仮想化とは何か、仮想サーバーはどのように機能するか





仮想化の重要性と用途は、仮想マシンをはるかに超えています。



過去60年間の情報技術の進歩には、仮想化ほど大きな価値はありませんでした。 多くのIT専門家は、仮想マシン(VM)および関連するハイパーバイザーとオペレーティングシステムの観点から仮想化を考えていますが、これは氷山の一角にすぎません。 テクノロジー、戦略、仮想化機能の範囲がますます広がり、世界中の組織でITのコア要素が再定義されています。



仮想化の定義



より広い意味での仮想化の定義を考慮すると、これはソフトウェアでシミュレートまたはエミュレートされたオブジェクトまたはリソースを、機能が同一の物理的に実装された同一のオブジェクトに変える方法の科学であると言えます。



つまり、抽象化を使用して、ソフトウェアをハードウェアのように見せて動作させ、柔軟性、コスト、スケーラビリティ、全体的な機能、パフォーマンス、および幅広いアプリケーションで大きな利点をもたらします。 したがって、仮想化は実際にはそうではないものを実現し、柔軟性、ソフトウェア機能とサービスの利便性を適用し、ソフトウェアの同様の実装を置き換えます。



仮想マシン(VM)



VMの時代は、1960年代の少数のメインフレーム、主にIBM 360/67から始まり、後に1970年代にメインフレームの世界で一般的に受け入れられました。 1985年のIntel 386の登場により、VMはパーソナルコンピューターの心臓部であるマイクロプロセッサーに取って代わりました。 ハイパーバイザーの助けとOSレベルでの実装の両方で、必要なハードウェアサポートを備えたマイクロプロセッサに組み込まれた仮想マシンの最新機能は、コンピューティングパフォーマンスにとって重要です。これは、そうでなければ現代では失われるマシンサイクルをキャプチャするために非常に重要です高性能3+ GHz。



仮想マシンは、大きな計算コストを必要としないため、セキュリティ、整合性、および利便性も向上します。 さらに、Java仮想マシンなどのインタープリター用のエミュレーターの機能や、完全なシミュレーターの機能を追加することにより、仮想マシンの機能をさらに拡張できます。 MacOSでWindowsを実行していますか? 簡単です。 最新のWindows PCでCommodore 64コードを使用していますか? 問題ありません。



主な機能は、仮想マシンで実行されているソフトウェアがこの事実を認識していないことです。もともとベアメタルで動作するように開発されたゲストOSでさえ、これを「ハードウェア」プラットフォームと見なします。 これは、仮想化自体の最も重要な要素であり、APIとプロトコルによって提供される分離に基づく情報システムの実装の実施形態です。



実際、仮想化のルーツは、1960年代後半に登場し始めたタイムシェアリング体制の時代にまで遡ることができます。 当時、メインフレームは確かにポータブルではなかったため、ダイヤルアップ回線と専用電話回線の品質と可用性が急速に向上し、高度なモデムテクノロジーにより、端末(通常は英数字)の形で仮想メインフレームプレゼンスを提供することが可能になりました。 実際、仮想マシン:技術の進歩とマイクロプロセッサの経済性のおかげで、この計算プロセスのモデルは、ローカルエリアネットワークに進化し、最終的に今日を代表する電話回線でデータを送信することに加えて、ローカルコンピューティングを備えた1980年代のパーソナルコンピューターの作成に直接つながりましたインターネットへの継続的なアクセスの可能性。



仮想メモリ



1960年代に急速に発展した仮想メモリの概念は、仮想マシンの概念の重要性において劣っていません。 メインフレーム時代は、磁気コアメモリの非常に高いコストが特徴であり、1メガバイトを超えるメモリを搭載したメインフレームは、1970年代まで一般にまれでした。 仮想マシンと同様に、ハードウェアと命令セットに比較的小さな追加を加えることで仮想メモリがアクティブ化され、通常はセグメントやページと呼ばれるストレージの一部が含まれ、セカンダリストレージへの書き込みと、これらのブロック内のメモリアドレスが動的になりますディスクからアンロードされるときに変換されます。



たとえば、IBM 360/67上の1メガバイトのRAMは、コンピューターアーキテクチャに含まれる完全な24ビットアドレス空間(16 MB)をサポートできます。正しく実装されている場合、各仮想マシンは独自の仮想メモリセットも持つことができます。 これらのイノベーションの結果、単一のプログラムまたはオペレーティングシステムで動作するように設計されたハードウェアは、異なるオペレーティングシステムがインストールされている場合や、必要なメモリ量が実際の帯域幅を超えている場合でも、複数のユーザーで共有できます。 仮想メモリだけでなく仮想マシンの利点は多数あります。ユーザーとアプリケーションの差別化、セキュリティとデータの整合性の改善、RoIの大幅な改善です。 それはすでにおなじみの音ですか?



