時はもちろん運用面においてもコストを抑えられる点が魅力です。

物理的に必要な場所が減る

可能な限りサーバーを仮想化することで物理的に必要な台数を減らせます。上記で例を示したように、1台の物理サーバーに3台の仮想サーバーを構築すれば、物理サーバーの数が3分の1になるのです。

物理的なサーバー台数が減ることによって、サーバーを設置しやすくなるというメリットを生み出します。サーバー台数が多いとデータセンターでの運用が求められますが、小規模であれば社内にサーバールームを作るなどの選択肢も考えられるでしょう。

簡単にリソースの割合を変更できる

仮想サーバーはソフトウェアの設定によって簡単にリソースの割合を変化させられます。物理サーバーにリソースの余裕があるならば、自由に仮想サーバーのリソースの割合を変化させられるのです。つまり、物理サーバーのリソースが100ならば、仮想サーバーの数や利用状況によって30・30・40や50・50など仮想サーバー個々のリソースを変えることができるということです。

物理サーバーを利用しているとこのような自由度はありません。リソースが不足していると新しい機器を購入して改善するしかないのです。仮想サーバーも物理サーバーのリソースを使い切ると同様の対応が必要ですが、リソースに余裕がある限りは自由に変化させられます。

サーバーの運用負荷を低減できる

仮想サーバーはコンソールなどを利用して一元管理できるため、物理サーバーよりも運用負荷が軽減できます。物理サーバーは一元管理が難しいですが、仮想サーバーにすることでこの課題を解決できるのです。

また、仮想サーバーを利用することで同じ設定をすべてのサーバーに適用しやすくなります。例えば、同じタイミングですべてのサーバーに同様のアップデートを適用できるのです。このような運用を実現することで「1つのサーバーだけアップデートしていないことで問題が生じた」などの運用トラブルを防げるようになります。

運用効率化の具体的な機能

• テンプレート機能：標準化されたOSイメージから新規VMを数分で展開 
• イメージ配布：マスターイメージを複数のVMに一括配布 
• パッチ一斉適用：Update Managerなどで複数VMに同時適用 
• 自動化対応：PowerCLI、Ansible、Terraformなどと連携したInfrastructure as Code（IaC）の実現

障害に強い構成（BCP対策）を実現できる

サーバーを仮想化する技術は冗長構成に対応しやすく、これが障害に強い構成やBCP対策につながります。物理サーバーを利用しているとコスト面から冗長構成を構築しにくいですが、仮想サーバーならば物理サーバーの問題を解決可能です。

仮想サーバーを遠隔地に構築し、定期的にデータをバックアップする運用とすれば、災害や事故・事件などで物理サーバーに障害が起こっても業務を継続できます。近年はBCP対策が重要視されているため、これを実現しやすいことは仮想サーバーのメリットです。

具体的なBCP対策機能

• HA（高可用性）構成：物理サーバー障害時に自動的に別サーバーでVMを起動 
• ライブマイグレーション：稼働中のVMを無停止で別の物理サーバーに移動 
• レプリケーション：VMを遠隔地のデータセンターに定期的に複製 
• バックアップ・リストア：
  • スナップショットによる瞬時バックアップ
  • エージェントレスバックアップで業務影響を最小化
  • 差分バックアップによる効率的なデータ保護

⇒BCP対策とは？BCP対策のメリットと策定の流れを解説

開発・検証環境をすぐに用意することができる

仮想サーバーの大きな利点として、開発・検証環境の迅速な構築があります。これは実務で頻繁に必要とされる重要なユースケースです。

具体的な活用シーン

• 新システムの検証環境：本番環境と同等の構成を数時間で準備 
• アップデート検証：本番環境のクローンを作成し、パッチ適用をテスト 
• トラブルシューティング：問題発生時の再現環境を即座に構築 
• 開発者向けサンドボックス：個々の開発者に独立した環境を提供

