［仮想化編］重要性増すネットワーク・レベルの仮想化

日経コミュニケーション

2009.12.08

　「ユーザーが必要とする処理能力に見合うCPUリソースをオンデマンドで提供する」，「コストを下げられるよう，未使用のCPUリソースは解放する」，「使用中のサーバー・マシンに障害が発生しても，即座にハードウエアを切り替えてサービスを継続させる」──。

　クラウド型サービスには，こうした機能が期待される。ユーザーが最も気にしているのは，サーバーやネットワークの導入・運用コストや運用負荷を抑えながら，安定して稼働するシステムを実現することである。

　こうしたニーズに応えられる仕組みを実現するうえで，中心となるのが仮想化技術である。“仮想化”と言った場合，一般にはサーバー仮想化を指す。これは，サーバー・マシンを仮想的にソフトウエアで実現するものだ。さらに，仮想サーバー同士を接続するため，仮想的なスイッチを用意する必要がある。これを「仮想スイッチ」，そのための技術を「スイッチの仮想化」あるいは「ネットワークの仮想化」と呼ぶ。

従来の課題を克服した仮想スイッチの新技術

図1●仮想マシンをサーバー上でつなぐ仮想スイッチ

仮想マシン同士がイーサネット・フレームをやり取りする場合，ハイパーバイザーの仮想的なスイッチ機能である「仮想スイッチ」が処理を受け持つ。

　1台のマシン上で複数の仮想マシン（VM）同士が通信する場合，何らかのスイッチ機能が必要になる。従来は，単純にハイパーバイザー内に仮想的なスイッチ機能（仮想スイッチ）を設け，そこでVM間でやり取りするイーサネット・フレームを中継していた（図1）。

　ただ，この方式はいろいろな課題を持っている。特に大きいのは，CPUでスイッチ処理を実行することによるオーバーヘッドと，サーバーごとに仮想スイッチを設けることによる運用・管理の煩雑さである。こうした従来型の課題を克服するため，仮想スイッチの新しい技術が開発されている。

　その一例が，米インテルが開発した「Intel Virtualization Technology」（Intel VT）の一つ，「Intel VT-c」（VT for Connectivity）。従来はハイパーバイザーで実行していた仮想スイッチの処理をLANアダプタ側にオフロードする機能で，VMの負荷軽減とスループット向上を狙ったものだ（図2）。