大学における情報化の発展と深化に伴い、クラウド・コンピューティング・プラットフォームの構築が大学データセンター構築のトレンドとなっています。クラウドプラットフォームのためのサーバー仮想化の意義について議論し、最も成熟し、広く使用されているVMware vSphere仮想化技術アーキテクチャを分析します。
紹介
仮想化技術はコンピュータの誕生とともに発展し、仮想化はコンピュータ資源の抽象化を意味します。仮想化技術は、物理リソースの論理的な抽象化と統一的な表現を実現し、リソースの利用率を向上させ、ユーザーのビジネス要件の変化に応じてリソースを迅速かつ柔軟に展開できるため、仮想化技術はクラウドコンピューティング環境を構築するための重要な技術となっています。
VMware Cloud Infrastructure は、既存のユーザーが仮想化のメリットを享受できるようにし、既存のデータセンターにおけるクラウド コンピューティングへの移行を加速し、パブリック クラウド インフラストラクチャとの互換性を確保し、ハイブリッド クラウド モデルへの道を開き、クラウド コンピューティングの新たなマイルストーンとなります。
本稿では、主にX86アーキテクチャの仮想化技術の代表として、ヴイエムウェア株式会社は、既存の仮想化技術と利点に基づいて、クラウドインフラストラクチャと管理、クラウドアプリケーションプラットフォームとエンドユーザーコンピューティングとソリューションの他のレベルを提供し、主にエンタープライズレベルの組織は、アーキテクチャの分析に関して、現在のデータセンターからクラウドコンピューティング環境への変換を達成するために、サーバーの仮想化技術を活用するためにサポートするために議論します。
1 VMware vSphere入門
vSphere は、ESX/ESXi Server のネイティブ・アーキテクチャをベースとしており、複数の ESX Server を同時に使用することで、より多くの仮想リソースを管理することができます。vSphere は、ESX/ESXi Server のネイティブ・アーキテクチャをベースにしており、複数の ESX Server でより多くの仮想マシンを同時に使用できます。第一に、VMware ESX 4の仮想化マネージャVMMの部分、VMware ESX Serverは、主に物理サーバ内のメモリ、CPU、ストレージ、およびネットワークハードウェアリソースを割り当てるために使用され、仮想レイヤで物理サーバ上で実行され、安全かつ独立したモードで並列に実行され、その中で実行されている様々な仮想マシンにこれらのリソースを割り当てるために、事前に定義されたポリシーに従って。これらの仮想マシンは、安全かつ独立したモードで並行して実行されます。2つ目は、VMware vCenterです。VMware vCenterは、VMMを統合および管理するために使用され、仮想インフラストラクチャのあらゆるレベルでの集中制御と可視性を向上させ、プロアクティブな管理によってvSphereの潜在能力を活用し、幅広いパートナーシステムによってサポートされる拡張性の高いプラットフォームとなります。Infrastruc-ture Client。
2 VMware vSphereの基本アーキテクチャ
VMware vSphere は、主に仮想化テクノロジによってデータセンターをクラウド インフラストラクチャに変換し、仮想化によるセルフサービス デプロイメントとプロビジョニング機能を提供し、IT インフラストラクチャをサービスとして提供します。vSphere は、個々の製品ではなく全体的なアーキテクチャであり、基本的なアーキテクチャは図 1 のとおりです。
図 1 VMware vSphere の基本アーキテクチャ
2.1 vSphereのクラウド部分
vSphereが指すクラウドとは、プラットフォームとアーキテクチャの部分で、内部クラウドと外部クラウドに分けられます。内部クラウドはさまざまなハードウェア・リソースで構成され、vSphere は IaaS や PaaS、ハードウェア・リソース、OS リソースのクラウド・リソースの統一を担います。外部クラウドの vSphere は、サードパーティが提供するこれらのリソースを組織の IT アーキテクチャに統合できます。
2.2 vSphereの基盤：アーキテクチャ・サービス
ハードウェア・リソースの場合、リソースを統合するためにハイパーバイザが必要で、その後、ESXとESXiサーバがハードウェア・リソースの仮想化を担当します ポート インフラストラクチャ・サービスは、vCom-puteのコンピューティング部分、vStorageのストレージ部分、vNetworkのネットワーク部分に分けることができます。
vCompute. vComputeには、ESX/ESXiとDRSが含まれます。ESX/ESXiは、サーバの統合、高いパフォーマンスと保証されたサービス品質、テストと導入の合理化、スケーラブルなハードウェアおよびソフトウェアアーキテクチャを実現します。 DRSは、オンデマンドのリソース割り当てを保証し、必要に応じて優先的にアプリケーションリソースを圧縮および増加させ、負荷分散に動的に対応します。DRSはオンデマンドのリソース割り当てを保証し、必要に応じてアプリケーションリソースを圧縮・増加させ、優先順位を付け、負荷分散に動的に対応します。
