仮想化環境でサーバーを利用したいと考えているインフラエンジニアの方へ。サーバー仮想化ソフトウェアの機能やタイプ、各ソフトウェアを比較する際のポイントについて、おすすめのソフトウェアと併せて紹介します。
ベースとなる1台のサーバー（物理マシン）で複数のOS（仮想マシン）を稼働させる「サーバー仮想化」を実現するためのソフトウェアが「サーバー仮想化ソフトウェア」です。PC1台につき1種類のOSを稼働させるのが一般的ですが、サーバー仮想化ソフトウェアを利用すれば、1つの物理マシン内に複数の仮想マシンを構築できます。
1台の物理マシンにかかる管理・運用コストで複数OSを稼働させらえる、つまり様々な環境を用意できるのが仮想化のメリットです。加えて、「サーバーのリソースをフル活用できる」「サーバーの保管スペースが減る」といった利点も。
サーバー仮想化ソフトウェアには、以下のような機能が搭載されています。
| 機能 | 内容 |
|---|---|
| 仮想マシンの構築 | 物理サーバー上に、仮想マシンが稼働できる環境を構築する機能 |
| 仮想マシンの管理 | 仮想マシンの作成、パフォーマンス監視、制御といった様々な角度から、仮想マシンが正常に稼働するよう管理する機能 |
| 仮想マシンのリストア | 起動している仮想マシンの状態を記録する機能。バックアップや再構築などに利用できる |
サーバーの仮想化には主に2つの手法と、それらを発展させた統合型インフラが存在します。そして、それらの手法に合わせてソフトウェアも3つのタイプに分類されます。それぞれ仮想空間を構築する方法や特性が異なるため、自社に合ったタイプを選びましょう。
ハイパーバイザーとは、1つの物理サーバーのCPUやメモリといったハードウェアを仮想化し、個々の仮想マシンに割り当てを行うソフトウェアのこと。「物理サーバーに複数のOSをインストールして稼働させられる」「各OSが独立しているため安全性の高い運用ができる」といったメリットがあり、業務効率化とともに、設備投資や運用コストの削減にも貢献します。
代表格である「VMware vSphere」は、拡張性や機能性、障害対応能力に優れた仮想化プラットフォームとして知られています。加えて、WindowsやLinuxなど幅広いOSに対応している点も特徴です。
Linuxカーネルの拡張モジュールとして提供されている「KVM」も有名です。「Intel用」「AMD用」の2種類がありますが、いずれもホストOSにインストールし、ブリッジインターフェースを追加するだけで導入が可能。Linux標準機能かつオープンソースであることから、Linux環境でもっとも手軽に導入できるソフトと言えます。
また、「Hyper-V」は、ネイティブでWindows Server OSに組み込まれているため、インストールの手間や、互換性の考慮が不要。仮想化環境を実現しやすいソフトウェアとして広く利用されています。Windowsのデスクトップ上でも手軽に仮想マシンを作成・管理できるため、特にデスクトップ仮想化用途でよく使われます。ただし、Windows Serverの利用が必須となります。
コンテナ型とは、WindowsやLinuxといったOSがインストールされた物理サーバーをホストOSとし、その中にコンテナと呼ばれる仮想空間を構築する手法のこと。
コンテナ内にはアプリケーションを動かすためのファイルが含まれますが、コンテナ自体にはOSが搭載されておらず、アプリケーションそのものはホストOSによって動作するのが特徴です。ホストOSのカーネルを直接的に利用するため、ゲストOSが必要なく、その分軽量で効率的に稼働できるというメリットがあります。
最も広く利用されている「Docker」は、Github上にあるオープンソースコードを使うことで、効率よく実行環境を準備できます。更に、Githubリポジトリから取得したコードをローカル環境に反映させれば、チーム全員が同様のコードベースで作業開始でき、開発環境の共有の手間を省きます。ただし「Docker Desktop」を使ってWindowsやMacOS上でDocker環境を構築したい場合は、有料プランに申し込まなければいけません。
また、「containerd」や「Podman」も人気のコンテナ型仮想化ソフトウェア。Dockerから派生した「containerd」は、OCI（Open Container Initiative）に準拠しており、「Kubernetes」や「Podman」といったほかのツールと互換性があるのが特徴です。一方「Podman」は、デーモンを使用しない点が一般的なコンテナエンジンとの大きな違い。バックグラウンドでデーモンを常駐させる必要がないため、セキュリティリスクやシステムリソース消費を抑えた運用が可能となります。
