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PCが複数?windows10の仮想化機能【Hyper-V】とは

IT/Web派遣コラム この記事は約 12 分で読めます。

Windows8に続いて、Windows10にも搭載されたハイパーバイザー型の仮想マシン実行環境Hyper-V」。

ひとつの物理マシンで、OSを複数実行できる仮想化環境が整います。

 

ソフトウェア開発者やIT技術者の多くは、いくつものオペレーションシステムを実験・実行するために、何台もの物理マシンが必要になりますが、Hyper-Vを使えば物理マシン1台でそれらを行うことが可能です。

 

とても便利でコスト削減にもなるHyper-Vですが、Hyper-Vとは何なのかをあらためて問われると正確に答えられる方は少ないでしょう。

この記事では、今こそ知っておくべき仮想化機能「Windows10 Hyper-V」について、ご説明します。

 

【Hyper-V】とは

2008年に仮想サーバーを構築するMicrosoft社のソフトウェア「Virtual Server」に代わり公開されたのが「Hyper-V」です。

 

「Hyper-V」は、物理マシン上に仮想のパソコンを作り出して、その仮想パソコンを実際のパソコンと同じように動かすことができる機能です。

Hyper-Vを動かすためのプラットフォームとなる物理マシンを「ホストマシン」と呼び、Hyper-Vによって作り出した仮想パソコンを「仮想マシン」と呼びます。

 

「Hyper-V」では1台のホストマシン上に複数の仮想マシンを作成し、それぞれの仮想マシンに別のOSをインストールすることが可能です。

さらに、仮想マシンは同時に複数、稼働させることができます。

 

Windows10のHyper-Vでは、ホストマシンと仮想マシンの間、もしくは仮想マシンと仮想マシンの間で、クリップボードを共有できるため、データの移動がストレスなく行えるという特長もあります。

ネットワークを通したやり取りも、当然パソコンと同様に可能です。

 

Hyper-Vを使えば、複数のOSやシステム環境でのテストを1台の物理マシンで行うことができるため、物理マシンをいくつも用意する必要がありません。

OSやシステム環境が壊れても難なくリカバリーできる機能があり、ハードなテストを行うような時でも、他のシステム・プログラムに影響を及ぼすことはありません。

 

パソコンと同様、サーバーも集約できるため、コスト削減も見込めます。

特に東日本大震災以降の日本では、ディザスタリカバリ(災害復旧)が重要視されバックアップソリューションやデータ保護ソリューションが注目されています。

日本国内でもバックアップデータを保管し、即時復元したりお客様の問い合わせの声に最短で対応したりできるよう、複数の地域にサーバーを分散させています。

 

このようにコストも物理的なスペースも増大する一方、仮想化サーバーで集約可能な部分はますます進化し、サーバーバックアップソフトウェアカテゴリでは、クリーンナップと移動、レプリケーション、仮想マシン変換などを分散して実行できるオフホスト処理も搭載したソフトが多数販売され、年額でも負担のかからない安い価格で導入できるようになっています。

 

意外と知らない「仮想化機能」

メリットの多い仮想化機能ですが、実際どのように発展してきたのでしょうか?

 

仮想化機能の可能性

仮想化と一言で済ますのは簡単ですが、さまざまな仮想化が存在します。

サーバー・ストレージ・ドライブ・デスクトップなど、あらゆる「物理的環境」にとらわれず、仮想化は可能です。

物理マシンはCPUやメモリなどの資源・性能をほとんど使い切れていません。

リソースに余剰が出てしまっているのです。

仮想マシンを作り出せば、リソースを分割し、物理マシンの資源・性能を限界まで引き出すことができます。

 

仮想化機能の歴史

仮想化の歴史は古く、Virtual Machine(バーチャルマシン)という単語は、1960年代から使われていました。

当時の大型コンピューターは、機器ごとの互換性がなく、データマイグレーションが大きな問題でした。

1972年、商品として初めて仮想記憶を実現した大型コンピューター用のSystem/370IBMがリリース。

 

その後、x86 CPUで仮想化を行う技術が確立されて、1998年に設立されたのが現在も仮想化プラットフォーム市場で高いシェアを誇るVMware社です。

 

