目次：
第1章 Hyper-Vとは何か
第2章 Hyper-Vの基本
第3章 Hyper-Vの管理
結論
第1章 Hyper-Vとは何か
はじめに、Hyper-Vについての基本定義を説明します。 Hyper-V は、ユーザーが仮想コンピューター環境を作成し、1 台の物理サーバー上で複数のオペレーティング システムを実行および管理できるようにする Microsoft テクノロジーです。 しかし、Hyper-V が何であるかを完全に理解するには、まず仮想化について理解する必要があります。
歴史的に、IT 部門は複数の物理サーバーを使用しており、それぞれが 1 つの主要機能を備えていました。 物理サーバーを購入するということは、それに付随する適切な CPU と RAM を選択しなければならないことを意味します。 多くの場合、これらのリソースの購入量が多すぎたり少なすぎたりしたため、サーバーは常に使用過多（使用不足）であったり、使用不足であったりし、その結果、信頼性が低くなっていました。 また、このような組織、特に成長企業にとって、サーバーの運用や維持に多くのエネルギーを必要とするため、継続的に新しいサーバーを購入することはコスト高になっていました。 何百台ものサーバーを収容することは、企業のフットプリントを拡大することになり、多くの組織にとって、克服するのが困難な課題でした。 仮想化技術により、1 台の物理サーバーを個々の仮想マシン (VM) に「切り刻み」、1 台のサーバーだけで複数の機能を使用できるようになりました。 つまり、16 CPU の物理サーバーと 128 ギガの RAM がある場合、それらのコンピューティング リソースを解析して、さまざまなワークロードに割り当てることができました。 仮想化により仮想マシン間でリソースを簡単に再割り当てできるため、ワークロードをよりインテリジェントにバランスさせることができました。 どちらも共有コンピューティング リソースに関係しており、そこが混乱の元になっている可能性があります。 つまり、仮想化とは、サーバーを操作して、複数のオペレーティング・システムで共有できるようにすることを指します。 一方、クラウドコンピューティングは、インターネット経由でサービスとして提供されるコンピューティングリソースを共有することです。 つまり、仮想化によってクラウドコンピューティングが可能になるのです。 企業では、コスト、リソース使用量、拡張性などの面でメリットを得るために、この2つの手法を併用することが多いようです。 この記事では、仮想化とクラウド コンピューティングの違い、およびどちらがビジネスに適しているかを判断する方法について詳しく説明します。 Hyper-V は何に使われるのでしょうか。
仮想化テクノロジーまたはプラットフォームは、より一般的にはハイパーバイザーと呼ばれます。 Hyper-V は Microsoft のバージョンで、その他に VMWare の ESXi や VSphere、XenServer (Citrix) 、KVM Open Source Hypervisor、RHEV (Red Hat Enterprise Virtualization) などがよく知られています。 仮想化市場の大部分は、現在、VSphere と Hyper-V に分かれています。
では、Hyper-V は何に使われるのでしょうか。 すべてのハイパーバイザーと同様に、Hyper-V は仮想マシンを作成および管理する方法を提供し、次のことを支援します：
– アプリケーション、オペレーティング システム、およびアップグレードの開発およびテスト。 Hyper-VではVMの作成が容易であり、またVMをシステムの他の部分から分離しておくことができるため、テストに最適な環境となります。 また、仮想ラボを作成して、複数のコンピュータを使用せずに、さまざまなオペレーティングシステムを試し、それぞれのオペレーティングシステムでアプリケーションがどのように動作するかを確認することができます。 実験が終わったら、VM を削除するだけです。
– より大きなワークロードに対応するために IT インフラストラクチャを簡単に拡張できます。 仮想マシンは物理的なハードウェアよりも管理が簡単で、高額な取得コストもかかりません。 また、物理ハードウェアだけよりも賢くリソースを割り当てることにより、サーバーを最大限に活用することができます。 多くの企業は、データを保存したいがために、時代遅れのハードウェアやソフトウェアソリューションをサポートするサーバーを維持し続けています。 ビジネス アプリケーションとそのコンテンツを仮想マシンに移行することで、リソースを解放できます。
– ビジネス継続性を向上させる。 作成した仮想マシンは、実行中のワークロードを簡単にバックアップし、中断することなく別のサーバーに移動することができるため、サーバーのダウンタイムを削減できます。 また、サーバーの障害によって影響を受ける VM を自動的に再起動するように構成することもできます。
仮想マシンを作成したら、それらを管理する必要もあります。 Hyper-V の一連の管理ツールにより、次のことが可能になります:
– 仮想マシンの作成と削除.
