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| 「必要なコンピューティング・リソースが必要なだけ得られる」仮想化。この革新的技術がごく「日常的なもの」となる日が、着々と近付いているのをご存知ですか？HP研究所ではそうした動きを支えるべく、業界のリーダー的立場で高レベルな研究を推進中。次世代を担う仮想化ソリューションやサービスが次々と現実のものとなりつつあります。それらはどんな具体策で、どんなメリットを企業にもたらし得るのか？世界が注視する仮想化技術について、その“最前線”である技術者たちが語ります。 |
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「仮想化（バーチャリゼーション）」―それは、コンピューティング・リソースを自在に配分できるようにするテクノロジー。リソース確保やシステム変更に要する時間やコストを劇的に削減し、企業のITの効率化・最適化に大きく寄与するものと期待されています。そんな革新的技術の実現化と普及を図るため、カリフォルニア州パロアルトのHP研究所では、企業のデータセンター等における仮想化の実際の運用法や付加価値の模索、仮想化の「標準」の設定、オープンソース・プラットフォームXen開発などのプロジェクトを進行中。
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研究者の一人、トム・クリスチャンの「私たちはお客様のリスクやコスト管理に役立つ研究を、最高レベルで行っています」という言葉からも、HPが仮想化への取り組みに並々ならぬ力を注いでいることが伺われます。
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そもそも、仮想化が実現することで、企業は具体的にどんなメリットが得られるのでしょうか。「仮想化とは、物理的なマシンではなく抽象的なものの利用を可能にする仕組みのこと。このアプローチによって、コンピュータシステムに搭載されているメモリの量を、実際よりも多く搭載されていると見なすことができます」と説明するのは、研究者の一人、ジョン・ジャナカーマン。「仮想化はこれまでにない形でコンピューティング能力を活用できるようにするもので、1台のマシンを多数のマシンのように見せたり、多数のマシンを1台のマシンのように見せたりと、さまざまなパターンでシステムを運用することができます」。
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こうした能力を利用すれば、組織におけるITリソースの「プール」「共有」「再割当て」が可能となり、初めは手作業で処理していたものも、自動処理できるようになります。また、データセンターでは、十分に利用されていない処理能力を、その時最も必要としている場所に振り替えることができ、新規の記憶領域を作成したり、使用されていないマシンの電源を切断したりすることも可能になります。「仮想化はまさに一石二鳥の方法で、少ないマシンでより多くのアプリケーションを実行でき、効率だけでなく柔軟性も向上させることができます」。これがまさに仮想化の最大のメリットであると、ジャナカーマンは説明しています。
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仮想化のもう一つの大きなメリットは「リスク低減」です。仮想化では、システムの冗長性が確保され、物理的なシステムがミラーリングされるので、物理的なシステムに障害が発生した場合にも、情報のバックアップ作成と、代替システムの稼働の両方を行うことができます。また、1台の物理的なサーバを複数の仮想サーバに安全に分割し、情報の記憶領域を分離・保護して、まるで別々のサーバに情報が保存されているようにすることも可能。
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障害は他に影響することなく、独立して生じることもあるため、あるオペレーティング・システムに障害が発生しても、同じマシン上の、別のオペレーティング・システムは動作し続けることができるのです。
そしてもう一つ、物理的に同じサーバ上に、分離、独立している複数の仮想サーバを構築して、アプリケーションを実行することで、アプリケーションの互換性の問題も回避。こうした機能によって、仮想化では各種の障害リスクを大きく減らすことができるというわけです。ちなみに、仮想化の設定は一見複雑なものに思えるかもしれませんが、実際には仮想化はシステムの「シンプル化」にも寄与。「仮想サーバがすべて共通のアーキテクチャとインタフェイスを共有することになるため、管理や運用がより容易になるのです」と、ジャナカーマンは説明します。
この他にも仮想化は、データセンターが抱えるもう一つの重要な課題「エネルギーにかかるコストが高い」という問題も解決することができます。「電力を節約する方法の1つは“電源を切る”ことですが、サービスをコンパクトにして、物理サーバの最小限のセットで実行可能にする仮想化モデルがあれば、大きな電力の節約が可能です」と語る、クリスチャン。
さらに、「高い可用性を望む声にも応えられる」のも、仮想化のメリット。従来、高可用性の実現のためには、2つめのシステムや、オンデマンドで稼働するサーバクラスタが必要でしたが、仮想化技術を活用すれば、メインのシステムと同等のコンピューティング能力を、必要に応じて利用することが可能になります。
こうした数々のメリットをもたらす画期的技術だけに、仮想化は今や主要ハイテクベンダーはもちろん、その他の多くのベンダーまでもが、意欲的に取り組むテーマとなっています。が、そんな中、興味深いのは、HPが、普段は熾烈な争いを繰り広げている競合相手とも手を携え、標準仮想化プラットフォームXenの開発を共同で進めているという事実。これは「業界全体を視野に入れた発展が、顧客に大きな利益をもたらす」という考えに基づくもので、HPは業界を牽引しながら、仮想化のコアとなる部分への取り組みを推進するという姿勢を貫いています。