vStorage コンポーネントには、VM が常駐するハードドライブ用のファイルシステムである VMFS と、動的なサイズのシン・プロビジョニングが含まれます。vStorage VMotion により、計画的なダウンタイムを削減または排除し、シン・プロビジョニングにより仮想環境のストレージ要件を削減し、vStorage API により管理を簡素化し、ストレージ運用効率を向上させます。vMFS は、VMware Virtual Datacenter 環境で VMware 仮想マシンの共有ストレージにアクセスできる、仮想マシン専用に設計された高パフォーマンスのクラスタ化ファイルシステムです。
vNetwork コンポーネント。vMware のネットワーク仮想化テクノロジは、主に VMware vSphere の vNetwork ネットワーク エレメントを通じて実装されます。vNetwork コンポーネントには、仮想ネットワーク インターフェイス カード Vnic、vNetwork 標準スイッチ vSwitch、および vNetwork 分散スイッチ dvSwitcho が含まれます。vSphere は、完全な Bridged/NAT/Host のみのアーキテクチャだけでなく、分散ネットワーク アーキテクチャも提供します。分散ネットワークアーキテクチャは、完全なBridged/NAT/Hostのみのアーキテクチャだけでなく、Ciscoの協力もvSphereの分散ネットワークで特別なインストールを起動します。
2.3 vSphere向けアプリケーションサービス
アプリケーション・ソフトウェア・サービスはVMに特化しており、複数のVMの組み合わせによる複数のサーバーでエンタープライズ・アプリケーションを実現できます。
VMotiono VMwareのオンラインマイグレーションは、VMotionというコンポーネントによって実現されています。仮想マシンのマイグレーションとは、オペレーティングシステムとアプリケーションを移行元ホストから移行先ホストに移動し、移行先ホストで正常に動作させることです。VMotionは、ビジネスを中断することなく、VMの動的な移行を可能にします。VMotionのライブソリューションは、NFSaVmotionのサポートに加えて、独自のクラスタファイルシステム：VMFSを特徴としています。VMは、完全な状態を含むVM全体を複数のファイルにカプセル化し、SAN/NASなどの共有ストレージに保存します。SAN/NASなどの共有ストレージに格納されます。マイグレーション・プロセスでは、高速ネットワークを介してソースからターゲットにメモリと動作状態をコピーします。
図 2 VMotion の原理
HA（高可用性）。1台のサーバに障害が発生すると、仮想マシンは自動的に他のサーバ上で再起動します。一時的に新しいサーバを追加したり、専有したりする必要がなく、手作業による介入なしに、費用対効果の高い自動的なアプリケーションの高可用性を実現します。
VMwareのフォールトトレランス（冗長性）。異なるホスト上で同じ仮想マシンを同期して実行し、ハードウェア障害が発生した場合でも、すべての仮想マシンでダウンタイムとデータ損失のゼロ フェイルオーバーを実現 複雑なクラスタリングや特殊なハードウェアを使用することなく、すべてのアプリケーションとオペレーティング システムで使用される共通の単一メカニズムにより、ダウンタイムとデータ損失のゼロを実現します。
VDRは、VCBプラグイン、ESXホスト上で動作する仮想マシン、バックアップストレージの3つのコンポーネントで構成されます。
2.4 vSphereの管理プラットフォーム：VMware vCenter
vCenter は、ドメインに属する vSphere ホストを制御および統合する管理ノードとして機能し、物理マシンのオペレーティング システム上または仮想マシンのオペレーティング システム上にインストールできます。仮想インフラストラクチャのあらゆるレベルで一元的な制御と可視性を高め、幅広いパートナーエコシステムにサポートされた拡張性の高いプラットフォームによるプロアクティブな管理を通じて、vSphere の潜在能力を引き出します。
VMware vCenter Server。vSphere の vCenterServer は、動的移行、リソースの最適化、フォールト トレランス、高可用性、バックアップ、アプリケーションの展開などの高度な機能を備えています。
3 結論
VMware vSphere は、業界をリードする最も信頼性の高い仮想化プラットフォームです。vSphere は、アプリケーションとオペレーティング システムを基盤となるハードウェアから分離することで、IT オペレーションを簡素化します。vSphere の登場により、仮想マシンに対する考え方が変わり、エンタープライズ アプリケーションは、単にサーバを統合することから、エンタープライズ インフラストラクチャ全体を置き換えることになり、効率性がますます重視される環境において、エンタープライズ IT の概念が塗り替えられました。効率性をますます重視するエンタープライズ環境において、エンタープライズITの概念を塗り替えることになります。