– 稼働時間、帯域幅使用率、CPU および RAM 消費量の監視.
– バックアップの実行.
– リソースの割り当て.
正しい管理ツールを持つことが仮想化の成功への鍵になるのです。 Hyper-Vの管理機能の詳細については、第3章を参照してください。
Hyper-V自身の管理ツールでは不足する部分は、Acronis Cloud Managerが補います。 無償評価版をダウンロードして、時間を節約し、冗長性を排除する方法を確認してください。
Hyper-V の利点
企業が Hyper-V に注目する主な理由の 1 つは、コスト効率が高いことです。 より高度な Hyper-V の機能やライセンスは有料ですが、それでも Hyper-V は価格面で競合他社より優位に立っています。
最大の競合である VMWare との類似性を考慮すると、Hyper-V はさらに魅力的になります。 Hyper-V は堅実で費用対効果の高いオプションであるため、多くの企業で採用が進んでおり、その結果、近年 Hyper-V の全体的な市場シェアが増加しています。
Hyper-V のその他の利点：
– 仮想スイッチを作成する機能は追加コストなしで提供される。 仮想スイッチは、すべての VM が互いに通信できるようにし、仮想ネットワーキングの不可欠な部分となります。 仮想スイッチは「インテリジェント」であり、通信をルーティングする前にデータ・パケットを検査することを意味します。 このようにトラフィックを構成する機能は、仮想環境内のセキュリティを向上させます。
– Hyper-V は複数のオペレーティング システムをサポートします。 Microsoft は、Linux を含む複数のオペレーティング Hyper-V システムをサポートしているため、ネイティブ OS だけに制限されることはありません。 しかし、他のシステムを適切に統合するためのベスト プラクティスやサポート ドキュメントを参照し、問題を回避するようにしてください。 この Hyper-V 機能は、ダウンタイムなしに、1 つの Hyper-V ホストから別の Hyper-V ホストへ実行中の VM を移動することを可能にします。 ライブマイグレーションはシンプルで、ネットワークの継続的な運用を促進します。
– 他のMicrosoft製品とシームレスに統合できます。 特に、Windows Server 2016 の仮想マシンを無制限にホストできるためです。
一般的に、単純化のためにハイパーバイザーを 1 つだけ選択したいと思うでしょう。 しかし、仮想環境で複数のハイパーバイザーを使用する正当な理由がある場合もあります。 たとえば、メールに Microsoft Exchange Server を使用している場合、Microsoft は、Hyper-V 上で Exchange Server とそのほかのすべての製品を実行することを強く推奨しています。 費用対効果が高く、複数のオペレーティング システムをサポートし、必要な基本機能をすべて備えているからです。 さて、「Hyper-Vとは何か」という基本的な事項を説明したところで、もう少し深く掘り下げてみましょう。 第2章では、Hyper-V の特定の用語、Hyper-V の利用可能なバージョンの説明、および VM の作成を開始する方法について説明します。
Chapter 2: Hyper-V Basics
この章では Hyper-V 用語、運用要件、利用可能なバージョンについて詳しく見ていきます。 まずは、Hyper-V に関連する用語、それを実行するために必要な最小要件、および選択可能なバージョンについて詳しく見ていきましょう。
Hyper-V の用語
Hyper-Vを深く理解する前に、仮想マシンに適用されるMicrosoft固有の定義を含め、基本的な仮想化用語に慣れ親しんでおきましょう：
– Host machine-仮想マシンに処理能力、メモリ、ディスク使用量などのリソースを提供する物理コンピュータ。 これは、次世代の VHD です (下記の仮想ハードディスクを参照)。 VHDXファイルの容量は64TBです。 VHDXの利点は、容量の向上にとどまりません。しかし、VHDXファイルは、今日の最新のハードウェアで動作するように設計されており、VHDファイルと比較してパフォーマンスを向上させる4KBの論理セクタサイズを持っています。
– 仮想ネットワーク – VM とホスト マシンを一緒に接続し、インターネットを介してこれらのコンピューターとサーバーを制御できるようにする技術です。 VM が物理的なハードディスクにアクセスするのではなく、Hyper-V はコンテナーと呼ばれる大きなファイルを作成し、仮想マシンには通常のディスクとして表示されます。
– 仮想マシン・モニタ – 仮想リソースを監視し、担当する仮想マシン上で指定されたタスクを実行するツールです。
– チェックポイント – チェックポイントは、特定の時点における仮想ハードディスクの状態、およびアプリケーション・ファイルを含むそのすべての内容を保持します。 VM は、たとえば、アップグレードまたは新しくインストールされたソフトウェアで何か問題が発生した場合、そのチェックポイントの状態に戻すことができます。 しかし、チェックポイントはデータの複製がないため、バックアップとはみなされません(これはバックアップの定義です)。 Hyper-V のチェックポイントとスナップショットについては、こちらを参照してください。
