サーバー仮想化とコンテナ技術、どちらが仮想化のニーズを満たすことができるでしょうか?

今日

企業ITにおける最も一般的な問題の1つ

開発・運用業務を行う際

独立した効率的なシステム環境を構築する方法

資源使用量を削減し、効率性を向上させながら

また、互いに干渉せず、安全な隔離を確保できる。

チーム間のコラボレーションの問題を回避するため

企業がDevOpsをできるだけ早く導入できるようにする

サーバー仮想化とコンテナ技術の登場

これらの問題に効果的に対処するため

複数のオペレーティングシステム/アプリケーションスタック間の競合を解決する

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サーバー仮想化技術とは

サーバー仮想化テクノロジーの場合、仮想レイヤーは、カーネルを含む完全なシステムイメージである完全な仮想マシンをユーザーに提供します。 CPU 仮想化技術は、各ユーザーに他のユーザーから分離された専用のシステム環境を提供できます。仮想レイヤーは、仮想化された CPU、メモリ、および IO デバイスのリソースを各ユーザーに割り当てることができます。

コンテナテクノロジーとは何ですか?

コンテナは、アプリケーションに分離された動作空間を提供します。各コンテナには排他的で完全なユーザー環境空間が含まれており、1 つのコンテナでの変更は他のコンテナの動作環境に影響を与えません。さらに、コンテナは同じシステムカーネルを共有するため、複数のコンテナで同じライブラリを使用すると、メモリの使用効率が向上します。

サーバー仮想化が解決する中心的な問題はリソースの割り当てである

コンテナが解決する中心的な問題は、アプリケーションの開発、テスト、および展開です。

実際の運用では

すべての仮想化タスクに最適なソリューションはどれですか?

サーバー仮想化の観点から最適な環境分離ソリューションを探している場合、システムレベルの仮想化がより適切なソリューションです。コンテナーと比較すると、仮想化ソリューションでは、システムに対するノイジーネイバーの影響は問題になりません。現在、多くのコンテナは分離機能の向上に重点を置いていますが、仮想マシンは依然としてコンテナよりも優れた分離機能を提供します。物理サーバーから仮想サーバーへの移行は自然なプロセスであり、仮想サーバーの管理エコシステムは完成しています。

ほとんどの仮想マシンは比較的独立しており、各仮想マシンには独自のオペレーティングシステム、ドライバー、およびアプリケーションコンポーネントが含まれています。適切なハイパーバイザーがあれば、仮想マシンを他の仮想化プラットフォームに移行することもできます。

ハイパーバイザーベースの仮想マシンには、完璧な分離機能が備わっています。システムハードウェアリソースは完全に仮想化されており、ハイパーバイザーによって仮想マシンに割り当てられるため、バグ、ウイルス、または侵入は 1 つの仮想マシンに影響を与える可能性がありますが、他の仮想マシンに広がることはありません。

対照的に、コンテナは物理的なオペレーティングシステム上で実行され、多数の基盤となるオペレーティングシステムカーネル、ライブラリファイル、およびバイナリファイルを相互に共有し、実行を開始する前に統合された基盤となる承認 (通常、Linux 環境ではルート権限) を取得するため、分離性が不十分です。その結果、脆弱性や攻撃が基盤となるオペレーティングシステムに侵入したり、他のコンテナーに移行したりする可能性が高くなり、最初のインシデントよりもはるかに広範囲に広がる可能性があります。

アプリケーションが実行されるインスタンスを分離するだけの場合、コンテナは、アプリケーションの実行環境の管理、アプリケーションインスタンスの起動、リソースのオーバーヘッドの制御に非常に効率的なツールになります。コンテナ化の最大の利点は、同じハードウェア上で占有するスペースが少なく、仮想マシンよりも多くのインスタンスを実行できることです。

