仮想化の歴史、仮想マシン、サーバ統合

VMware

仮想化によるビジネスの変革

仮想化を利用すると、IT リソースやアプリケーションの効率性と可用性が向上します。まず、「1 台のサーバに 1 つのアプリケーション」という従来のモデルを排除して、各物理マシン上で複数の仮想マシンを実行します。IT 管理者は長時間かかるサーバの管理作業から解放され、建設的な作業に専念できるようになります。仮想化されていないデータセンターでは、通常、IT 予算の約 70 % が既存インフラストラクチャの維持のみに費やされ、建設的な業務に使用できるコストはごくわずかにすぎません。

VMware の仮想化プラットフォーム上で、本番環境で実績のある自動化されたデータセンターを構築することで、変化する市場に対して迅速かつ効率的に対応できます。 VMware vSphere は、リソース、アプリケーション、およびサーバを必要なときに必要な場所へ提供します。VMware のお客さまは、VMware vSphere を使用してリソースプールを統合し、可用性の高いマシンを提供することにより、一般的に 50 ～ 70% の IT コスト削減を実現しています。

1 台のコンピュータ上で、Windows や Linux などの複数のオペレーティングシステムを実行
Mac 上で Windows を実行し、すべての Windows アプリケーションに対応した仮想 PC 環境を構築
運用効率の向上と、必要なハードウェアを減らすことで設備投資コストを削減しながら、管理者 1 人あたりのサーバ管理台数を低減
最高の可用性とパフォーマンスで、エンタープライズアプリケーションを確実に実行
データセンター全体に優れたディザスタリカバリソリューションと高い可用性を提供することで、ビジネス継続性を実現
エンタープライズデスクトップの迅速な展開と、アプリケーションの競合に起因するサポート要請の削減による、デスクトップの管理と制御の向上

仮想化の歴史

仮想化は、大規模なメインフレームハードウェアのパーティショニングを行い、ハードウェアの使用率を向上するために、1960 年代に開発されたテクノロジーです。現在の x86 アーキテクチャを基盤とするコンピュータは、1960 年代にメインフレームが直面した、柔軟性の低さと使用率の低下などの問題を抱えています。1990 年代に、VMware は使用率の低下やその他の問題に対処するために x86 プラットフォーム用の仮想化テクノロジーを開発し、その過程で多くの課題に取り組んできました。現在 VMware は、x86 仮想化におけるグローバルリーダー企業として、Fortune 100 企業すべてを含む、190,000 社を超えるお客様に仮想化ソリューションを提供しています。

仮想化の幕開け：メインフレームの仮想化

30 年以上前、IBM 社は仮想化を初めて実装し、メインフレームを複数の仮想マシンに論理的にパーティショニングする手段を確立しました。これらのパーティションによって、複数のアプリケーションとプロセスを同時に実行する「マルチタスク」がメインフレームで可能になりました。当時高額なリソースであったメインフレームへの投資を最大限に活用するため、メインフレームはパーティショニングが可能な設計となっていました。

x86 コンピュータの仮想化の必要性

1980 年代と 1990 年代には、クライアントサーバアプリケーションや、コストの低い x86 サーバおよびデスクトップを使用した分散型コンピューティングが普及したため、仮想化は事実上放棄された状態にありました。1990 年代には、Windows が広く普及し、サーバオペレーティングシステムとして Linux が登場したことで、x86 サーバが業界標準となりました。x86 サーバとデスクトップが急増するにつれ、IT インフラストラクチャと運用に新たな課題が生じました。こうした課題には、次のものがあります。

インフラストラクチャの使用率の低下。市場調査会社の IDC （International Data Corporation）社によると、一般的な x86 サーバの導入における平均使用率は、キャパシティ全体の 10% ～ 15% に留まっています。通常、組織は 1 台のサーバにつき 1 つのアプリケーションのみを実行しています。これは、1 台のサーバで複数のアプリケーションを実行した場合、1 つのアプリケーションの脆弱性により、同じサーバ上の他のアプリケーションに影響が及ぶことを避けるためです。
物理インフラストラクチャのコストの増加。物理インフラストラクチャを拡張すれば、運用コストも確実に増加します。コンピューティングインフラストラクチャの大部分は、常に運用可能な状態に保たれる必要があるため、使用率に関係なく、電力消費、冷却、および設備のコストがかかります。
IT 管理コストの増加。コンピューティング環境が複雑さを増したため、インフラストラクチャの管理者に高度な専門教育や経験が要求されるようになり、このような人材に関連するコストも増加しています。組織は膨大な時間とリソースを費やして、サーバのメンテナンスを手作業で行っており、これらのタスクを実行できる人材を数多く必要としています。
不十分なフェイルオーバーおよび災害からの保護機能。クリティカルなサーバアプリケーションにおけるダウンタイムの発生や、クリティカルなエンドユーザーデスクトップへのアクセス中断は、組織へ大きな影響をもたらします。セキュリティ上の脅威、自然災害、ウイルスの流行、テロなどの脅威に対応するため、デスクトップとサーバの両方に対し、ビジネス継続性を計画することへの重要性が高まっています。
エンドユーザーデスクトップのメンテナンスの複雑性。エンタープライズデスクトップの管理と保護には、多くの課題があります。ユーザーの作業効率を低下させずに、分散デスクトップ環境を制御し、管理、アクセス、およびセキュリティに関連するポリシーを実施するのは、複雑でコストのかかる作業です。セキュリティ上の脆弱性を排除するには、多数のパッチやアップグレードを継続してデスクトップ環境に適用する必要があります。

VMware のソリューション： x86 ハードウェアの完全な仮想化

1999 年、VMware は x86 システムの仮想化を発表しました。これは、x86 システムの多くの課題に対処し、x86 システムを汎用の共有ハードウェアインフラストラクチャに変革して、アプリケーション環境に完全な分離、可搬性、およびオペレーティングシステムの選択肢を提供するものです。

x86 コンピュータの仮想化における課題と障害

メインフレームの場合とは異なり、x86 コンピュータは完全な仮想化をサポートするようには設計されていませんでした。VMware は、x86 コンピュータで仮想マシンを作成するために、大きな課題を克服する必要がありました。

メインフレームと PC に内蔵されている多くの CPU の基本的な機能は、格納されている一連の命令（ソフトウェアプログラム）を実行することにあります。x86 のプロセッサには、仮想化において問題となる 17 種類の特定の命令があります。これらの命令により、警告が表示されたり、アプリケーションが停止したり、すべてがクラッシュすることがあります。x86 コンピュータ上へ最初に仮想化を実装する際、これらの 17 種類の命令が大きな障害となりました。

問題を引き起こすこれらの命令を x86 アーキテクチャで処理するため、VMware は問題となる命令が生成されるとそれを「トラップ」し、仮想化が可能な安全な命令に変換するという仮想化手法を開発しました。ほかのすべての命令は、この処理の影響を受けずに実行されます。これにより、ホストハードウェアに適合し、ソフトウェアの全体的な互換性を維持する、高パフォーマンスの仮想マシンを実現することができました。VMware はこの手法の先駆者であり、今日では、仮想化テクノロジーの開発のリーダー企業として広く認められています。