– VM テンプレート – 同じ特性を持つ新しい VM を作成するために使用できる、汎用スタンスを持つ仮想マシンのマスター コピーです。 VMのクローン作成は一般的な作業ですが、テンプレートのライブラリがあれば、新しいVMの作成プロセスがより速く簡単になります。
– ライブマイグレーション-第1章で述べたように、ライブマイグレーションは、サービスを中断せずに実行中のVMをあるHyper-Vホストから別のホストに移動できるHyper-V機能です。 これは、パッチ (Microsoft が月に一度リリースする) を適用するのに便利です。また、VM のリソースが高い需要 (アプリケーションが酷使されている場合など) にあり、VM をより利用可能なリソースのあるホストに移動して、継続的に利用できるようにしたい場合にも便利です。 ほとんどの最新のハードウェア (過去 10 年間に構築されたもの) はこれらの要件を満たしますが、お使いのシステムが Hyper-V を実行するために必要なものを備えていることを確認するのが最善です。 SLATは、Hyper-Vがデータや命令を取得する際に使用する技術で、基本的に仮想アドレスを対応する物理アドレスに変換し、メモリの節約とCPU時間の短縮を実現します。 ここでは、お使いの Intel または AMD プロセッサが SLAT をサポートしているかどうかを確認する方法についての情報をいくつか紹介します。
– 少なくとも 4 GB の RAM、多ければ多いほど良い。
– BIOS (Basic Input/Output System) または UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) で仮想化サポートをオンにしている。 CPU が仮想化をサポートしているかどうかを調べるのに役立つ別の記事があります。
Hyper-V のより高度な機能のいくつかを使用する予定であれば、システムはいくつかの追加要件を満たす必要があります。 詳細については、こちらをご覧ください。
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これらは Hyper-V を実行するための最小ハードウェア要件ですが、特定のアプリケーションのニーズを満たすために微調整する必要があることがわかるかもしれません。 本番前に行う負荷テストは、エンド ユーザー環境をシミュレートし、マシンが十分に負荷を処理するために、より多くの CPU または追加の RAM が必要かどうかを判断するのに必要なメトリックを提供します。 アプリケーションが追加のリソースを必要とする場合に備えて、既存のアプリケーションに20%のバッファーを追加することを常に推奨します。
Hyper-V Versions
通常のデスクトップまたはラップトップで Hyper-V を使用するには、Windows 8.1 または Windows 10 の Professional または Enterprise エディションを必要とします。
Windowsサーバー2016では、3種類の Hyper-V バージョンが提供されます。 Windows Server のゲスト ライセンスが含まれない無料版をダウンロードすることができます。 また、OSのインストールとその中のHyper-Vロールを含むWindows Server 2016 Hyper-Vサーバーのフルエディションも2種類あります。
Windows Server 2016には、StandardとDatacenterという2つのオプションから選択することが可能です。 Standardでは最大2つのWindowsサーバーVMを同時に実行でき、DatacenterではVMの数を無制限に設定できます。 また、Datacenterエディションは、シールドVMなど、Standardではサポートされていない多くの高度な機能をサポートしています。 Windows Server 2016のStandardエディションとDatacenterエディションの完全な比較はこちらをご覧ください。
Chapter 3: Getting Started With Hyper-V
Creating a New VM
Hyper-V で行う最も基本的な作業の1つは仮想マシンを作成することです。 Hyper-V のウィザード ベースのアプローチにより、新しい VM を作成するためのステップバイステップのプロセスが非常に簡単になります。
これを行うには (およびチェックポイントや仮想ハード ディスクの作成など、他の多くのタスク) Hyper-V Manager を使用します。 これは Windows Server に付属する無料のアプリケーションで、仮想環境を管理するために必要なツールのいくつかを備えています。 Hyper-V Managerは、仮想マシンの作成、読み込み（または取得）、更新、削除といった最も基本的なVMの「CRUD」機能しか提供しません。 より高度な管理機能を使用するには、他のツールが必要です。
