ハイパーバイザーとは何ですか?

ハイパーバイザーは、仮想化またはソフトウェアからハードウェアを分離する際に基盤となるテクノロジーです。IT 管理者は、単一のホストマシン上に複数の仮想マシンを作成できます。各仮想マシンは、独自のオペレーティングシステムと、CPU、グラフィックアクセラレーター、ストレージなどのハードウェアリソースを備えています。物理コンピュータと同じように、ソフトウェアアプリケーションを仮想マシンにインストールできます。

仮想マシンや他の仮想化テクノロジーを基礎とすることで、エンタープライズアプリケーションにおけるクラウドコンピューティングサービスが可能になりました。これらを使用すると、限られたハードウェアインフラストラクチャでコンピューティングサービスを効率的にスケールできます。例えば、単一のサーバーで複数の仮想マシンを使用することにより、さまざまな事業部門がさまざまなワークロードを個別に実行できます。 

ハイパーバイザーを利用する仮想化ソフトウェアについては、いくつかのユースケースが考えられます。いくつかの例を以下に示します。

デスクトップ仮想化

従業員は、デスクトップ仮想化ソフトウェアを使用して、サーバー上のワークステーションコンピューティング環境のバージョンをエミュレートします。これにより、業務用のアプリケーションやファイルにリモートでアクセスできます。 

リソースの最適化

企業はハイパーバイザーを使用して、さまざまな機能を実行する複数のコンピュータを 1 つのサーバーに統合します。例えば、生産、マーケティング、およびカスタマーサポートチームが個々の物理サーバーでワークロードを実行すると、リソースがアイドル状態になる可能性があります。ハイパーバイザーを使用すると、それぞれのビジネスユニットの仮想マシンが異なるオペレーティングシステムやソフトウェアコンポーネントを必要とする場合でも、それらのマシンを 1 台のサーバーでホストできます。 

障害復旧

ハイパーバイザーは、仮想マシンの以前の状態のスナップショットを仮想マシンイメージ (仮想マシンのインストール手順、設定、および他の詳細を含むファイル) にキャプチャします。システム管理者は、イメージファイルを使用して、障害が発生した場合に仮想マシンを復元できます。バックアップコピーを作成したり、仮想マシンを別のホストに移動したりする機能もあります。

レガシーシステムの継続性

一部の組織は、基盤となるサーバーと比較してより長期間使用されるソフトウェアに多額の投資を行っています。ハイパーバイザーは、必要なハードウェア環境を仮想化することで、ソフトウェアの実行を継続するオプションを提供します。これにより、組織は、既存のビジネスワークフローの中断を最小限に抑えて、クラウドトランスフォーメーションの取り組みをサポートできます。

ハイパーバイザーには 2 つのタイプがあり、それぞれアーキテクチャとパフォーマンスが異なります。 

タイプ 1 ハイパーバイザー

タイプ 1 ハイパーバイザーは、メタルサーバーの上にあり、ハードウェアリソースに直接アクセスできます。このため、タイプ 1 ハイパーバイザーはベアメタルハイパーバイザーとも呼ばれます。ホストマシンには、ベアメタルハイパーバイザー設定でオペレーティングシステムがインストールされていません。代わりに、ハイパーバイザーソフトウェアは、軽量のオペレーティングシステムとして機能します。

メリットとデメリット

タイプ 1 ハイパーバイザーは、そのアーキテクチャにより、非常に効率的です。ホストオペレーティングシステムを介さずに、複数の仮想マシンのリソースを直接管理および割り当てることができます。これらのタイプのハイパーバイザーは、ホストオペレーティングシステムが存在しないことで不安定になるリスクが軽減されるため、より安全でもあります。 

タイプ 2 ハイパーバイザー

タイプ 2 ハイパーバイザーは、ホストオペレーティングシステムにインストールされるハイパーバイザープログラムです。ホスト型または組み込み型のハイパーバイザーとしても知られています。他のソフトウェアアプリケーションと同様に、ホスト型ハイパーバイザーは、コンピュータリソースを完全に制御することはできません。代わりに、システム管理者がホストされたハイパーバイザーにリソースを割り当て、そのハイパーバイザーがそのリソースを仮想マシンに配布します。

メリットとデメリット

ホストオペレーティングシステムが存在することで、仮想化環境にレイテンシーが発生します。仮想マシンがコンピューティングリソースをリクエストすると、ハイパーバイザーは基盤となるハードウェアに直接アクセスできませんが、リクエストをホストオペレーティングシステムに中継します。また、ハイパーバイザーとそのホスト仮想マシンは、ホストオペレーティングシステムの安定性に依存しています。 

タイプ 1 ハイパーバイザーとタイプ 2 ハイパーバイザーの比較

違いはあるものの、どちらのタイプのハイパーバイザーもさまざまなアプリケーションで役に立ちます。例えば、エンタープライズクラウドデータセンターでは、リソースを仮想マシンに割り当てる際の効率性、スケーラビリティ、および柔軟性を活用するために、タイプ 1 またはベアメタルハイパーバイザーを使用します。また、タイプ 1 ハイパーバイザーは別のオペレーティングシステム上で実行されないため、一般的により安全で安定しています。 

逆に、タイプ 2 ハイパーバイザーはより使いやすいため、管理者はこれを使用します。タイプ 2 ハイパーバイザーは、ベアメタルハイパーバイザーよりもインストール、設定、および使用が容易です。これは、他のデスクトップアプリケーションのインストールと使用に似ています。 

コンテナは、任意のオペレーティングシステムでアプリケーションを実行するために必要なすべてのファイルと設定を格納するソフトウェアパッケージです。デベロッパーはコンテナを使用して、ソフトウェア開発の複雑さを軽減し、アプリケーションをデプロイする際の効率を向上させます。コンテナ化されたアプリケーションは、基盤となるオペレーティングシステムから独立しているため、パブリック、ハイブリッド、またはオンプレミスのクラウドで一貫したパフォーマンスで実行できます。 

ハイパーバイザーとコンテナはどちらも仮想化を提供しますが、ソフトウェアレイヤーが異なります。ハイパーバイザーは、ソフトウェア環境からハードウェアを抽象化します。対照的に、コンテナは、コンテナエンジンがオペレーティングシステムを抽象化する環境で実行されます。 

AWS Nitro System は、組織が安全なクラウド環境でより迅速に革新できるようにする軽量のハイパーバイザーです。これは、ハイパーバイザーの管理タスクを特定のハードウェアおよびソフトウェアに委任する次世代の仮想化テクノロジーです。これにより、AWS Nitro System は、すべてのコンピューティングリソースを AWS ワークロード専用にすることができます。

AWS Nitro System のいくつかのメリットを次に示します。

• AWS Nitro System は、仮想化されたリソースを継続的にモニタリングし、不注意によるアクセスを防ぎます。
• 組織は、高速ネットワーキング、高速 Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS)、I/O アクセラレーションなど、専用の Nitro カードを使用してパフォーマンスを向上させています。
• AWS Nitro Enclaves を使用すると、組織は分離されたコンピューティング環境を作成して、個人を特定できる情報 (PII)、財務データ、および他の機密情報を保護できます。 
• AWS Nitro System は、以前のバージョンの EC2 インスタンスと互換性があります。これにより、組織は、最新のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントで既存のワークロードを実行できます。 

今すぐ AWS アカウントにサインアップして、ハイパーバイザーの使用を開始しましょう。