ハイパーコンバージド・インフラストラクチャ（HCI）とは、サーバーを仮想化するために必要なハードウェア・ソフトウェアをひとまとめにしたパッケージ製品を指します。複雑な開発作業などは必要なく、最短1時間足らずで仮想空間を構築することも可能です。
たとえば「Nutanix AHV」は、Nutanix環境に最適化されたハイパーバイザーで、同社が提供する管理UI 「Nutanix Prism」と連携すれば、仮想マシンとコンテナ運用を一元管理できるようになります。ノードについても、自動的にNutanixクラスターと同一ノードで組まれるため構成は不要。Prism側で一度VLANを構築しておけば、全ノードのNutanix AHVに反映されるので、個別設定をする手間も省けます。
サーバー仮想化ソフトウェアを比較する際は、以下のポイントに留意すると選びやすくなります。
「VMware vSphere」など大規模なエンタープライズ環境に対応するソフトウェアは、機能が充実している分、高額になりがちです。一方で、中には「KVM」のように無料で利用できるものもあります。
| ソフトウェア名 | 料金体系 | 補足 |
|---|---|---|
| VMware vSphere | 有料 | |
| KVM | 無料 | 有料サポートが提供されている |
| XenServer | 有料 | XenServer Trial Editionは無料 |
| Proxmox Virtual Environment | 有料 | |
| Red Hat OpenShift Virtualization | 有料 | |
| HPE Morpheus VM Essentials Software | 有料 | |
| Hyper-V | 無料 | Windows Serverのライセンス料金は別途 |
| Docker | 有料 | 個人使用の場合は常に無料 |
| containerd | 無料 | |
| podman | 無料 | |
| Nutanix AHV | 無料 | Nutanix Cloud Platformの利用料金は別途 |
仮想化環境では、対応しているゲストOSの種類も重要なポイントです。「Windows」や「macOS」、「Ubuntu」、「Debian」といったメジャーなOSは多くのソフトウェアが対応しています。しかし、製品によっては対応できないゲストOSがあるため、事前確認が必要です。
たとえば「VMware vSphere 」では、「FreeBSD」や「Red Hat Enterprise Linux」に加えて、「macOS」や「Solaris」などにも幅広く対応しています。
特に大規模なシステムを運用している場合、常に可用性を高め、システム障害発生時の影響を最小に抑える必要があります。そのためにも、高可用性を実現する機能が充実した製品を選ぶと安心です。
たとえば「Hyper-V」には、ライブマイグレーション機能が搭載されており、フェールオーバークラスターに追加された仮想マシンであれば、無停止でhyper-Vホストを移動させられます。加えて、万が一障害が発生した際も、稼働中のOSやネットワーク接続などを切断することなく別ホストで動作を継続できます。
「VMware vSphere」も同様に、「vMotion」というライブマイグレーション機能を搭載。ハードウェア情報がすべて移行先のホストに転送されるため、システムを停止させることなく・サービス提供ができます。ただし、移行元・移行先双方のホストに有料ライセンスが適用されていることが条件となります。
また、災害対策に最適な機能として、たとえば「Hyper-V」では「Hyper-V レプリカ」を提供。プライマリサーバー上の仮想マシンをレプリカサーバーにコピーしておけば、プライマリサイトに障害が生じた際、複製しておいた仮想マシンの起動によって、迅速なシステム復旧を実現する仕組みです。
Linuxに対応するハイパーバイザー型サーバー仮想化ソフトウェアを紹介します。
（出所：VMware vSphere公式Webサイト）
世界のBtoB向けサーバー仮想化ソフトウェアの「デファクトスタンダード」とされているサービス。「vSphere vMotion」「VMware HA」「VMware DRS」「Storage vMotion」など、仮想化に必要なソフトウェアがセットになったプラットフォーム製品で、拡張性や機能性の高さに定評がある。