効果的な VM 管理は、仮想化の成功への鍵です。
このプロセスを開始するには、Hyper-V マネージャーで「VM の作成」をクリックします。 ウィザードの指示に従ってください:
– 既存の VM テンプレートを使用するか、または新しい VM を作成するかを決定します。 アーカイブ データを保存するような一部のアプリケーションでは、高速ストレージのメリットがないため、このストレージの選択はアプリケーションに依存します。 新しい仮想マシンの CPU および RAM を調整する必要があります。 繰り返しますが、これらのリソース割り当ては、OS および実行予定の追加アプリケーションの要件に基づき、弾力性のために約 20% のバッファを持つ必要があります。 また、典型的なワークロードのサイズと、選択したアンチウイルス プログラムに応じて追加のリソースを使用するアンチウイルス プログラムを実行するかどうかを考慮する必要があります。 以前は、Hyper-V 用に大量のストレージを購入し、将来のコンピューティング ニーズを見積もっておくことが一般的でした。 このアプローチの問題点は、購入したストレージに余裕があるために、同じストレージテクノロジー上にあまりにも多くのVMを構築し始めたことです。 しかし、同じストレージ テクノロジーにアクセスする VM が多すぎると、システム全体の速度が低下するため、このアプローチはお勧めできません。 Hyper-V でそれを行う唯一の方法は、Microsoft の Storage Spaces Direct (S2D) やハイパーコンバージドなどのテクノロジを使用することです。
Chapter 4: Hyper-V Management
仮想マシンは作成が簡単ですが、本当の問題はその管理にあります。 多数の仮想マシン (およびそれに付随するホスト サーバー) を管理することは、圧倒的な負担となります。 それらすべてが互いに連携してスムーズに動作するようにするには、サーバー環境のすべての側面に対して明確な可視性を提供する管理ツールが必要です。 管理ツールとポリシーの両方に関して言えば、仮想化の道を進みすぎる前に、しっかりとした計画を立てることが賢明です。
仮想マシン環境に関連して管理する必要がある要素は次のとおりです。
– パッチ適用では、攻撃者やウイルス、バグから VM を安全に保つために、パッチで仮想環境を定期的に更新する必要があります。
– VM バックアップは、単一の物理ホストにパックされた複数のアプリケーションを管理しなければならないため、システムの信頼性にとって重要ですが難しいものです。 Microsoft Azure クラウド (または他のクラウド プラットフォーム) にバックアップする場合でも、オンプレミスのバックアップを行う場合でも、タスクをできる限り簡略化するツールが必要です。 稼働時間の監視は重要ですが、仮想マシンを管理する唯一の側面ではありません。 帯域幅、CPU および RAM の消費量、およびパフォーマンス アプリケーションに関する重要な統計情報に注意を払う必要があります。
Hyper-V Manager は、無料の Windows Server ツールです。 これは、仮想マシンの作成、読み取り (または取得)、更新、および削除といった、最も基本的な VM CRUD 機能を実行します。 しかし、これには大きな制限があります。 Hyper-V Managerを使用してホスト間でVMを移動することはできませんし、一度に1つのホストしか表示できません。 これらの制限により、最も基本的な機能のみを実行することができ、パフォーマンスの成功を測定するためのいくつかのメトリクスを利用することができます。 より高度な管理機能を得るには、追加のツールをダウンロードしてインストールする必要があります。
Failover Cluster Manager も Windows Server に無料で含まれており、Hyper-V フェールオーバー クラスターの構築と管理に使用されます。 フェイルオーバー クラスタリングは、ミッション クリティカルなアプリケーションの高可用性を維持するために、サーバーのグループを構成して一緒に動作させることです。 高可用性を維持するということは、クラスタ内のサーバーが常に監視されていることを意味し、サーバーの1つに障害が発生しても、別のサーバーが中断することなく引き継ぐことができる。 しかし、クラスターに属さないマシンを管理するには、Hyper-V Manager を使用する必要があります。
SCVMM (System Center Virtual Machine Manager) は Windows Server に含まれていないため、別途購入しなければなりません。 Hyper-V Manager よりも大規模な仮想環境における Hyper-V ホストおよび Hyper-V フェイルオーバー クラスターを管理するために使用でき、1 つのツールで複数の管理タスクを実行することができます。 SCVMMコンソールは、カスタムテンプレートや分析ダッシュボードが組み込まれ、より使いやすいインターフェイスになっています。 また、新しい仮想マシンを簡単に作成および構成するために使用できるリソースのカタログである「ライブラリ」機能も搭載されています。 SCVMM は、前述の無料の Hyper-V Manager および Failover Cluster Manager よりも一歩進んでいますが、基本的な Hyper-V Manager ツールに含まれるいくつかの高度な機能はまだありません。
