Linux インフラストラクチャの学習 - KVM を使用した仮想化

KVMを使用した仮想化

この章では、エンタープライズ レベルの仮想化ソリューションを設計および実装する方法について説明します。私は Linux をベースとしているため、カーネルベースの仮想マシン (KVM) に焦点を当てています。この章のトピックには、仮想化の理解、ハードウェアの選択、ネットワークの構成方法などが含まれます。ストレージ;ファイルシステムの選択。最適化;セキュリティ上の問題そして、これらすべてをまとめるリファレンス アーキテクチャです。

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仮想化とは何ですか?

オペレーティング システムの仮想化とは、別のマシン内に仮想マシン (VM) を作成することです。ホストはハイパーバイザーと呼ばれ、ゲストは仮想マシンと呼ばれます。図 3-1 に示すように、1 つの物理シャーシ上で 5 台の仮想マシンが実行されています。ホストまたはハイパーバイザーが Red Hat または CentOS を実行しており、VM でも同じ OS が実行されていると仮定すると、OS のコピーは 6 つ存在することになります。

KVM では、まず基本オペレーティング システムをインストールし、次に KVM パッケージをインストールして、VM の作成を開始します。

ビジネスに仮想化を使用する利点は次のとおりです。

• 購入するサーバー数が少なくなるため、設備投資が削減されます
• オンデマンドで拡張できるため、プロビジョニングが高速化されます
• サーバーの削減によるエネルギーコストの削減
• 高可用性を利用して災害復旧を容易にする
• レガシーアプリケーションのサポートが容易
• クラウドに近づく
• データセンターの占有面積が小さいためサポート要件が軽減される

いずれにせよ、仮想化は万能薬ではありません。仮想化を使用する場合の欠点は次のとおりです。

• 仮想化の抽象化レイヤーにより、パフォーマンスが低下します。
• 仮想化プラットフォームでは過剰プロビジョニングが発生しやすく、ピーク時にシステム パフォーマンスが低下します。
• ソフトウェア定義ネットワークの導入が遅れた結果、仮想ネットワークの管理が困難になり、仮想ネットワークが混雑するようになりました。
• アプリケーションをより仮想/クラウド対応に書き直すと、追加の先行導入コストが発生する可能性があります。
• ハイパーバイザーが失われると、ハイパーバイザー上の多数の仮想マシンが失われる可能性があります。
• 仮想化管理には、運用領域で追加のトレーニングとプロセスが必要です。

仮想化ソリューション

エンタープライズ クラスの仮想化ソリューションには次のようなものがあります。

ルクセンブルク

https://linux.org/ より

オープンVZ

http://openvz.org/メインページ

QEMU/KVM

http://www.linux-kvm.org/page/Main_Page

ヴイエムウェア

http://www.vmware.com/

XenServer

http://www.xenserver.org/

WindowsベースのMicrosoft Hyper-V

http://www.microsoft.com/en-us/server-cloud/solutions/virtualization.aspx

FreeBSDベースのBhyve

http://bhyve.org/

この章では KVM について紹介します。どのプラットフォームを選択するかの選択は複雑になる可能性があります。 1 つの選択肢として、SPEC virt (http://www.spec.org/virt_sc2013/) などの仮想化ベンチマーク ソフトウェアを使用して、環境内の 2 つ以上のソリューションを比較することが挙げられます。 SPEC virt を使用すると、多数の仮想マシンを起動し、Web サーバー、データベース サーバーなどのさまざまなワークロードを実行できます。最後に、SPEC virt は、XenServer、KVM、または別の仮想化プラットフォームが優れたパフォーマンスを提供しているかどうかを判断するために比較できる一連の数値を公開します。

Linux コンテナー (LXC)これは、システムおよびアプリケーション コンテナーを作成および管理するためのユーザー空間インターフェイスです。 KVM と比較すると、LXC は軽量であり、通常、ハイパーバイザーごとに VM よりも多くの Linux コンテナを作成できます。企業では、LXC だけでなく VM も見つかる可能性があります。 LXC と KVM の主な違いは、KVM では VM ごとに異なるカーネルを実行できるのに対し、LXC では同じカーネルを共有できることです。 LXC もハイパーバイザーと同じ OS に制限されますが、KVM はそうではありません。ハイパーバイザーとは異なる OS を VM にインストールできます。 LXC を管理するためのツールは、KVM を管理するためのツールとは異なります。 Libvirt は、KVM VM と Linux コンテナを管理するために使用できる仮想化管理ライブラリです。 Libvirt は非常に柔軟性が高く、幅広い仮想化テクノロジーを管理できます。 LXC の例を図 3-2 に示します。

OpenVZ も LXC と同様にコンテナベースです。 LXC と OpenVZ のどちらを使用するかの選択は複雑になる可能性があります。 LXC は RedHat によってサポートされているため、CentOS または RedHat を使用している場合は、OpenVZ よりも LXC のサポートを受けるのが簡単かもしれません。急速に人気を集めているもう 1 つのコンテナベースのテクノロジーは Docker (https://www.docker.com/) です。 Docker は迅速なアプリケーション展開に使用できます。

VMware は 10 年以上にわたり仮想化ソリューションのリーダーとして活躍してきました。 VMware のハイパーバイザーは Linux ベースであり、管理サーバーは Windows ベースです。 VMware を使用する利点の 1 つは、ハイパーバイザーが一部のサーバーに組み込まれているため、ハイパーバイザーをインストールする手間が省けることです。 VMware および Microsoft の仮想化ソリューションに関する注意点の 1 つは、ライセンス コストです。どちらも無料の仮想化ソリューションを提供していますが、エンタープライズ製品は無料ではありません。

Linux 分野では、XenServer、VMware、KVM が仮想化の主要プロバイダーです。ビジネスにおける選択は多くの要因によって決まります。

• エンジニアリングスキルの提供
• インストールされたオペレーティングシステムベース
• 組織内の政治
• サプライヤーとパートナーシップ
• ビジネス要件
• 企業が採用する技術の方向性

たとえば、Linux を実行していて Windows サーバーがない場合は、Hyper-V を使用する意味はありません。 KVM の方が良い選択かもしれません。一方、フル機能のグラフィカル ユーザー インターフェイスと Linux ベースのハイパーバイザーを備えた成熟した製品を希望する場合は、KVM よりも VMware の方が適切なソリューションとなる可能性があります。 KVM を選択する利点の 1 つは、RedHat によって完全にサポートされていることです。 Citrix は XenServer も完全にサポートしています。ただし、KVM ほど RedHat や CentOS と緊密に統合されていません。