サルでもわかる!仮想化とは?~仮想化の種類とメリット/デメリットを解説~

サルでもわかるIT基礎知識シリーズ

今回は【仮想化】について解説をします。

ITに関わるさまざまなところで、「仮想化」という言葉を聞くようになりましたよね。
なんとなーく聞き流していたりしませんか?

仮想化とは何なのか、サルでもわかるように解説します!

 
I太郎
仮想サーバってよく聞くヨ!
 
T之助
仮想化技術の代表的な例のひとつですね!

仮想化とは

仮想化とは

「物理的な制限なくせたら、すごい便利じゃない??」

という発想を実現する技術です。

技術用語で表現すると、「リソースを論理的に分割・統合する」ことですね。

本当はひとつしか存在していないモノを複数あるように見せるというマジックみたいなことしてるのが「仮想化」です。

I太郎
ふーーん
 
T之助
いまいちピンと来てませんね…?

仮想化の種類

ここからは解説図を用いて仮想化の種類について説明します。

代表的な仮想化の種類は以下の3つ

☑ サーバ仮想化
☑ デスクトップ仮想化
☑ ストレージ仮想化
 

サーバ仮想化

仮想化で最も普及しているのがサーバ仮想化です。

皆さんも知らず知らずのうちにサーバ仮想化の恩恵を受けているはずです。

通常のサーバは、基本的にひとつのアプリケーションにつきひとつの物理サーバを準備します。
※下図参照

ユーザが、サーバを追加したい!と思っても設置スペースがないため増設できないといった現象によくなります。

そんなとき、仮想サーバをつくれば物理スペースの問題が解決しちゃうわけですね。
※下図参照

これがサーバ仮想化だ!!!

追加したいサーバがあれば、仮想基盤上に新しく構築します。

仮想サーバは1台ずつ独立して機能するので、ユーザの使用感に変化はありません。

 
I太郎
めっちゃ便利

ただし、仮想基盤を構築している物理サーバにトラブルが発生すると

仮想サーバ全てが使えなくなるトラブルになりかねないので注意が必要です。

デスクトップ仮想化

企業の社内でよく利用されているのがデスクトップ仮想化です。

データセンターやサーバルームにある端末から、ユーザのPCへ画面出力をすることで

あたかもユーザのPCで情報処理しているように見せるのがデスクトップ仮想化です。

実際に処理をしている端末はネットワークの向こう側にいるため

ユーザはネットワークに接続さえできればどこからでもサービスを使用することができるのです!

デスクトップ仮想化は、ユーザ端末にデータを一切保存することがないため

セキュリティの向上にも繋がるのが大きなメリットのひとつですね。

 
T之助
ユーザの端末は「リモートデスクトップ端末」とも表現されたりしますよ

ストレージ仮想化

複数の物理ストレージを統合して、仮想的にひとつの大きなストレージに見せることがストレージ仮想化です。

ストレージを仮想基盤で立ち上げることで

業務の規模に応じてストレージの規模を拡大したり、記憶領域の分割を柔軟に行えるようになります。

仮想ストレージで一元管理することができるため

ストレージ装置毎に空き容量を個別に管理する手間がなくなるのでとっても便利です。

※物理サーバの一部にトラブルがあったとしても、ユーザに影響はでにくかったりする

物理サーバ一台だと、ハードディスク(記憶装置)がいっぱいになるとそれ以上保存できないので

トラブルになりがちですが、仮想ストレージでは複数の物理サーバが相互関係を築いているため

仮に数台の容量がいっぱいになったとしても、ユーザは変わらず使用することができたりします。

 
I太郎
Googleドライブなんかもそうなのかな?
 
T之助
詳細の開示はされていませんが、物理サーバ単体で構成されていることはまずあり得ないでしょうね。

仮想化のメリット

 
I太郎
仮想化のことは何となく理解できたよ!
 
T之助
それでは、仮想化のメリットについて説明しましょう

ハードウェアの導入する手間が省けるため、システム構築の上で仮想化はたくさんのメリットがあります。

☑ コストの削減
☑ 柔軟な拡張が可能
☑ 障害に強くなる
 

コストの削減

サーバに限らず、通常のPCにも言えることですが

CPUやメモリといったハードウェアリソースは常に100%使っているわけではありません。

使い切れていない部分があるんですね。

仮想化することで、通常使い切れていない余剰部分を効率的に活用することができるようになります。

☑ 消費電力やサーバー設置スペースの削減(電気代・不動産費用などの削減)
☑ サーバー管理のための人件費、保守費用の削減(管理コストの削減)
☑ システムやアプリケーションのリプレースコスト削減
etc…

柔軟な拡張が可能

個人的にはこれが仮想化の最も大きなメリットだと考えています。

会社のシステムに新しい機能を追加したいな~!