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このように革新的技術とも言える仮想化ですが、実は考え方そのものは、決して新しいアイデアというわけではありません。「仮想化はすでに30年も前から、物理的なマシンの制約を克服する方法として議論されてきました。研究者たちは、仮想レイヤを作成する際に保護レイヤが作成され、システムの他の部分とは別に、プログラム実行の可能な領域が得られることを認識していて、仮想化という試みそのものに大きな可能性が秘められていることに、早くから気付いていたのです」と語るクリスチャン。
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「後に“あるサービスを抽象化すると、プログラムによるインタフェイスを通じて、サービスにアクセスすることが可能になる”という認識が礎となって、今の“準仮想化”の概念が誕生しました。現在意見が交わされているのはこの準仮想化ですが、概念は30年前のものと同じで、言葉が変わっただけにすぎません」と、クリスチャンは説明します。
実際、仮想化はすでに、新しいアーキテクチャやソフトウェアの開発に、広く利用されてきた技術でもあります。しかし、残念ながらこれまでのマシンはパフォーマンスが十分ではなく、商用目的で利用するには「動作が遅すぎ」、汎用的ではないという欠点がありました。そんな状況も、現在の研究によって大きく変わろうとしています。「最近の仮想マシンのベンチマーク結果を見ると、ネイティブハードウェアと遜色のないパフォーマンスが測定されています。セキュアな次世代のI/Oハードウェアが利用できるようになることで、仮想マシンのパフォーマンスは今後、実際のマシンと事実上変わりないものになるでしょう」と、クリスチャンは語ります。
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HPではこれまでも、仮想化を活用した様々なソリューションやサービスを提供し、その進化を目指す試みも、さまざまな形で行われてきました。例えばその一つが、「企業のデータセンターの効率を高めること」を目標とした研究活動。これはHP自身を対象としたもので、2002年の調査によると、HPの6カ所あるデータセンターに配置された1,000台のサーバのほとんどが、その処理能力のわずか10〜35%しか使用していないことが判明。
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そこで仮想化技術を使い、未活用のコンピューティング能力を、ビジネスニーズに応じて再分配する試みが進められてきました。典型的な企業のデータセンターでは、何百台ものマシンで何千ものアプリケーションが実行され、その需要は常に変化しているわけですが、仮想化を活用すれば、アプリケーションに割り当てるリソースの調整方法がシンプルになり、需要の変化にリアルタイムに対応することができる……そのことを、HP自身が検証してきたわけです。
最新の研究では、「リソースの割当て」など「最適化を自動的に実行する」ことにも重点が置かれています。リソースは動的、かつ透過的に管理されながら、サービス・レベル・アグリーメントに基づく水準のサービスが、アプリケーションに提供されるわけですが、仮想化を活用すれば「アプリケーションがリソース管理を実行できる機会」が生まれるということ。この可能性について、クリスチャンはこう説明しています。「仮想化では、アプリケーションが仮想環境で実行されているという事実を、有効利用することができます。例えば、当面必要のないリソースを、アプリケーションがシステムに返し、その分の処理能力を他のどこかに再割り当てすることも可能です」。
そしてもう一つ、仮想データセンターの合理的な管理方法として「管理の自動化」も模索されています。「現在、多くの負荷調整は手動で行われています。つまり、人が作業を開始しなければなりません。目標とするのは、できるだけそうした作業で必要となる人手をなくしていくことです」と語るクリスチャン。ただし、人の介在を排除することは、社会的に重大な側面をツールに任せることでもあり、データセンターの運用を担当する人々に対し、自動プロセスが十分信頼できるものであることを保証しなければなりません。
これは、研究チームの言葉によれば「3つめの領域」ということなのですが、「今のところ、人が制御をしなくてもいいような段階まで到達しているわけではありません。これを実現することは、例えれば、渋滞した道路でも自動で運転してくれる車をプレゼントされるようなもの。今そんな車を手に入れたとしても、現時点のレベルでは安心して乗れるわけがありません」と、クリスチャンは説明。テクノロジーの進化によって、仮想化は企業のデータセンターでも対応可能なものと考えられるようになりましたが、次はそこで活用されているソリューションの「信頼性の向上」を図ることが、解決すべき新たなステップになるだろうと研究者たちは考えています。
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さらに研究者たちは、仮想化が持つ潜在的能力に関し、長期的な展望についても予告しています。クリスチャンは「仮想化は未来に向けての重要なテクノロジーであり、ユビキタスを支えるものとなるでしょう」と語り、データセンターに大きなメリットをもたらす仮想化が、最終的にはあらゆる企業のITシステムの標準ファームウェアレイヤーとなると予測しています。「仮想化はやがて、家庭でも利用されるようになるでしょう。映画や音楽など、権利を伴うコンテンツの安全な配信には、リソースの分離が家庭でも必要となるからです」。
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クリスチャンは続けます。「仮想化によってさまざまなことが可能になることは以前から分かっていたのですが、その汎用化は大きな試みだと言えます。しかし、共通プラットフォームへの取り組みを進めていくことなどで、仮想化の効果を容易に引き出すことが可能になり、今後この技術がより身近なものとして定着することになるでしょう」。業界全体のさまざまな取り組みによって、仮想化が今後、急速にその無限とも思える潜在能力を開花させることは必至。実用化が広く社会に広まる日は、すでに目前に迫っているようです。
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