SCOM (System Center Operations Manager) は、SCVMM とともに使用すると、仮想環境を監視するために役に立ちます。 SCOM で監視する方法は 2 つあります。仮想マシンにオペレーション マネージャー エージェントを配置し、一定の「ハートビート」のためにさまざまなデータを収集しレポートできるようにする。 2) エージェントレス監視を採用することもできます。これは、別のコンピュータにインストールされたプロキシ エージェントを使用して、SNMP (Simple Network Management Protocol) などの標準プロトコルを活用することで同じデータを収集することを伴います。 どのようなソリューションを選択するにしても、ボトルネックが発生したときに対処できるように、VM をリアルタイムで監視できるツールが必要です。
監視は稼働時間とダウンタイムだけでなく、遅延、トランザクションの健全性、およびアプリケーション内のコンポーネントの健全性も重要です。 Windows PowerShell は、多数の VM にわたって適用される必要がある日常的なタスクと複雑なタスクの両方を自動化するためによく使用されます (たとえば、特定のホスト上のすべての VM をシャットダウンするなど)。 Hyper-V Managerでは、PowerShellを使用してほとんどのタスクを実行することができます。 PowerShell の魅力は、Hyper-V ホストをより柔軟に管理できることと、タスクを実行するために使用するコンピューティング リソースが少ないことです。
Hyper-V 管理ツールの制限に不満を感じているのは、あなただけではありません。 ほとんどの IT 管理者は、重要なマシン管理、バックアップ、セキュリティ、および監視機能を実行するために、複数のアプリケーションを使い分けていることに気づきます。 つまり、ツールやコンソールの間を頻繁に、そして素早く移動する必要があるのです。 Microsoft のネイティブ管理ツールの制限により、Hyper-V ユーザーはしばしばサード パーティ ソリューションに助けを求めています。 Acronis Cloud ManagerはMicrosoftと共同で開発され、世界をリードするHyper-V管理ツールです。
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Hyper-V Performance Tuning
今日のIT管理者は、VMパフォーマンスを低下させることなく、サーバー ハードウェアから最大の価値を引き出すことに注目しています。 そしてもちろん、誰もが常に Hyper-V の速度を向上させたいと考えています。
Hyper-V 環境でサーバー ハードウェアを最大限に活用するために、VM リソースが特定のアプリケーションのニーズにどの程度マッチしているかを評価します。 パフォーマンス・チューニングの最も大きな部分はアプリケーション固有であるため、適切なメトリックを収集および分析し、必要に応じて調整することが重要です。 SCOMを使用して仮想化ホストを監視し、Hyper-VホストにおけるCPU、ストレージ、またはメモリの過剰な使用を防止するためのアラートを生成することができます。 これを行うには、Operations ManagerサーバにPerformance and Resource Optimization (PRO) 対応の管理パックをインストールするとともに、各仮想化ホストとVMにOperations Managerエージェントをインストールする必要があります。 Operations Managerはその後、仮想環境に関するデータを1～2週間程度収集し、後でパフォーマンスを最適化するためのPROのヒントを生成します。 仮想マシンをホストから移行したり、特定の設定を更新するよう推奨されるかもしれません。
Take Control Of Your Virtual Environment
この記事を読んでも、まだ質問に対する答えに迷う場合は、以下のようにしてください。 「現在の仮想化戦略や、現在使用しているツールが目標の達成に役立つかどうかを喜んでご相談させていただきます。
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– 使用頻度の高いライフサイクル操作をより迅速かつ容易に実行できます。
– 頻繁に使用されるライフサイクル操作をより迅速に、より簡単に実行。仮想マシンのクローンを最大 20 分早く作成し、複数のホスト間で設定をネイティブ ツールの 5 倍速く構成できます。
– クラスター用の動的最適化により、ボトルネックとアプリケーション減速を排除しながらクラスターのパフォーマンスを最大 40 ％向上。
