仮想化とは?1台を何台にも見せる仕組みを解説

IT基礎・一般用語
仮想化とは?ざっくりと3行で
  • 仮想化とは、1台の物理サーバーの中に複数の独立したコンピュータを作り出す技術のことだ。
  • 業務ごとにサーバーを買い足す無駄をなくし、1台のハードを使い倒すために生まれた仕組みだと覚えておけばいい。
  • 導入すれば、何台も並べていたサーバーを1台に集約でき、電気代も設置場所も一気に減らせる。
仮想化で1台の物理サーバーを複数の仮想マシンに分割し、増え続けるサーバーとコストを削減する流れを描いた4コマ漫画。
①業務が増えるたび物理サーバーも増えラックが埋まり担当者が困る。②仮想化の職人が現れ1台のサーバーを複数に区切ると説明する。③1台の中に独立した仮想マシンが複数並びラックがガラガラになる。④デプロイ太郎が1台に詰め込みすぎると共倒れすると注意する。

この4コマは、業務ごとに物理サーバーを買い足してきた企業が直面するコストとスペースの限界を象徴しています。1業務1台の運用は管理が分かりやすい反面、各サーバーが持つ処理能力の大半を遊ばせてしまう点が経営上の弱点でした。

コマ②③で描かれる分割の正体が、ハイパーバイザーによる物理リソースの抽象化です。1台のCPUやメモリを複数の仮想マシンへ切り分けると、遊休リソースを使い切りながらサーバー台数そのものを削減できます。電力や設置面積のコストが下がり、災害時の復旧も速くなるため、費用対効果は物理運用を大きく上回るのです。

ただしコマ④の警告は実務で頻発する落とし穴でしょう。1台へ仮想マシンを詰め込みすぎると、あるマシンの過負荷が隣のマシンを巻き込む共倒れが起こります。集約率と余力のバランス設計こそ、仮想化を安定運用させる分かれ道になると心得ておきましょう。

なぜ仮想化がクラウドの土台になったのか?

仮想化がクラウドの土台になった理由は、1台の物理マシンを複数の利用者や業務で無駄なく分け合える点にあります。かつては1つの業務システムごとに専用サーバーを用意するのが常識でした。その結果、多くのサーバーがCPUの数パーセントしか使わないまま電気を食い続け、データセンターは箱ばかりが増えていったのです。

仮想化はサーバーだけの技術と思われがちですが、AWSはサーバー・ストレージ・ネットワーク・データ・アプリケーション・デスクトップの6種類に整理しています。

この6分類が示すように、仮想化とは物理的なIT資源をソフトウェアで抽象化し、実体から切り離して扱う考え方そのものです。中心にいるのがハイパーバイザーと呼ばれるソフトで、ハードウェアとOSの間に割り込み、独自のメモリ・ストレージ・CPU・ネットワーク帯域を持つ仮想マシンを複数生み出します。各仮想マシンは互いに隔離され、他の存在を検知できないほど独立して自分のOSを動かせる点が大きな特徴と言えます。

1台のサーバーに仮想マシンを詰め込みすぎると、あるマシンの過負荷が他のマシンの動作を巻き込むノイジーネイバー問題が起きるため、集約率には余力を残す設計が欠かせません。

使い方の面では、ハイパーバイザーは2種類に大別されます。ハードウェアへ直接インストールするタイプ1(ベアメタル型)はエンタープライズ用途に向き、既存のOS上で動かすタイプ2(ホスト型)は手元の検証環境などで手軽に使えます。この抽象化の仕組みがあるからこそ、クラウド事業者は膨大な物理サーバーを仮想マシンとして小分けにし、利用者が必要な分だけ借りる従量課金モデルを実現できているのです。

仮想化のよくある誤解

仮想化とクラウドは同じものだという思い込み

仮想化とクラウドはしばしば同一視されますが、両者は役割の層が異なります。仮想化はあくまで1台のハードを分割する技術であり、クラウドはその技術を土台にネット越しで資源を貸し出すサービス提供の形です。自社のサーバー室で仮想化だけを使うオンプレミス運用も一般的で、仮想化イコールクラウドとは限りません。

仮想マシンは性能を分け合うから必ず遅い?

1台の性能を分けるのだから遅くなる、という懸念は半分だけ正解です。確かに割り当てを誤れば処理は重くなりますが、そもそも物理サーバーの多くは能力を持て余しています。適切にリソースを配分すれば、遊んでいた計算力を実務レベルで使い切れるため、体感速度が問題になる場面はむしろ限られます。

仮想化とは特定製品の名前だという勘違い

仮想化を有名なベンダー製品そのものと捉える人もいますが、仮想化は製品名ではなく概念です。市場にある各種のハイパーバイザー製品は、その概念を実装した手段の一つに過ぎません。無償のオープンソース実装からエンタープライズ向けの商用製品まで選択肢は幅広く、目的や予算に応じて組み合わせられます。