仮想デスクトップ



マシンとメモリの仮想化、および低コストのマイクロプロセッサとPCへの導入後、次のステップはデスクトップ仮想化であり、その結果、シングルユーザーと共有の両方のアプリケーションの可用性が向上しました。 繰り返しますが、上記のタイムシェアリングモードモデルに戻る必要がありますが、この場合、サーバー上のPCのデスクトップをシミュレートし、クライアントに適切なソフトウェアを介したネットワーク接続を介してグラフィックスやその他のユーザーインターフェイス要素を削除します。安全なシンクライアントデバイス。 現在、主要なオペレーティングシステムは、VDI、X Windows、非常に人気のある(そして無料の)VNCなど、さまざまな追加のハードウェアおよびソフトウェア製品とともに、この機能を何らかの形でサポートしています。



仮想ストレージ



現在非常に普及している次の主要な成果は、クラウド内のプロセッサ、ストレージ、アプリケーションの仮想化です。 必要なリソースをいつでも引き出す​​ことができます。これは、今すぐ必要になる場合があります。また、ITスタッフの手間をかけずに容量を簡単に追加および拡張できます。 物理スペース、資本コスト、メンテナンス、障害によるダウンタイム、時間のかかるトラブルシューティングコスト、深刻なパフォーマンスと停止の問題、さらに多くの追加コストをクラウドに保存されたサービスソリューションで実際に支払うことができます。 たとえば、ストレージ仮想化は、このような場合に多くの機能を提供できます。



クラウドストレージ(バックアップとしてだけでなく、メインストレージとしても)の普及がより一般的になります。 有線ネットワークと無線ネットワークの両方が1 Gb / s以上のデータレートを提供します。 この機能は、イーサネット、802.11ac Wi-Fi、および最も期待される高速ネットワークの1つである5Gに既に実装されています。5Gは、現在多くの国でテストされています。



仮想ネットワーク



ネットワークの世界においても、仮想化の概念がますます適用されており、「サービスとしてのネットワーク」(NaaS)テクノロジーは現在、多くの場合、有望で非常に要求の厳しいオプションです。 この傾向は、ネットワーク機能仮想化(NFV)のさらなる実装のためにのみ普及します。NFVは、少なくともモバイル通信の分野で、オペレーターとプロバイダーの間で少なくとも最大の関心対象になります。 ネットワーク仮想化は、モバイルオペレータがサービスの範囲を拡大し、スループットを高め、それによって企業クライアントに対するサービスの価値と魅力を高める真の機会を提供できることは注目に値します。 今後数年間で、ますます多くの組織が独自に、またハイブリッドネットワークでさえNFVを使用するようになります(これも顧客の魅力の要因です)。 同時に、VLAN(802.1Q)と仮想プライベートネットワーク(VPN)は、最新の仮想化を使用するアプローチに大きく貢献しています。



仮想化によりコストを削減



仮想化が提供できる幅広い重要な機能ソリューションを考慮しても、特別な注意を引き付ける大規模な仮想化機能の経済的評価は依然として重要です。 クラウドサービスに基づく急成長ビジネスモデルの競争力は、顧客組織が日常的に負担する従来の労働集約的な運用コストが、時間の経過とともに減少することを意味します。市場での競争の結果としてエンドユーザーに低価格を提供します。



これを使用すると、複数のクラウドサービスプロバイダーを完全冗長モードまたはホットバックアップモードで使用するため、信頼性とフォールトトレランスを簡単に高めることができ、シングルポイント障害の可能性を事実上排除できます。 ご覧のとおり、IT分野の設備投資に課される費用の要素の多くは、営業費用、つまり ほとんどの場合、資金はサービスプロバイダーの機器、キャパシティビルディング、および組織の人員の増加に費やされません。 繰り返しますが、最新のマイクロプロセッサの機能、システムとアーキテクチャソリューションの改善、ローカルエリアネットワークとWANネットワーク(ワイヤレスを含む)の両方のパフォーマンスの大幅な向上により、今日のIT業界のほとんどすべての要素を仮想化して、スケーラブルなクラウドサービスとして実装することさえできます必要に応じて。



仮想化自体はパラダイムシフトではありませんが、多くの場合このように記述されます。



任意の形式の仮想化の意味は、上記の膨大な機能を使用して、ITプロセスをより柔軟、効率的、便利、生産的に見せることです。



ITのほとんどのクラウドサービスの仮想化戦略に基づいて、仮想化は、経済的な利点を備えたオペレーティングモデルの代替として、これまでの最善のソリューションであると言えます。



この分野での仮想化の開発は、IT運用モデルの大幅な経済的逆転によるものであり、情報テクノロジーの商業化の始まりにそのルーツがあります。



コンピューター技術のof明期、私たちの関心はメインフレームなどの高価でしばしば過負荷のハードウェア要素に集中していました。 これらの莫大なコストは、前述の仮想化の最初の試みによって動機付けられました。



ハードウェアがより安く、より強力になり、手頃な価格になるにつれて、PCからブラウザまで、ほぼ標準化され仮想化された環境で動作するアプリケーションに焦点が移りました。



この進化の結果は、私たちが現在観察しているものです。 コンピューターとコンピューター技術はITの基礎であったため、情報の処理と、いつでもどこでも情報を提供できる可能性に注意を向けました。 この「情報中心性」-モバイルおよびワイヤレス時代の進化に拍車をかけました。その結果、エンドユーザーは場所に関係なく、いつでもこの情報を取得して手元に置くことができます。



もともと低速で非常に高価なメインフレームを使用するより効率的な方法として考えられていたすべてが、現在、仮想化がITセクターの将来全体の主要な戦略になっているという事実につながりました。 ITの単一の革新が仮想化のような大きな影響を与えたわけではなく、クラウド仮想化インフラストラクチャへの移行により、私たちは本当にグローバルなものへの道を切り開いています。



元の記事: 仮想化とは



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