2008年には、MicrosoftもHyper-Vを作成して発表。

現在では、オープンソース起源のKVMXenなどさまざまな仮想マシンソフトウェアが存在しています。

 

現在、大手企業でのプライベートクラウドの構築、中小企業でのサーバー仮想化が進み、仮想マシン業界は世界規模で成長しています。

2013年、世界市場は前年比12.4%の伸びを示し、中でも日本市場は、北アメリカ、南アメリカ、西ヨーロッパ、アジア、オセアニア・オーストラリアといった主要各国で最も高い、23.2%の成長率を示しています。

 

「仮想化機能」だからできること

なぜこれほどまでに、「仮想化」がもてはやされるのでしょうか。

それは、導入した際のメリットが大きいからに他なりません。

 

まずは、単純に物理マシン・サーバーの保有台数を減らせるメリットがあります。

それによって、設置するスペースの省略化、消費電力のコストダウン、点検保守といった管理者の手間の簡略化が図れます。

また、ネットワーク上でのIPアドレス付与や、Avctive Directoryユーザーの管理に割く時間も削減できます。

 

同時にいくつもの違うオペレーションシステムを実行することも可能です。

Windows上でLinuxやBSDを実行することができるのです。

Linuxや古いWindowsでしか動かない必要な業務用システムがある場合も、そのためだけに古い物理マシンを残しておく必要がありません

この点も、仮想化のメリットです。

 

また、仮想化機能を利用すれば物理マシン・サーバーにある余剰のCPU能力やメモリなどのサーバーリソースを、ゲストOSに分配し、活用できます。

 

セキュリティに対するリスクを下げることができるのも、仮想化のメリットです。

ひとつの物理マシンでたくさんのサービスを稼働することはできますが、そのサービスのひとつに問題があった場合、物理マシン全体にリスクが及び、ベアメタル復元に至る可能性もあります。

 

仮想マシンは安全に分離されています

仮想マシンにリスクが発生しても、それ以外の物理マシンや仮想マシンに大きく影響を与える心配は少なくて済むのです。

安全に違う環境のオペレーションシステムを実行できることで、システムのテストやウィルスの耐性テストなどを実験的に行えるのも仮想化の強力なメリットになります。

 

【Hyper-V】と【VMware】

仮想化技術市場でよく名前があがるのが、Hyper-VとVMwareの2つです。

どんな違いがあるのでしょうか。

 

【VMware】とは?

VMwareはVMware社が開発した仮想マシンのソフトウェアです。

それ以前から存在した、マルチブートでは不可能だった複数OSの同時実行を可能にすることで、設備投資や運用効率の改善によって大幅にコストダウンが見込めるため、企業などが一斉に採用しました。

現在は、ハイパーバイザー型の「VMwareESX」や管理機能を提供する「VMware vCenter Server」を中心に据え、オプション機能とパッケージした「VMware vSphere」を提案、仮想化環境ならではの低コストかつ高可用性のシステム構築サービスを売りにしています。

 

【VMware】との違い

では、Microsoft社のHyper-Vとの違いはどんなところでしょうか。

 

大きく異なるのは、VMwareハイパーバイザー内に物理ドライバを持っている一方、Hyper-V親パーティションに物理ドライバがあること。

VMwareではゲストOSの持つ仮想ドライバの入出力を物理ドライバが仲介する形です。

 

元々、発売はVMware ESXが先行したため多くのトップ企業をはじめとする、巨大なシェアを持っていましたが、Windows10への移行とともに、Hyper-Vの新規導入数が着々と増えています。

 

Microsoft社の売りは、やはり使い慣れた「Windows」環境で導入/運用できることによる負担軽減や、高いコストパフォーマンスです。

特に、IT管理部門がない中小企業を中心に、サーバーの集約ができ、管理負担を低減させられるHyper-Vの導入が進んでいます。

Hyper-Vを有効化すると、スタートメニューからクリック1つで起動できるHyper-Vマネージャーはもちろん、見覚えのあるWindows系のデザイン、管理対象のサーバーや仮想OSがペインごとに並びます。

 