仮想マシンを複数のサーバーに分散し、単一障害点を排除することで可用性の向上を実現。更に、バックアップやリストアが手軽に行えることから、そのまま災害対策としても機能する。大規模環境や高可用性構成のVM管理に最適だ。
（出所：KVM公式Webサイト）
Linuxカーネルの一部として組み込まれている、オープンソースの仮想化テクノロジー。KVMを接続することで、Linuxが複数の仮想マシンを稼働させるハイパーバイザーとして機能できる仕組みだ。高いリアルタイム性能と低レイテンシが特徴で、リアルタイム応答性が求められるアプリケーションに適している。
本来ならOSが担う、仮想マシンを動かす機能がLinuxに実装されているため、イチから環境構築をする必要がないことが大きな特徴。それでいてLinux以外にもWindows、BDS、Solarisなど幅広いOSに対応する。KVMを実行するためには、Intel VT、AMD-VどちらかのCPUの仮想化支援機能が必須だ。加えて、ミッションクリティカルな環境では有料サポートが必要になる場合があるため注意が必要。
（出所：XenServer公式Webサイト）
仮想インフラストラクチャの構築・管理に必要な機能をまとめて提供するサーバー仮想化プラットフォーム。WindowsおよびLinuxベースの仮想サーバー用に最適化されており、仮想マシンの作成、ディスクスナップショットの作成、仮想マシンワークロードの管理などを効率化する。
既存環境をそのまま仮想化できるため、本来仮想化にかかるコストを大幅に削減。また、ライブマイグレーション機能「XenMotion」を利用すれば、稼働中の仮想マシンを切断することなく、ほかの物理マシンへ移動も可能だ。機能制限なしで最大90日間使えるトライアル版を提供。
（出所：Proxmox Virtual Environment公式Webサイト）
個人から企業まで広く活用されている、高いパフォーマンスと拡張性を持つサーバー仮想化プラットフォーム。仮想化技術にはKVM（完全仮想化）とLXC（コンテナ仮想化）の両方を採用し、柔軟な環境を提供。加えて、ライブマイグレーションや分散型ストレージシステムの統合、クラスタリング、バックアップ・リストアの自動化といったハイレベルな機能を提供している。それらをオープンソースで利用できるのが特徴だ。
また、高可用性クラスタリング機能が搭載されているのもポイント。トラブルを検知し次第、仮想マシンを別ノードへ移行することで、障害発生時だけでなく災害時のリカバリーまで迅速に対応できる。
（出所：Red Hat OpenShift Virtualization公式Webサイト）
エンタープライズ向けコンテナプラットフォーム「Red Hat OpenShift」の1機能として提供されているソリューション。従来の仮想マシン環境とコンテナ環境をシームレスに接続・移行するために最適化されているのが特徴。VM、コンテナ、サーバーレスワークロードを単一のプラットフォームで管理することで、運用を簡素化する。
すでにOpenshift環境が構築されている場合、更にベアメタル・コンピュート・ノードが設定済みであれば、インストールや仮想マシンの稼働スタートが簡便に。別のソフトウェアから仮想マシンを移行する場合に向けて、仮想化移行ツールキットも提供している。
（出所：HPE Morpheus VM Essentials Software公式Webサイト）
仮想化環境のコスト増大やベンダーロックインなどの解決に役立つプラットフォーム。VMware ESXiとKVMベースの「HVM」を単一コンソールで一元管理。既存の資産を維持しつつ、独自のペースで安価なHVMへ移行でき、ライセンス費用の大幅な削減に貢献する。
ライブ移行や高可用性（HA）、ポリシーベースの自動プロビジョニングなど、現場で必須となる高度な機能を網羅。HPE Alletra Storageなどとの統合や主要なバックアップ製品との互換性も検証済みで、将来を見据えたハイブリッドITの最適化と運用簡素化を推進する。
Windowsに対応するハイパーバイザー型サーバー仮想化ソフトウェアを紹介します。
（出所：Hyper-V公式Webサイト）
ハイパーバイザーベースのエンタープライズ向け仮想化システム。Windows Serverおよび、Windows 10/11Pro/Enterpriseなどに搭載されている。Windows環境との親和性が高く、導入・管理が容易なうえ、すでにライセンスを持っている場合は、追加費用をかけずに運用可能だ。