と思いついたとしましょう。

ひとつのシステムを追加、修正するためには「何かを買い足す」のが一般的な方法ですよね。

しかし、普通の企業さんではこんな処理が必要になると思います。

【物理環境でのシステム拡張フロー(イメージ)】
①計画を立てて稟議を提出
②稟議が通ったらハードウェアを手配する
③環境を物理的に構築(機器設置など)
④テストを経て本番環境として運用する
 
めんどくさい!!!!
 
仮想化で構築していれば、追加要件があったときも
 
【仮想環境でのシステム拡張フロー(イメージ)】
①計画を立てて稟議を提出
②仮想基盤上でシステムを構築
③テストを経て本番環境として運用する
基本的にはデスクから動かずに完結できちゃうのです。
楽ですよね~!
 
さらに、拡張が容易なため、急な要件変更や修正対応にも
そんなに手間をかけずに対応できたりするのです。
 
 
T之助
特にネットワーク関係は仮想化するとコストが大幅に削減できますね
 
I太郎
ネットワークの仮想化??
 
T之助
ネットワーク仮想化は別の機会に詳しく説明しますね

障害に強くなる

仮想環境を冗長化しておくことが前提になりますが

物理サーバに何かあった場合でも、仮想サーバだけを別の仮想基盤に移すことができるので

処理作業はそのまま継続でき、業務が停止する心配もないのです。

仮想基盤の移行は条件とかもあるのですが、物理サーバのハードウェア機器を交換した場合でも、仮想サーバからしたら知ったことじゃないので、アプリケーション側の設定変更などは不要です。

仮想化のデメリット

いいことづくしに見える仮想化ですが、もちろんデメリットもあります。

☑ 処理能力が落ちる可能性もある
☑ 管理体制を考慮する必要がある
☑ セキュリティ管理を考慮する必要がある
 

処理能力が落ちる可能性もある

仮想基盤を構築するには、最低でも1台は物理機器が必要になります。

わかりやすいので、サーバ仮想化で例えますが

物理サーバの処理能力以上に仮想サーバを構築してしまうと

アプリケーションの処理が間に合わなくなる可能性があります。

※物理サーバの処理能力を100と仮定し、それぞれの仮想サーバに使用するエネルギーの総量が100を超えている(オーバースペック状態)

仮想化する前に、既存サーバーやストレージ装置、ネットワーク系の環境を十分に調査分析し、最適な仮想化を行うようにすることが重要です!!

管理体制を考慮する必要がある

仮想化で一番のネックかもしれないのが、管理体制ですね。

例えば、バックアップの問題。

仮想サーバを構築する場合は、一般的には1台の物理サーバ上に複数の仮想サーバを構築するわけですが、物理サーバへのメンテナンスが必要になったときはどうすればよいでしょうか?

 
I太郎
そうか、物理サーバ止めたら全部とまるんだ

例えば、仮想サーバを冗長化し、2台の仮想サーバで1台の仮想サーバと認識させる構成を組みます。

仮想化してまた仮想化するみたいな感じですね。

あくまでイメージですが、こんな感じにしておけばメンテナンスがしやすくなったりします。

片方の物理サーバをメンテナンスorリプレースしたとしても

もう片方が動いてくれているので、ユーザは使い続けることができるのです。

 
T之助
障害対策にもなりますね。

ただし、構成を複雑にすればするほど運用保守がめんどくさくなります。

セキュリティ管理を考慮する必要がある

仮想基盤システムは、物理構築環境とはシステムのつくりがけっこう違います。

なので、 仮想化環境特有のセキュリティ管理が必要となります 。

ここを詳しく説明すると、とんでもない長さになるので割愛します。

仮想環境のセキュリティは物理環境とはちがうんだね~くらいに覚えておいてください。

実は、IT現場では仮想環境に強いエンジニアは需要が高いです。

特にセキュリティ知識が深い仮想化エンジニアはどこの企業でも重宝されるので、サーバ系のエンジニアの方/志望の方はVMwareなどの仮想システムについて勉強をされるとよいと思います。

仮想化のまとめ

ネットワークからアプリケーションに至るまで、幅広い分野で仮想化技術が使用され、ユーザが利用しています。

これだけ普及しているということは、どの分野のエンジニアでも仮想化について最低限の知識は持っている必要があります。

仮想化…??

となっていると、確実に「こいつ大丈夫か?」と思われるので気を付けましょう!

もはや一般的な技術になりつつあるので、IT業界に従事されていない方もこれを機に調べてみてはいかがでしょうか!

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