近年はサーバー仮想化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。今回はサーバー仮想化とは何かと、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解説します。

サーバー仮想化とは

サーバー仮想化は1台の物理サーバーに複数のOSをインストールして、独立したサーバーであるかのように利用する技術です。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。

サーバー仮想化にあたっては物理サーバーに専用のソフトウェアをインストールしなければなりません。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。

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。

サーバー仮想化のメリット

サーバー仮想化のメリットはそれぞれ以下のとおりです。

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。

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。

サーバーの仮想化のデメリット

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るためこちらも解説します。

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。

物理サーバーに障害が起きると影響範囲が広がる

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。

小規模な環境ではメリットを感じにくい

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などのOSに仮想サーバーを構築するためのソフトウェアを導入する方法です。

専用のソフトウェアを導入しなければなりませんが、導入作業は他のソフトウェアと大差ありません。インストールに必要な媒体を用意して、画面の指示に従ってインストールを進めるだけです。専門的な知識は必要となるものの、比較的簡単に仮想サーバーを導入できます。

ただ、物理サーバー上でホストのOSを動作させ、その上に仮想サーバーを構築するため動作が遅くなる可能性があります。物理サーバーのリソースを最大限に活かせない点はデメリットです。

ハイパーバイザー型

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インストールする方法です。ホストOS型のように事前に用意したOS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。

物理サーバーにOSがインストールされていないため、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。構築した仮想サーバーを高速化しやすいことから、近年はハイパーバイザーが利用される傾向にあります。

ただ、ハイパーバイザーを導入しインストール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、対応しているハードウェアを用意しなければならず、時に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。

まとめ

サーバー仮想化について解説しました。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型とハイパーバイザー型があり、主にハイパーバイザー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。

なお、弊社SMSデータテックではサーバの運用や保守についてもサポート可能です。自動化による運用負荷なども提案できるため、お気軽にお問い合わせください。

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DXは日本国中、世界中の企業にとっての重要な課題となっています。しかし、経済産業省が2020年12月に発表したDXレポート2によると、2020年10月時点で実に全体の９割以上の企業がDXにまったく取り組めていないレベルか、散発的な実施に留まっている状況という調査結果となりました。
2025年の崖が迫りくる中、企業のITシステムに関わる情報システム部門（以下、情シス）は既存業務に加えて、DXの実現のためのキーパーソンとしての働きも求められてきています。情シスがDXの実現に向けて活躍するには、従来の業務であるシステム運用のコストを減らすことが必要となります。そのための課題の一つが「仮想化」です。
本コラムでは、仮想化のおさらいと現状、導入へのハードルとメリットについて記載します。

そもそも仮想化って

ITシステムを稼働させるための環境構築において、仮想化は当然でてくる選択肢の一つとなっています。仮想化には「システム稼働環境の集約が行える」、「簡単に環境を増やせる」、「リソースの調整も可能」といったメリットがあり、システム運用においても非常に有益なことは、多くの情シスの意見の一致するところといえるでしょう。
そもそも、「仮想化」とはサーバー等のコンピュータリソースを抽象化すること、およびその技術を示します。
従来、ITシステムを動かす環境となるサーバーは、サーバーセンター、サーバールームなどに置かれていました。物理サーバーを企業が管理する、オンプレミスといわれる運用形態です。この物理サーバーに対しリソースを抽象化する運用方式が仮想化です。
仮想化された環境ではサーバーはネットワーク上のどこかに存在しています。ネットワーク上に接続されたどこかのサーバーでメインとなるOSが稼働しており、そのOS上で仮想化ソフトウェアを稼働させます。仮想化ソフトウェア上には仮想化環境としてOS、コンテナ等を起動することが出来ます。仮想化された環境にはネットワークの外部から接続し、オンプレミスのサーバーと同様に利用することができます。この仮想化されたOSやコンテナは、メインOS上に複数作成できることも特徴の一つです。

仮想化の現状

仮想化ソフトウェアの発展、普及は目覚ましく、技術的、性能的には多くのオンプレミスの環境は仮想化した環境で稼働させることが可能となっています。企業やシステムの特性などにより仮想環境への移行状況は様々ではありますが、複数のサーバーを利用してIT環境を構築している規模の企業であれば、仮想化によるメリットも大きく、仮想化環境およびサーバーの集約の積極的な導入、検討が実施されています。
仮想化の一つの形として利用が進んでいるのが、クラウドサービス上へのシステムの移行です。総務省による令和2年版情報通信白書では、クラウドサービスの利用は全企業の60%を超えているというデータが示されています。PaaSやIaaSといったサービスとして、スケール変更が行いやすく、すぐに利用できる仮想化環境が提供されている状況です。
また、仮想化の新たな形と目されているのがDockerです。Dockerは仮想化ソフトウェアの一種ですが、OS上にコンテナという環境を複数提供してくれます。OS上で仮想化されたOSを稼働させる必要がないため、リソースの無駄遣いを避けることができる技術です。環境の複製、復元も仮想OSを使った場合よりも簡単になります。
仮想化技術を利用して実現するシステム環境の更に進んだ姿として、クラウドネイティブと呼ばれる考え方があります。クラウドネイティブはクラウドサービスの利用を前提としたシステム、サービスの構築を指す言葉です。クラウドサービスの利用を前提とすることで、利用者はサーバーのリソースやメンテナンスという問題から解放されることがそのメリットとなっています。