会話での使われ方

仮想化について会議で話すITKAGYO運営者デプロイ太郎のアイコン画像

来期はサーバーを増やさず、仮想化で今の3台に集約できないか検討してほしい

情報システム部の定例会議での一幕です。コスト削減を迫られた部長が、増え続けるサーバー予算を抑えたいと考え、担当者に集約の検討を指示しました。

仮想化基盤への移行を提案するITKAGYO運営者のアイコン画像

オンプレの更新に合わせて仮想化基盤へ寄せておけば、5年後のハード更改もぐっと楽になりますよ。今のうちに台数を減らしておけば、運用コストも毎年下がっていきます。

サーバー更改を控えた顧客に対し、ベンダーの営業がクラウド移行前の一手として仮想化基盤を提案している商談のひとコマです。

仮想マシンの複製を新人に教えるITKAGYO運営者のアイコン画像

そのテスト環境、仮想マシンをコピーすれば5分で増やせるよ

新人がテスト環境の準備に手間取っているのを見かねて、先輩がSlackで手軽な増やし方を伝えたやり取りです。

仮想化とコンテナの違い

仮想化とコンテナは、どちらも1台の物理マシンを分けて使う技術のため混同されがちですが、分割する層と身軽さが根本的に異なります。両者の性格を並べると、用途の違いがはっきり見えてきます。

比較観点仮想化(仮想マシン)コンテナ
分割する対象OSごと丸ごと仮想化するアプリと必要な部品だけを箱に詰める
起動の速さOSを起動するため分〜数十秒OSを共有するため秒単位で高速
独立性OSレベルで完全に分離されるOSのカーネルを共有する
得意な場面異なるOSの同居や既存資産の移行同一アプリの大量展開やマイクロサービス

【まとめ】仮想化の3つのポイント

  • 1台を分身させる抽象化技術:仮想化は物理サーバーをソフトで区切り、独立した複数のコンピュータに見せる仕組みです。
  • 台数削減とコスト圧縮を実現:遊休リソースを使い切ってサーバー台数を減らし、電力・設置場所・復旧時間まで節約できます。
  • 詰め込みすぎの共倒れに注意:集約率を上げすぎると1台の障害で複数業務が同時に止まるため、余力を残す設計を意識しましょう。

よくある質問

Q
仮想化の主なメリットは何ですか?
A

最大の利点は、遊んでいた物理リソースを使い切ってサーバー台数を減らせることです。AWSはメリットとしてリソースの効率的な利用、IT管理の自動化、ディザスタリカバリの迅速化を挙げており、電力や設置スペースの削減にもつながります。仮想マシンは丸ごとコピーできるため、環境の複製やバックアップが手早く行える点も現場で重宝されます。

Q
ハイパーバイザーとは何ですか?
A

ハイパーバイザーは、1台の物理マシンから複数の仮想マシンを作り出す土台となるソフトウェアです。ハードウェアとOSを分離し、それぞれの仮想マシンに専用のメモリ・ストレージ・CPU・ネットワーク帯域を割り当てます。ハードへ直接入れるタイプ1(ベアメタル型)と、既存OS上で動かすタイプ2(ホスト型)の2種類があり、用途で使い分けます。

Q
仮想化にはどんな種類がありますか?
A

対象となる資源ごとに複数の種類が存在します。AWSはサーバー・ストレージ・ネットワーク・データ・アプリケーション・デスクトップの6種類に整理しており、なかでも1台の物理サーバーを複数に分けるサーバー仮想化が最も代表的です。デスクトップ仮想化はテレワーク環境の提供に、ストレージ仮想化は保存領域の一元管理に活躍します。

Q
仮想化とコンテナとの違いは何ですか?
A

分ける層の深さが決定的に違います。仮想化はOSごと丸ごと仮想マシンとして分離するのに対し、コンテナはOSのカーネルを共有し、アプリと必要な部品だけを軽い箱に詰めます。そのためコンテナは秒単位で起動でき数を増やしやすい一方、仮想化は異なるOSを同居させたり既存システムを丸ごと移したりする場面で強みを発揮します。

この用語と一緒に知っておきたい用語

用語この記事との関連
コンテナOSを共有する軽量な仮想化技術で、仮想マシンとよく比較される
Dockerコンテナ型仮想化を広めた代表的なツールで、仮想化との対比理解に役立つ
ハイパーバイザー物理リソースを抽象化して仮想マシンを生み出す、仮想化の中核ソフト
IaaS仮想化を基盤に、サーバーやストレージをネット越しに貸し出すクラウド形態
仮想メモリ同じ仮想の名を持つが、メモリ不足を補う別技術で混同しやすい

【出典】参考URL

https://aws.amazon.com/jp/what-is/virtualization/ :仮想化の定義、サーバーなど6種類の分類、ハイパーバイザーのタイプ1/タイプ2、リソース効率化・IT管理の自動化・ディザスタリカバリ迅速化というメリットの根拠
https://www.nutanix.com/info/virtualization/what-is-virtualization :ハイパーバイザーが物理リソースを抽象化し独立したメモリ・ストレージ・CPU・ネットワーク帯域を持つ仮想マシンを作る仕組み、各仮想マシンが隔離され独自のOSを動かす点の根拠

コメント

  1. この記事で仮想化のイメージは掴めたでしょうか。「例えがしっくりきた」「まだ少しモヤモヤする」など、率直な感想をコメントで聞かせてください。

「IT用語、難しすぎて心が折れそう……」という方のための、ハードル低めな用語辞典です。

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