迅速展開を支える機能

• クローン機能：既存VMの完全コピーを数分で作成 
• テンプレートライブラリ：用途別の標準環境を事前準備 
• スナップショット活用：テスト前の状態を保存し、失敗時は即座に巻き戻し 
• 自動プロビジョニング：APIやスクリプトによる環境構築の自動化

サーバーの仮想化のデメリット5つ

仮想サーバーにはメリットだけではなくデメリットもあります。
この章では以下の5つのデメリットについて解説します。

• 専門知識が求められる
• 物理サーバー障害時の影響範囲が広がる
• 小規模環境では仮想サーバーの費用対効果が出にくい
• 仮想サーバーの性能オーバーヘッドとライセンスの注意点
• 仮想サーバーの監視と容量計画が難しくなる

専門知識が求められる

仮想サーバーを構築するためには専門的な知識が求められます。物理サーバーを構築する際のスキルだけでは対応できないため、新しくスキルの習得が必要となることがデメリットです。

社内で対応できる人材がいないならば、仮想サーバーの導入に向けてベンダーの選定や人材の確保をしなければなりません。サーバー自体にかかるコストが低減できますが、導入前に人材面のコストが生じる可能性があります。

必要となる専門知識の例

• 仮想化基盤の設計・構築：サイジング、ネットワーク設計、ストレージ設計 
• 運用管理：パフォーマンス監視、キャパシティ管理、トラブルシューティング 
• セキュリティ：仮想環境特有のセキュリティリスクへの対策

物理サーバー障害時の影響範囲が広がる

仮想サーバーの基盤に使われている物理サーバーに障害が起きると、構築されている仮想サーバー全てに影響が出ます。例えば、1台の物理サーバーに5台の仮想サーバーが構築されていると、物理サーバーの故障によって5台のサーバーが利用できなくなるのです。

もし、物理サーバーを利用しているならば、故障してもそのサーバー以外には影響が出ません。トラブルが発生した際の影響範囲が大きくなりやすい点はデメリットです。

リスク軽減策

• クラスタ構成：複数の物理サーバーでHAクラスタを構成 
• N+1構成：予備の物理サーバーを用意 
• アフィニティルール：重要なVMを異なる物理サーバーに分散配置

小規模環境では仮想サーバーの費用対効果が出にくい

仮想サーバーのメリットを解説しましたが、小規模な環境ではあまり恩恵を感じられません。時には費用対効果が悪くなってしまう可能性があることはデメリットです。

例えば物理サーバーが100台ある場合と5台しかない場合では、仮想化による恩恵は大きく異なります。基本的にはサーバーが100台になる方が多くの恩恵を受けられるのです。逆に5台しかない場合は恩恵を受けるどころか手間だけがかかるかもしれません。

仮想サーバーの性能オーバーヘッドとライセンスの注意点

仮想化層の存在により、物理サーバーと比較して性能面でのオーバーヘッドが発生する可能性があります。特に高負荷なワークロード（データベース、HPC等）では影響が大きくなる可能性があります。

ライセンス面での注意点

• CPU/コア課金製品：物理コア数での課金となる場合があり、仮想化によってコストが増加する可能性 
• 仮想環境専用ライセンス：一部製品では仮想環境用の特別なライセンス体系 
• ライセンスモビリティ：VMの移動に伴うライセンス管理の複雑化

仮想サーバーの監視と容量計画が難しくなる

仮想環境では、複数のVMが物理リソースを共有するため、リソース競合が発生しやすくなります。

主なリソース競合パターン

• CPU競合：複数のVMが同時に高負荷となった場合の性能劣化 
• メモリ競合：メモリのオーバーコミット時のスワップ発生 
• ストレージI/O競合：複数VMの同時アクセスによるI/Oボトルネック 
• ネットワーク帯域競合：大量データ転送時の帯域不足

