【Linux】仮想化技術とは
仮想化技術は、ソフトウェアを用いて複数の物理リソース（CPU、メモリ、ハードディスク、ネットワークなど）を統合し、物理リソースを超える仮想的なリソース（論理リソース）を作り出す技術です。これにより、限られた物理リソースで複数の仮想マシンやストレージ、ネットワークなどを作成し、システムの柔軟性を高めることが可能です。仮想化技術は、サーバー、デスクトップ、ストレージ、ネットワークなど、さまざまな分野で利用されています。
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| 仮想化技術 | ソフトウェアを用いて物理リソースを論理的に分割・統合し、複数の仮想的なシステムを構築する技術。 |
| 主な分野 | サーバー仮想化、デスクトップ仮想化、ストレージ仮想化、ネットワーク仮想化。 |
| 主なベンダー | VMware、Microsoft（Hyper-V）、Citrix（Xen）、Red Hat（RHEV）など。 |
サーバー仮想化
1台の物理サーバー上で複数の仮想サーバー（論理サーバー）を動作させる技術です。これにより、リソースの効率的な利用とコスト削減が可能になります。サーバー仮想化は、多くの業務システムを1台のサーバーに集約することを可能にし、ハードウェアのコスト削減や管理の効率化を実現します。
デスクトップ仮想化
サーバー上にクライアントPCのデスクトップ環境を構築し、管理やセキュリティを集中化する技術です。これにより、運用管理の効率化やセキュリティ強化が図られ、リモートワークの促進やクライアントPCの統一管理が可能になります。
ストレージ仮想化
複数の物理ストレージを統合し、論理的なストレージを構築する技術です。これにより、ストレージの柔軟な拡張や統一管理が可能となり、データの増加に対応しやすくなります。
ネットワーク仮想化
物理的なネットワーク上に複数の論理ネットワークを構築する技術です。これにより、物理ネットワークのインフラを変更することなく、仮想ネットワークを作成し、複数の仮想サーバー間での通信を実現できます。
仮想化技術の種類
仮想化技術には主に以下の3種類があります。それぞれの技術は異なる目的や用途に合わせて使われます。
- ホスト型（ホストOS型）仮想化
- ハイパーバイザー型仮想化
- コンテナ型仮想化
| 仮想化の種類 | 説明 | 代表的なソフトウェア |
|---|---|---|
| ホスト型 | 既存のOS（ホストOS）の上に仮想化ソフトをインストールし、その上に仮想マシンを作成する技術。 | VMware Workstation、VirtualBox |
| ハイパーバイザー型 | 仮想化専用のOS（ハイパーバイザー）を直接インストールし、その上に仮想マシンを作成する技術。 | VMware ESXi、Microsoft Hyper-V、Xen |
| コンテナ型 | アプリケーションを軽量なコンテナとして実行し、ホストOSのカーネルを共有する形で仮想化を実現する技術。 | Docker、Kubernetes、LXC |
ホストOS型仮想化
ホストOS型仮想化は、既存のオペレーティングシステム（ホストOS）の上に仮想化ソフトウェアをインストールし、その上で仮想マシンを動作させる形態の仮想化です。この方法では、ホストOSが仮想化ソフトウェアのリソース管理や仮想マシンのスケジューリングを行います。
- 利点： 導入が容易で、既存のOS環境にインストールするだけで仮想化が可能。
- 欠点： ホストOSの性能に依存するため、パフォーマンスが低下する場合がある。
代表的なホスト型OSソフトウェア
- VMware Workstation： 一般ユーザーから企業ユーザーまで幅広く利用される、安定した仮想化ソフトウェア。
- Oracle VirtualBox： 無償で利用可能で、多くのプラットフォームに対応する仮想化ソフトウェア。
ハイパーバイザー型仮想化
ハイパーバイザー型仮想化は、仮想化専用のソフトウェア（ハイパーバイザー）を物理サーバーに直接インストールし、その上で複数の仮想マシンを動作させる形態の仮想化です。ハイパーバイザーは、物理リソースを直接管理し、仮想マシンに効率的にリソースを割り当てます。
- 利点:：高いパフォーマンスとセキュリティ、効率的なリソース管理が可能。
- 欠点： 専門的な知識が必要で、導入が複雑になる場合がある。
代表的なハイパーバイザー型ソフトウェア
- VMware ESXi： 業界標準のハイパーバイザーで、エンタープライズ向けに広く使用されている。
- Microsoft Hyper-V： Windows Serverに組み込まれたハイパーバイザーで、Windows環境との親和性が高い。
- Xen： オープンソースのハイパーバイザーで、多くのクラウドプロバイダで利用されている。
コンテナ型仮想化
コンテナ型仮想化は、軽量な仮想化技術で、ホストOSのカーネルを共有しつつ、各アプリケーションを独立したコンテナとして実行します。コンテナは、従来の仮想マシンと比較して、起動が非常に速く、リソースのオーバーヘッドが少ないのが特徴です。
- 利点： 高速な起動時間、低いオーバーヘッド、効率的なリソース利用。
- 欠点： コンテナ間でカーネルを共有するため、セキュリティの確保が難しい場合がある。
代表的なコンテナ型ソフトウェア
- Docker： コンテナ技術のデファクトスタンダードであり、広く採用されている。
- Kubernetes： コンテナのオーケストレーションを自動化するプラットフォームで、大規模な環境での運用を支援。
- LXC（Linux Containers）： Linuxカーネルの機能を利用して、OSレベルでのコンテナ仮想化を実現する。
まとめ
仮想化技術は、リソースの効率的な利用と柔軟なシステム構築を可能にする技術です。サーバー仮想化、デスクトップ仮想化、ストレージ仮想化、ネットワーク仮想化など、様々な分野で利用され、コスト削減や管理効率の向上を実現しています。仮想化技術は、企業のITインフラの最適化に不可欠な要素となっています。