そして、Microsoft社の強みとも言えるのが、パブリッククラウドの「Microsoft Azure」の提供です。

社内にとどまるHyper-Vだけでなく、包括的なクラウド運用の環境を1つのベンダーで提供できるという強みを持っています。

 

【Hyper-V】を使用する上で

Hyper-Vを使用する上で、状態の保存ができるスナップショット、チェックポイントの機能をご紹介します。

 

スナップショット機能

Hyper-Vには、仮想マシンの状態を保存/復元するスナップショット」という機能があります。

仮想ディスクの内容のみならず、プロセスやメモリの内容、メモリサイズやネットワーク・インターフェイスの構成など、設定状態も保存できるため、仮想マシンで何かトラブル・リスクが起きた場合、このスナップショットのボタン1つで取得した状態に戻すことができます。

 

スナップショットはWindows Server 2012 R2において「Hyper-Vチェックポイント」に名前が変わりました。

VSS(ボリューム・シャドウ・コピー・サービス)スナップショットとの混同を割けるなどの狙いがあるとされます。

スナップショットとチェックポイントが同じ意味で利用されている可能性があります。

 

チェックポイントとバックアップの違い

保存した状態に戻せるなら、バックアップと同じ?と思われる方もいらっしゃるかもしれませんが、チェックポイント(スナップショット)とバックアップは全く別のものです。

 

その理由の1つが、バックアップ別のストレージを利用する一方、チェックポイント仮想ディスク上に保存されるため、仮想マシンがクラッシュすると、チェックポイントも一緒に失われてしまうという点。

また、チェックポイントを保持していると、ホスト全体の処理能力が低減する可能性がある一方、バックアップは完了すれば、仮想マシンの環境に影響はないからです。

 

手軽で「状態」まで保存できるHyper-Vチェックポイントは、高速バックアップソリューションでも復元機能でもなく、あくまでも短時間の開発環境・テスト環境にとって便利な存在として覚えておきましょう。

 

【Nested Hyper-V】

2015年11月、Windows Server 2016 TP4で利用できるようになった「Nested Hyper-V(以降Nestedと表記)」。

それまで不可能だった、Hyper-Vの仮想マシン内でさらにHyper-Vを利用するという「入れ子状態が可能になりました。

 

Nestedはどんな場面に必要なのか、その1つはやはり、検証環境として「Hyper-Vを仮想化することの有用性です。

これまで物理サーバーへのインストールが必須だったHyper-V。

最低でも1台のサーバーを専有する上、過酷な検証等ではインストールやクラッシュした際の再構成などに手間がかかってしまいます。

 

この手間がなくなる上、Hyper-Vの導入が低コストで可能になるのがNestedの大きな特徴です。

社内で複数のプライベートクラウドの構築も、ハードルが下がります。

 

NestedによってHyper-Vが仮想化されたことで、Hyper-V向け環境の信頼性や整合性などのテストが簡単に行えるようになり、パフォーマンスの高い効率化も見込めます。

仮想マシンを多重化することができるNestedへの期待は大きなものになっています。

 

Hyper-Vの可能性は無限大

Windows10 Hyper-Vの登場で、ますます仮想化OSが身近になり、自宅でも簡単に無料で仮想化環境を整えられる時代になりました。

これまであった「1つのOSには1つの物理マシンという制約がなくなるため、会社で仮想化環境に関する業務経験がなくても、Linuxを試してみたいな、という軽い気持ちでOSを増やせるのは魅力的です。

 

物理的な枠を飛び越えて、さまざまな可能性を提供する仮想化機能

Windows10 Hyper-Vは対応しているWindowsであれば、ユーザーおなじみのコントロールパネルの「Windowsの機能の有効化または無効化」にある「Hyper-V」を選択することで有効設定にできます。

Windows10移行の際は、Hyper-V環境にチャレンジして、新たなツールを手に入れましょう。

 

まとめ
  • MicrosoftのWindows10 Hyper-Vはハイパーバイザー型の仮想化環境
  • 仮想化技術の導入で、システム管理者の負担が減る
  • 仮想化OSで同時に複数のテストが実行でき、業務の効率化が図れる
  • Hyper-Vチェックポイントは、主に短時間の開発環境・テスト環境に便利

 

 

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