これらの監視には専用の管理ツール（vROps、Zabbix等）が必要となり、追加コストが発生します。

仮想化の3つの代表的な仕組み

サーバーを仮想化するための技術は大きく分けて3種類あるためそれぞれ解説します。

ホストOS型

ホストとなるWindowsやMacOS、LinuxなどのOS上に、ハイパーバイザー（仮想化ソフトウェア）をインストールする方法です。このタイプは「Type2ハイパーバイザー」とも呼ばれ、既存のOS環境の上で動作します。

このタイプのハイパーバイザー（VirtualBoxやVMware Workstationなど）は、通常のアプリケーションと同様にインストールできます。インストール媒体を用意して、画面の指示に従って進めるだけで導入が完了します。既存のOS環境をそのまま利用できるため、ベアメタル型と比較して導入のハードルが低く、開発・テスト環境などで手軽に仮想環境を構築できます。

ただし、物理サーバー上でホストOSが動作し、その上でハイパーバイザーが動作し、さらにその上でゲストOSが動作するという多層構造になるため、オーバーヘッドが大きくなります。この構造により、物理サーバーのリソースを最大限に活かせず、ベアメタル型と比較してパフォーマンスが劣る点がデメリットです。

ベアメタル型

ハードウェアに直接ハイパーバイザーと呼ばれる仮想化ソフトウェアをインストールする方法です。ホストOS型（Type2）のように事前に用意したOSの上にインストールするのではなく、ハードウェアに仮想化ソフトウェアを直接インストールします。このため「ベアメタル（bare metal＝むき出しの金属）型」と呼ばれます。

物理サーバーにホストOSが存在しないため、サーバーのリソースを最大限に仮想サーバーへ割り当てられる点がメリットです。オーバーヘッドが少なく、構築した仮想サーバーを高性能に動作させやすいことから、エンタープライズ環境では主にこのベアメタル型が利用されています。

ただ、ベアメタル型ハイパーバイザーを導入するためには専門的な知識が必要というデメリットがあります。また、ハイパーバイザーがサポートしているハードウェアを用意しなければならず、既存機器が対応していない場合は新しい機器の導入が必要となる点もデメリットです。

コンテナ型

近年新しい技術として「コンテナ」と呼ばれるものが普及しています。これは上記で説明したホストOS型やハイパーバイザー型とは根本的に異なった考え方です。

コンテナ型とは本体や設定ファイルなどのアプリケーション環境をコンテナと呼ばれる独立した空間で管理する技術を指します。ホストOSにインストールされた「コンテナエンジン」を介してそれぞれのコンテナを管理するのです。あくまでも独立した空間であるため、コンテナを導入する際はゲストOSが必要ありません。

上記で説明したサーバー仮想化はゲストOSが必ず求められていました。コンテナではこれが必要なくなるため、仮想化の中でも方向性が大きく異なった独立した技術と考えられています。

コンテナ型の特徴

• 軽量・高速：OSを持たないため起動が数秒で完了 
• 高密度：1台の物理サーバーで数百のコンテナを実行可能 
• ポータビリティ：開発環境から本番環境まで同一のコンテナイメージを利用

使い分けの指針

• 仮想マシン：異なるOSが必要、完全な分離が必要、レガシーアプリケーション 
• コンテナ：マイクロサービス、CI/CD環境、スケーラビリティ重視のWebアプリケーション

仮想サーバーとコンテナの主要製品・プラットフォーム例

仮想化技術を選定する際の参考として、主要な製品・プラットフォームを整理します。

ホストOS型製品一覧

製品名	ベンダー	特徴	適用領域
Oracle VM VirtualBox	Oracle	無償、マルチプラットフォーム、拡張機能が豊富	個人利用、開発／テスト
VMware Workstation Pro	VMware	商用、豊富な機能、スナップショット／クローン	開発者、IT検証環境
Parallels Desktop	Parallels	macOS最適化、使いやすい、Coherenceモード	Mac上でのWindows実行
QEMU（ホスト型）	OSS	多アーキテクチャ対応、エミュレーション、柔軟性	研究・検証、組込み

