仮想化では、プロセッサやメモリなどのコアコンピューティング要素が重視されがちですが、I/Oやディスクストレージも仮想マシンの全体的なパフォーマンスや応答性に大きな影響を与えます。ディスク関連機能は処理タスクのパフォーマンスに大きな影響を与える傾向があるため、I/Oだけでなくディスク・ストレージもさらに重要です。仮想マシンのパフォーマンスを向上させたい仮想化管理者は、ディスク操作のパフォーマンス最適化に投資すべきです。
VMのパフォーマンスを向上させるディスクオプション
仮想化では、ハイパーバイザーがワークロードをその下で動作する物理ハードウェアから抽象化し、コンピューティングリソースの迅速な割り当てと共有、ワークロードの移行を可能にします。ハイパーバイザーと仮想化対応プロセッサーの性能オーバーヘッドは小さいものの、仮想化レイヤーの存在は性能に影響を与えます。
ディスク性能がワークロードにとって重要である場合、管理者によっては、仮想マシンのオペレーティング・システムがハイパーバイザをバイパスして直接LUNと通信できるように、パススルー・モードでLUNを構成することを選択することができます。たとえば、Windows Server VMがパススルーモードを使用してHyper-Vをバイパスし、直接ディスクにアクセスすることで、SQL Serverデータベースのパフォーマンスが若干向上します。しかし、ハイパーバイザだけでなくゲスト OS も同時にディスクにアクセスしようとするため、ハイパーバイザはパススルー LUN を無視するように構成する必要があります。
パススルーモードの問題点は、VMスナップショットやクラスタリングなどの重要な仮想化機能がサポートされていないことです。その結果、VMはパススルーモードを採用することで得られるわずかなパフォーマンス向上よりも、仮想化によって提供される機能から実際に恩恵を受ける可能性があります。管理者は、VMのニーズを評価し、パススルーモードの適切性を判断する必要があります。
パススルー・モードに加えて、Hyper-V や他のハイパーバイザは他のディスク・ストレージ・オプションを提供しています。たとえば、.VHD ファイルが作成されると、固定サイズディスクがすべてのデータブロックを割り当てます。一度作成された固定サイズディスクのサイズは変更できません。しかし、動的に拡張可能なディスクは、データブロックのない.VHDファイルとして最初から作成され、.VHDファイルにデータが書き込まれたときにのみディスク領域が割り当てられます。これは、ディスクは論理的に作成されるものの、実際のディスク領域はデータが書き込まれたときにのみ使用されるという点で、シンプロビジョニングに似ています。
差分ディスクは、動的に拡張する特殊なタイプのディスクです。親ディスクは固定イメージを持っており、差分ディスクは親ディスクに関連付けられているため、ディスクに書き込まれたデータは .VHD ファイルではなく差分ディスクに保存されるという考え方で設計されています。読み取り要求は、最初に差分ディスクの .VHD ファイルをチェックし、変更がなければ親の .VHD ファイルを読み取ります。差分ディスクは、標準化されたディスクイメージが必要で、ロールバック機能が重要な場合には良いアイデアですが、管理者は親子ディスク構成を維持する上で課題に直面する可能性があります。
ディスク容量の適切な割り当て
多くの変数がコンピュートリソースの割り当てに影響するため、ディスクスペースの割り当てに関する単一の標準はありません。理想的には、仮想マシン内で実行されるワークロードは、物理サーバ上で展開される場合と異なるコンピュートリソースを必要としないはずです。しかし、仮想化はソフトウェアハイパーバイザに依存しており、ハイパーバイザを実行するために必要な追加の計算リソースは、ほとんどの仮想化ワークロードに若干のオーバーヘッドを追加します。例えば、Microsoftは、仮想ワークロードが物理環境で実行される場合よりも5～10%多くのコンピューティングリソースを受け取るべきであると提案しています。
ただし、リソース要件、パフォーマンスニーズ、ユーザートラフィックパターン、負荷増加の期待値はアプリケーショ ンによって異なるため、上記はあくまでガイドラインであり、厳密に実施されるべきものではないことに注意することが重要です。管理者は、ディスクを割り当てる前に上記の要因を慎重に検討し、本番環境に導入する前に開発テスト環境でベンチマークを行う必要があります。
さらに、ストレージは高価であり、ストレージを過剰に割り当てると組織の運用コストが増加します。管理者はしばしば、動的に拡張するディスクやその他のシン・プロビジョニング技術を使用してディスク領域を確保したり、重複するコンテンツを削除してストレージ容量の要件を削減する重複排除技術を使用したりします。
物理ディスクを使用して仮想マシンのパフォーマンスを向上させるためのガイドライン
ストレージ性能（仮想および物理アプリケーションの両方）は、物理レイヤでの優れた設計から始まり、より優れた性能のストレージ・デバイスを導入することは、VMストレージ性能の向上に有益です。ディスクの選択には通常、ディスク・サイズ、速度、スピンドル、およびデータ・レイアウトが含まれます。
たとえば、大きな3.5インチ・ドライブよりも2.5インチ・ドライブを選びます。ハードディスク・ドライブのサイズが小さいほど、プラッタが小さくなり、回転が速くなり、待ち時間が短縮されるため、シーク時間が短くなります。小型のディスクはデータをより速く見つけ、消費電力が少ないため、データセンター・ストレージのエネルギー消費を削減します。
考慮すべきもう1つの要因は、ディスクグループの構成です。ディスクグループは、データが複数のディスクに分散しているため、パフォーマンスが向上する傾向があり、複数のディスク上のデータを同時に検索できるため、パフォーマンスを向上させることができます。ディスクを統合するだけでなく、RAID 5 または RAID 6 ディスクグループは複数の軸をサポートし、ストレージアレイまたはサーバ内で包括的なデータ保護を提供することができます。
可能であれば、動的なデータ分散方式を使用すると、最も重要なデータや頻繁にアクセスされるデータは自動的に一番外側のトラックにアクセスされます。ディスク・プラッタ全体が同じ速度で回転するため、一番外側のトラックは内側のトラックよりも読み書きが高速であることを覚えておいてください。ディスク全体の速度はディスク・キャッシュのサイズによって制限されますが、ダイナミック・データ分散により、最も重要なデータや頻繁にアクセスされるデータへのアクセスが高速化されます。
仮想マシンはストレージに依存していますが、ストレージ・システムの制限やボトルネックはVMのパフォーマンスに大きな影響を与えます。パススルー・ディスクを使用すればパフォーマンスを改善できますが、仮想化関連の機能を失う価値はありません。仮想マシンは、物理的なデプロイメントと比較して追加のストレージを必要とする場合がありますが、正確なストレージ容量要件***は、実際のテストを通じて決定され、既存のテクノロジーと組み合わせてストレージの必要性を軽減するように設計されています。