Docker などの代表的なコンテナ技術の設計原則は、アプリケーション環境の変更とアプリケーションの展開の問題を解決することであり、これは DevOps の概念と非常に一致しています。 R&DクラウドのDCOSプラットフォームは、Dockerテクノロジーをエンジンとして継続的インテグレーションプロセスフレームワークをアップグレードし、コンテナ化された継続的デプロイメントフレームワークに進化させ、機能開発プラットフォーム上に実装することで、製品の自動化された継続的インテグレーションとデプロイメントを実現します。速度と移植性は、コンテナテクノロジーの 2 つの主な特徴です。

速い

Docker コンテナテクノロジーを例に挙げると、通常の仮想マシンは、電源を入れるたびに完全に新しいオペレーティングシステムインスタンスを起動する必要がありますが、Docker コンテナはカーネル共有を通じてホストされているオペレーティングシステムのセットを共有できます。つまり、Docker コンテナの起動と停止には数分もかからず、数百ミリ秒しかかかりません。

この速度の向上は、Docker コンテナを使用して作成されたソフトウェアシステムが、マイクロサービスベースのアーキテクチャを使用して構成されたソリューションであっても、仮想マシンベースのソリューションよりも高いレベルの俊敏性を実現できることを意味します。さらに、コンテナ化されたアプリケーションは、仮想マシンやベアメタルよりもパフォーマンスが優れています。 2014 年の IBM の調査レポートでは、「ほぼすべてのケースで、コンテナーのパフォーマンスは仮想マシンと同等かそれ以上である」ことが示されています。

コンテナは大量に迅速に複製できるため、コンテナテクノロジの重要な利点の 1 つですが、管理者が気付かないうちに大量のコンピューティングリソースを消費する可能性もあります。コンテナ化されたアプリケーションをスケールアップした後、スケールダウンし忘れると、企業にとって不要なクラウドコンピューティングのオーバーヘッドが大量に発生する可能性があります。

携帯性

VM ベースのソリューションでは、アプリケーションの移植性は通常、クラウドプロバイダーがサポートするリージョンに制限され、エンタープライズソフトウェアが自己ホスト環境で実行される場合、移植性はデータセンター内に制限されます。その理由は、異なるクラウドプロバイダーが通常、異なる形式の仮想マシンを提供しているためです。 Packer のようなツールを使用すると、同じ仮想マシンイメージファイルを異なるクラウドサービスで実行することは可能ですが、多くの追加作業が必要になります。実現可能ではありますが、ユーザーを単一のプラットフォームに制限してしまいます。

コンテナテクノロジーは、マイクロサービスタイプのアプリケーションの開発に非常に適しています。この方法では、複雑なアプリケーションを基本コンポーネントに分割し、各コンポーネントを個別のコンテナにデプロイしてから、関連するコンテナをリンクして統合されたアプリケーションを形成します。アプリケーション全体を再開発する必要なく、新しいコンポーネントコンテナーを追加することでアプリケーションを拡張できます。

Docker コンテナテクノロジーを例に挙げてみましょう。エンジニアリングチームと運用チームは、インフラストラクチャを複数のクラウドプロバイダーのサービスに拡張でき、Docker デーモンが実行されている限り、アプリケーションの正常な動作を確保できます。アプリケーションをクラウドプロバイダーから切り離すことで、IT チームの自由度が高まり、プロバイダー間のヘッジにおけるソフトウェアソリューションの適応性が向上します。

ただし、コンテナ間の既存の依存関係により、サーバー間の移植性が制限される可能性があります。たとえば、Linux オペレーティングシステム上で実行されている Docker コンテナーは、現在のバージョンの Windows Server オペレーティングシステムでは実行できません。

要約すれば

完全に仮想化されたシステムには、固有のリソースセットが割り当てられます。

より強い隔離

しかし、それは占有率と総資源への依存度を増大させます。

コンテナは隔離性が弱いが、より軽量である

限られたリソースでも

何千ものコンテナを簡単に起動することも可能です。

おそらくサーバ仮想化とコンテナ技術

種類ではない

あらゆる仮想化タスクに最適なソリューション

しかし、実用化の観点から