ベアメタル型製品一覧

製品名	ベンダー	特徴	適用領域
VMware vSphere	VMware	業界標準、豊富な機能、高い安定性	エンタープライズ全般
Microsoft Hyper-V	Microsoft	Windows統合、コスト効率	Windows中心の環境
KVM	OSS	Linux標準、無償利用可能	Linux環境、クラウド基盤
Xen	OSS／Citrix	準仮想化対応、AWS採用実績	クラウドサービス基盤

コンテナ型製品一覧

製品名	ベンダー	特徴	適用領域
Docker	Docker	デファクトスタンダード	開発環境、マイクロサービス
Kubernetes	CNCF	コンテナオーケストレーション	大規模コンテナ運用
OpenShift	Red Hat	エンタープライズK8s	エンタープライズPaaS
Amazon ECS/EKS	AWS	AWSマネージドサービス	AWS環境でのコンテナ運用

仮想サーバーを選ぶ5つのポイント

仮想化製品を選定する際は、以下の5つの観点から総合的に評価することが重要です。

• 性能要件
• 可用性要件
• 運用要件
• コスト要件
• ライセンス要件

それぞれの観点について、なぜ重要なのか、何をチェックすべきかを解説します。

性能要件

システムの処理能力と将来の拡張性を見極める

業務システムの要求性能を満たし、将来的な成長にも対応できる製品を選ぶことが重要です。

• CPU/メモリの最大サポート数：現在の要件だけでなく、3〜5年後の拡張も見据えた選定が必要
• I/O性能：特にデータベースやファイルサーバーなど、ディスクアクセスが多いシステムでは重要な評価ポイント
• 仮想マシンあたりの最大リソース：大規模な基幹システムを仮想化する場合は、1つのVMに割り当て可能な最大リソースを確認

可用性要件

ビジネスの継続性を確保するため、障害時の自動復旧や計画的なメンテナンスを無停止で行える機能が求められます。

• HA（高可用性）機能：ハードウェア障害時に自動的に別のサーバーで仮想マシンを起動する仕組み
• ライブマイグレーション：サービスを停止せずに仮想マシンを別のサーバーに移動できる機能
• 災害復旧機能：データセンター間でのレプリケーションや、災害時の迅速な復旧を支援する機能

運用要件

管理者の負担を軽減し、効率的な運用を実現するための機能や、既存システムとの連携性を評価します。

• 管理ツールの充実度：直感的なGUI、自動化のためのAPI、スクリプト対応などの管理機能
• 監視・分析機能：リソース使用状況の可視化、ボトルネック分析、将来の容量予測機能
• 既存システムとの連携：現在使用中のバックアップソフトや監視ツールとの互換性・統合性

コスト要件

初期投資だけでなく、運用期間全体でのコストを評価することが重要です。

• 初期費用：ソフトウェアライセンス、必要なハードウェア、導入・構築にかかる費用
• 運用費用：年間保守費、技術サポート費用、将来的な追加ライセンス費用
• TCO比較：3〜5年間の総コストで各製品を比較し、費用対効果を評価

ライセンス要件

企業の規模や成長計画に合わせた、最適なライセンス形態を選択することが重要です。

• 課金体系：物理CPUソケット単位、コア単位、仮想マシン単位など、自社に有利な課金方式を選択
• エディション選択：必要な機能を過不足なく含み、コストパフォーマンスの高いエディションを選定
• サポートレベル：ビジネスクリティカルなシステムでは24時間365日のサポートの必要性を検討