サーバーだけでなくPCにおいても、仮想化技術の波は押し寄せてきています。コロナ禍の状況によりテレワークが推進され、シンクライアントや仮想化デスクトップ（VDI）、DaaS（Desktop As A Service)などの普及が進んでいます。
情シスは、これらの仮想化技術を自社の業務に適用し、業務効率化を図ることで、システム運用の負荷を軽減させることが一つのミッションとなっています。システム運用のコストを減らすことで、DX推進へのリソースを確保するわけです。

仮想化のハードル

仮想化技術は多くのソフトメーカーの参入もあり、技術的には安定してきているといわれています。ミリ秒を争うようなレスポンスの必要な場合や24時間365日連続稼働が必要な場合など過酷な状況を除けば、多くの現行のオンプレミスサーバー環境に置き換えることが可能と考えられます。
メリットもあり、技術的にも問題が減ってきた仮想化ですが、検討課題にはなるものの中々切り替えられないという声もあります。何が仮想化環境導入へのハードルとなってしまっているのでしょうか。
一つは仮想化環境の導入への心理的な障壁があるようです。仮想化環境のメンテナンスは大変なのではないか？トラブル発生時の対処手順は？といった点が気になり、仮想化環境の導入に踏み切れないという場合もあるのではないでしょうか。特に重要度の高いシステムを扱っている場合は、その傾向は顕著です。今、オンプレミスで動いて問題なく稼働しているから触りたくない、という声は業務部門の担当者だけでなく、情シスからも聞こえてきます。
確かに、変化には踏み切りづらいものです。しかし、昨今では仮想化技術に関する情報も普及してきており、仮想化環境だから特別に難しいスキル、知識が必要ということはありません。いずれ発生するサーバーの更新と大きくは変わらないのです。
仮想化環境導入に動けない別の理由の一つとして、メリットが見せづらいということもあります。
確かに利用者の側からはメリットは見えづらいです。しかし、情シスはサーバー、システム環境の運用、メンテナンスに多くのコストを払っています。仮想化を行うことで、サーバーの集約などによりどれだけコスト削減が行えるかを試算することで、経営部門へのメリットを示せます。IT人材不足が社会的な問題となっている中、DXを推進するためには情シスは運用、メンテナンスに割く時間を減らし、業務とIT技術を繋ぐ重要な役割を果たすことに注力したいものです。

また、仮想化環境の導入のハードルとして技術的な問題もあります。
仮想化ソフトウェアを通すことによる性能劣化、ネットワークを経由することによる可用性の低下、特にクラウドサービスではセキュリティ問題等も気になるところです。いざ仮想化を行う場合は、要件の調査と環境の設定が作業として伴ってきます。

仮想化を進めるメリット

仮想化の導入は情シスのシステム運用業務において多大なメリットがあります。
まず大きいのはサーバー管理の簡易化が行えることです。これまで様々な形で差異の出ていたサーバー環境を合わせることで運用監視、メンテナンスの統一化を図ることが出来ます。オーケストレーションツールの導入による自動化にもつながります。これは、サーバー運用に関する属人化の排除にもなります。
また、サーバーの管理上で必須となるバックアップ、レストアについても、仮想化した環境を丸ごとバックアップすることができるため簡易化することが可能です。
もう一つの大きなメリットは、ハードウェアなどのリソースの集約が可能なことが挙げられます。一つのサーバーに複数の仮想化環境を構築することで物理的なサーバー数を抑えることが出来ます。サーバーをはじめとしたハードウェアは高額で、企業にとって大きな投資となっていました。サーバーの集約を行うことで、サーバーリソースを最大限有効活用し、ハードウェア投資を抑えることが出来ます。クラウドの利用もこの一環であり、利用料はかかるものの必要な分のリソースだけを用意することができるため、無駄がでません。
また、サーバー環境構築のスピードが上がることもメリットの一つです。従来はハードウェアの手配が必要だった環境の用意が、ホストサーバーのリソースに余裕があればすぐにでも仮想化環境を準備することが出来ます。業務のスピードアップ、サーバー環境を利用したトライアルなど、情シスの課題解決に有用です。

まとめ

仮想化技術はサーバー等のコンピュータを仮想環境上に作る技術です。その考え方の延長線上にはクラウドサービスの利用があり、情シスにとって運用コストを抑えることのできるメリットがあります。しかしながら、導入には心理的、物理的なハードルがあり、中々進まないこともあるようです。
仮想化技術の利用による情シスの課題解決を行い、運用コストを削減することにより手の空いた情シスはDXの推進に注力することが出来ます。まずは仮想化やシステム運用の自動化を行うことから始めてみましょう。
SDTでは仮想化も含めた運用の自動化、課題解決サービスを提供しています。システム運用に関するコンサルティングから、アウトソーシングまでを対象としており、お客様の課題の解決に向けてなんでもご相談いただけます。資料請求はこちらから。

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