Windows Server Backupなどのツールを使用することで効率的なバックアップを実現。加えて、Microsoft Azureと統合することで、オンプレミスの仮想環境とAzureクラウドをシームレスに連携させられるなど、Windowsユーザーにとって利便性の高い仕様となっている。ライブマイグレーション機能も搭載。
コンテナ型サーバー仮想化ソフトウェアを紹介します。
（出所：Docker公式Webサイト）
コンテナを使用してアプリを開発、配布、および実行するためのプラットフォーム。コンテナ内にアプリと環境を保存できるので、使用するPCの環境に左右されない開発が行える。ローカルマシンや仮想マシン、またはクラウドにデプロイでき、どのOS上でも実行可能だ。
作成したDocker イメージを安全に保管・共有できる「Docker Hub」をはじめ、開発エクスペリエンス向上につながるプロダクトを用意。加えて、「VS Code」や「CircleCI」「GitHub」といった開発ツールともシームレスに統合されているため、開発社間の環境バージョンずれ防止や開発環境準備の短縮化にも貢献する。社外メンバーを含む、チームでの共同作業が多い場合におすすめだ。
（出所：containerd公式Webサイト）
コンテナのイメージ転送、ストレージ、実行、監視といったライフサイクルを効率的に管理する、業界標準のコンテナランタイム。もとはDockerの内部コンポーネントとして開発されたソフトウェアだが、2017年以降は独立したオープンソースプロジェクトとしてKubernetesやPodmanなどでも広く利用されている。
余分な機能がなくコンテナ管理に特化しているのが強み。軽量でリソース効率が高く、特に大規模なコンテナ運用環境で効果を発揮する。WindowsとLinuxの両方で作動し、現在もDockerの主要コンポーネントとして採用されているなど、安定性と信頼性に定評がある。
（出所：Podman公式Webサイト）
コンテナ・pod・イメージを管理できるオープンソースツール。ローカル環境からシームレスに、コンテナやKubernetesを操作できる。デーモンレスアーキテクチャとルートレスコンテナのサポートにより、セキュリティリスクを軽減し、システムの安定性を高めている。
管理者権限がかかるプロセスなしでコンテナを作成・実行・管理できるうえ、必要な時だけ各コマンドを個別に起動させられるため、システム全体での負荷軽減を実現。また、Dockerとの互換性が高く、代替手段としても注目されている。引数の指定方法やコマンド体系がほとんど同じであるため、移行先を検討する際に有力な選択肢となる。
HCI対応型サーバー仮想化ソフトウェアを紹介します。
（出所：Nutanix AHV公式Webサイト）
Linux KVMをベースとしたエンタープライズ向けハイパーバイザー。オープンソースを中核に据え、最新のハイブリッドクラウド環境で高度な仮想化機能を利用できる。
Nutanixの管理UI「Prism」がAOSにプリインストールされているため、冗長構成を設計・構築する作業は不要。ノードは自動でNutanixクラスターと同一に設定され、一度VLANを作ってしまえば自動的に全ノードのNutanix AHVに反映される仕組みだ。
また、Nutanix HCIに組み込むことを前提に開発されたハイパーバイザーであるため、ユーザーは追加コストなしで利用できる。既存環境からNutanix環境へ移行したい場合は、ダウンタイムを最小限に抑えながらデータ転送できる「Nutanix Move」が便利だ。
1台の物理サーバーを複数の仮想マシンに分割して運用する技術を「サーバー仮想化」といい、それを実現するソフトウェアが「サーバー仮想化ソフトウェア」です。1つの物理サーバー上で複数の仮想サーバーを稼働させることで、効率的なリソース活用や災害対策を実現します。
サーバー仮想化ソフトウェアは、大きく以下の3つのタイプに分類されます。
それぞれ異なる特徴があり、機能の充実度によって費用にも大きな差が出るため、導入する目的と必要な機能を明確にしたうえで選ぶことが大切です。製品を比較する際は、以下の点にも留意すると選びやすくなります。
まずはサーバーを仮想化したい理由を挙げ、その中から優先するポイントを絞り込んでいくのがおすすめです。自社に最適なインフラ環境を構築し、作業の効率化や各種コスト削減を実現するためにも、この記事を参考にサーバー仮想化ソフトウェアの導入を検討してみてください。
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