仮想サーバーの導入手順と設計の3つのポイント

 仮想化プロジェクトを成功させるために、以下の手順で計画的に進めることが重要です。

1. 現状の棚卸しと仮想化対象の選定を行う
2. 重要ポイントを押さえて設計を行う
3. 小さく始めて段階的に移行する

現状の棚卸しと仮想化対象の選定を行う

ステップ1：現状調査 

• インベントリ作成：既存サーバーの一覧化（OS、スペック、用途） 
• 利用率分析：CPU、メモリ、ストレージの平均/ピーク利用率 
• 依存関係の整理：システム間連携、ネットワーク構成

ステップ2：仮想化対象の選定

• 仮想化に適したシステム
  • Webサーバー、アプリケーションサーバー 
  • ファイルサーバー、プリントサーバー 
  • 開発・検証環境 
  • 災害復旧用の待機系システム
• 仮想化に適さないシステム
  • 特殊なハードウェアを使用するシステム（USBドングル等） 
  • 超高性能が要求されるシステム（HPC、リアルタイム処理） 
  • ライセンス上仮想化が禁止されているシステム

重要ポイントを押さえて設計を行う

可用性設計 

• クラスタ構成：N+1またはN+N構成の選択 
• 障害時の挙動：自動フェイルオーバーの設定 
• メンテナンス計画：ローリングアップデートの実装

ネットワーク設計 

• VLAN設計：セグメント分離、セキュリティゾーニング 
• 帯域設計：物理NICの冗長化、チーミング設定 
• 仮想スイッチ設計：分散仮想スイッチの活用

ストレージ設計 

• 容量設計：現在使用量の1.5-2倍を目安に設計 
• 性能設計：IOPS要件に基づくディスク構成（SSD/HDDの使い分け） 
• 冗長性：RAID構成、マルチパス構成

バックアップ設計 

• バックアップ方式：エージェントレス、スナップショット連携 
• バックアップスケジュール：RPO/RTOに基づく頻度設定 
• リストア手順：ファイル単位、VM単位の復旧手順

小さく始めて段階的に移行する

フェーズ1：パイロット導入

• 影響の小さいシステムから開始 
• 運用手順の確立、問題点の洗い出し 
• 性能検証、運用スキルの習得

フェーズ2：段階移行

• 部門単位、システム単位での移行 
• P2V（Physical to Virtual）ツールの活用 
• 並行稼働期間の設定、切り戻し手順の準備

フェーズ3：本番運用と標準化

• 運用標準化
  • 変更管理プロセスの確立
  • 仮想マシンテンプレートの整備 
  • 命名規則、リソース割当基準の策定 
• 自動化の推進 – Infrastructure as Code（IaC）の導入
  • プロビジョニングの自動化 
  • 監視・アラートの自動化
• 継続的改善
  • 定期的なリソース使用状況の分析 
  • キャパシティプランニング 
  • 新技術の評価と採用

まとめ

サーバー仮想化について詳しく解説しました。物理サーバーではなく仮想サーバーを利用することによって、コストの削減や運用負荷の軽減など数多くのメリットを生み出します。特に現在運用しているサーバーの台数が多い場合は、仮想サーバーに代えることによってより多くのメリットを受けることができるでしょう。

ただ、サーバー仮想化では物理サーバーに障害が起こった際に影響が大きくなるなどのデメリットがあります。また、導入にあたっては専門的な知識が必要となるため、ここも注意しなければなりません。

なお、仮想化はホストOS型とベアメタル型があり、エンタープライズ環境では主にベアメタル型が利用されています。また、別の観点としてコンテナ型も普及しているため、状況に応じて適切な仮想化の方法を選択できるようになりましょう。弊社SMSデータテックでは、仮想化環境を含むインフラ構築から運用まで幅広くサポートしています。最適な仮想化技術の選定・導入を支援するインフラ設計・構築サービスや、構築後の安定稼働と効率的な運用を支援するシステム維持管理サービスで詳しくご紹介しています。お客様のニーズに合わせた最適なソリューションをご提案いたしますので、ぜひお問い合わせください。