20120822_dstn技術交流会_仮想化について

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20120822_dstn技術交流会_仮想化について

  1. 1. サーバー仮想化のはなし 株式会社アプレッソ 開発部 QAグループ リーダー 谷平純 一
  2. 2. クラウドを支える仮想化技術IaaS, PaaS, SaaS を可能にしているのは ソフトウェア仮想化技術のおかげである © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 2
  3. 3. • IaaS を例にすると… – ニフティクラウドは VMware を採用 – Amazon EC2 は昔は Xen をベースにしていたようだ( 最近は不明) – クラウドサービスが採用する仮想化ソフトウェアの 情報は… • http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Active/20120222/38 2609/ (要ユーザー登録) © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 3
  4. 4. 仮想化のメリットとは…• リソースの有効活用 – 個々の物理マシンを仮想マシンとして統合 – 物理マシン数の削減• 可用性の向上 – ライブマイグレーションを用いた無停止運用• システムの柔軟性の向上 – 物理マシンの差異を仮想化レイヤで吸収• システムとデータの保護 – 仮想マシンのすべてをファイルとして表現、バックアップ・リスト アが容易に © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 4
  5. 5. (当然)クラウドベンダーだけでは なく個人、企業でもメリットを享受で きる © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 5
  6. 6. 仮想化ソフトウェアといっても製品はいろ いろ• VMware – Workstation, Server, Player, Hypervisor ...• Microsoft – Hyper-V, Virtual PC• Xen – Citrix XenServer• KVM• Oracle – Oracle VM © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 6
  7. 7. これを知っておくと、 ニーズに応じて仮想化ソフトウェアを 適切に選択できます © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 7
  8. 8. 仮想化の手法• パーティショニング(リソースの仮想化) – コンピュータリソースをファームウェアレベルで仮 想化 – メインフレーム・商用UNIXシステムで主に用いられ る• ソフトウェアによるプラットフォーム仮想化 – 仮想化ソフトウェアを用いてサーバーを仮想化 – x86アーキテクチャではこの手法が一般的 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 8
  9. 9. 仮想化ソフトウェアの種類• ホスト型• ハイパーバイザー型 – モノリシック型 – マイクロカーネル型 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 9
  10. 10. 仮想化ソフトウェアの種類…ホス ト型• ホストOS(Windows, Linux など)にインストールして使用する © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 10
  11. 11. 仮想化ソフトウェアの種類…ハイパーバイザー(モノリシック)型• ハードウェアに直接インストールする• デバイスドライバはハイパーバイザ層に組み込む• 仮想マシンとハードウェアの間とのI/Oはハイパーバイザーのデバイスドライバで処理 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 11
  12. 12. 仮想化ソフトウェアの種類…ハイパーバイザー(マイクロカーネル)型• ハードウェアに直接インストールする• デバイスドライバは親パーディション上の仮想マシン(管理OS)に組み込む• 仮想マシンとハードウェアの間とのI/Oは管理OSのデバイスドライバで処理 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 12
  13. 13. メリット・デメリット メリット デメリット 向く用途ホスト型 ・ホストOSが動けばどんな ・ホストOSがクラッシュすると 個人の検証・ サーバでも使える 巻き込まれる 開発 ・ホストOSにインストールす ・ホストOSを介してのハード るだけ、かんたんに使える ウェアリソースのアクセスを行 ・ホストOSとゲストOSとの間 うと余分なオーバーヘッドが生 でシームレスな運用 じる ・数台程度の仮想マシンしか提 供できないハイパー ・ハードウェア仮想化に特化 ・インストール可能なハード チームでの検 したカーネルを持つものが多 ウェアが制限される(モノリ 証・開発バイザー く(VMware Hypervisorなど)、 シック型の場合) サーバの運用型 良好なパフォーマンスを得ら ・デバイスへのアクセスが管理 れる OSに集中し、仮想化システム全 ・数十台の仮想マシンを提供 体のパフォーマンスが悪化する 可能 スケーラビリティに優れ 可能性がある(マイクロカーネ る ル型の場合) © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 13
  14. 14. 仮想化ソフトウェア製品群 VMware• VMware – VMware Workstation (version 8) • ホスト型 有償 – VMware Player (4.0.4) • ホスト型 無償 – VMware Hypervisor (旧VMware ESX / ESXi) (version 5) • ハイパーバイザ(モノリシック)型 • ライセンス形態により有償/無償 – ほか、 VMware Server, VMware Fusion, VMware View, VMware vCloud... etc © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 14
  15. 15. 仮想化ソフトウェア製品群 Microsoft– Virtual PC (Windows XP モード) • ホスト型 無償(ホストOSのライセンスを持っていれば)– Virtual Server • ホスト型 無償(同上)– Hyper-V • ハイパーバイザ(マイクロカーネル)型 • 無償(同上)– Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 • Windows Server 2008 R2 Server Core + Hyper-V © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 15
  16. 16. 仮想化ソフトウェア製品群 Xen• Xen – オープンソース ハイパーバイザ(マイクロカーネル) 型 商用製品・サービスとして主に以下のものがある • Citrix XenServer • Oracle VM – (Sun xVM) 買収 – (Virtual Iron) 買収 • Amazon EC2 (過去) © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 16
  17. 17. 仮想化ソフトウェア製品群 その他• Kernel-based Virtual Machine(KVM) – オープンソース ハイパーバイザ(モノリシック)型 • ただし ハイパーバイザーは Linux そのもの – RedHat が推している • RHEL 6 では Xen を非サポートにしている – CPUエミュレータ QEmu を使用• Sun VirtualBox, Parallels, …etc. © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 17
  18. 18. 仮想化ソフトウェアの分類 ホスト型 ハイパーバイザ型VMware Workstation Hypervisor Player Server FusionMicrosoft Virtual PC Hyper-V Virtual ServerXen XenKVM KVM © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 18
  19. 19. ソフトウェアのみの力によるプラットフォーム仮想化の 限界 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 19
  20. 20. パフォーマンスの限界• ソフトウェアオンリーで仮想化を行うと多大な オーバーヘッドが生じる – VMゲストからの特権命令をエミュレート – VMゲストのメモリアドレスを物理マシンのアドレス にマッピング – VMゲストの I/O 処理(ネットワークアダプタなど) – VMゲストごとにレジスタの内容を保存 / 復元 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 20
  21. 21. ハードウェアによる仮想化支援• これら処理をハードウェアで実行し、仮想化ソ フトウェアのオーバーヘッドを低減 パフォーマ ンスの向上• Intel VT / AMD-V – VT-x … プロセッサでの支援 (特権命令、コンテキストスイッチ) – VT-d … チップセットでの支援 (I/O メモリ管理) – VT-c … ネットワークの支援 よりよくわかる説明: http://www.atmarkit.co.jp/fsys/kaisetsu/085intelvt/intelv t.html © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 21
  22. 22. 仮想化ソフトウェアと Intel VT / AMD-V• VMware – 64bit OSをゲストOSとして稼働する際には必須• Hyper-V – 必須• Xen – ほぼ必須 – (OSのソースコードを書き換えればVTなしでも使用することが可能 ではあるが(準仮想化)、それができるOSは限られる)• KVM – 必須 © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 22
  23. 23. Intel VT / AMD-V はBIOS で有効にしましょう © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 23
  24. 24. ライブマイグレーショ ン • 仮想マシンの無停止運用を可 能に – VMware Hypervisor • (有償サブスクリプション加入が必 須) – Hyper-V (2.0 から) – Xen – KVMhttp://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070910/281598/?ST=virtual&P=1 より © 2010 APPRESSO K.K. All Rights Reserved. 24

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