仮想化環境ではNIC（network interface card）などを含めたハードウエアの機能をソフトウエアで実現するため，可用性を高めやすくなるなどのメリットがある。その一方で，ソフトウエア処理そのものは増え，膨大なトラフィックをさばくサーバーでは，そのオーバーヘッドを無視できなくなる。
宮下 徹／奈良 昌紀
ネットワンシステムズ応用技術本部 第5応用技術部
DCエンジニアリングチーム
仮想化技術を使ったシステムの処理性能を考えるとき，大抵は1台のサーバー・ハードウエアで何台分の仮想マシンを動かすか，あるいは各仮想マシンにどの程度のメモリー容量を割り当てるかといった点を気にするだろう。
ただ，それだけでは十分とは言えない。仮想化環境では，ネットワーク関連の処理の一部もサーバー上でソフトウエア的に実現されるため，従来のサーバーに比べて，オーバーヘッドとなる処理が多くなる。
そこで，ネットワーク性能を高めるための，仮想化環境特有の工夫が求められるようになる。今回は，仮想化環境でネットワークの応答性能を高めるためのアプローチを紹介しよう。
アプローチは大別して3通り
仮想化環境でネットワークの性能を高めるためのアプローチは，オーバーヘッドの発生場所により3通り考えられる。（1）アプリケーション処理，（2）ハイパーバイザでのTCP/IP処理，（3）仮想化レイヤーの処理である（図1）。
（1）は複数サーバーへの負荷分散やSSL（secure sockets layer）の暗号化/復号処理オフロードなど，物理環境と同じアプローチである。ロードバランサなどのネットワーク・アプライアンス（最近はアプリケーション・デリバリ・コントローラと呼ばれることが増えている）を使うことで，仮想化環境のサーバー負荷を軽減し，ネットワークの応答性能を高める方法だ（図2）。仮想マシン自体の処理を物理ホストの外にオフロードすれば，ホストの負荷を下げられる。物理環境でも仮想化環境でも適用できる点もメリットである。
サーバーの負荷を抑える例の一つは，TCPコネクションの集約である。外部からサーバーへの接続をアプリケーション・デリバリ・コントローラで受け付け，いったんTCPコネクションを終端，コントローラからサーバーに別のコネクションを確立する仕組みだ。こうすると，サーバー側のコネクションを複数のユーザーで兼用でき，サーバーで維持するコネクション数を抑えられる。
例えばApacheなどのWebサーバーは，設定によってはユーザーからのリクエストごとにTCPのコネクションを確立してしまう。こうなると，コネクション確立のやり取りにCPU負荷がかかるほか，コネクションの状態を管理するためにメモリー領域を多く消費する。一つひとつのコネクション確立の負荷は決して大きくはないが，数万ユーザーが同時にアクセスしてくるWebサイトなどでは，トータルの負荷は無視できないほど大きくなる。
このような場合にアプリケーション・デリバリ・コントローラのTCPコネクション集約機能とApacheのKeepAliveを有効にすると，サーバー側で保持するTCPコネクションを最小限に抑え，複数のクライアントからの要求をさばけるようになる。