LPIC304試験対策 330.1仮想化の概念と理論

LPIC304を受験するので、まとめていきます。
LPIC304試験については、公式ページを確認ください。
1つ1つトピックのボリュームが多かったので、単元ごとに書きました。

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330.1仮想化の概念と理論

重要度：8

仮想化とは

仮想化(Virtualization)とは、コンピュータリソースを抽象化すること。

サーバ仮想化のメリット

・H/W資産の柔軟な運用
・仮想マシンのテンプレート化
・ピーク時間の分散
・ランニングコストの削減

サーバ仮想化のデメリット

・物理サーバの故障やメンテナンス時の影響
・パフォーマンスの低下
・仮想化の専門知識が必要

サーバ仮想化の手法

• ホストOS型
• 特徴：ホストOS上に仮想化S/Wをインストールし、その上にゲストOSを動作させる。
• メリット：手軽
• デメリット：動作のオーバーヘッドが大きくなる
• 具体的なツール：VirtualBox、VMware Workstation、Microsoft Virtual PC、Parallels Desktop

#試験に出るのは、VirtualBoxの特徴くらい

• ハイパーバイザー型
• 特徴：物理マシンの上に仮想化ソフトウェアを直接起動し、その上にゲストOSを起動する。企業での仮想化の主流。
• メリット：ホストOS型に比べてパフォーマンスが良い
• ツール：Xen、HP社のIntegrity Virtual Machines、VMware社のVMware vSphere

ハイパーバイザーの実現方法

完全仮想化(H/W仮想化とも呼ぶ)、準仮想化(PV：ParaVirtualization)の2種類がある。

	完全仮想化	準仮想化
H/Wエミュレーション	する	しない
処理性能	低い	高い
ゲストOSの修正	不要	必要
CPUの仮想化支援機能	必要	不要

ゲストOSとしてWindowsを採用できるのが、完全仮想化。

完全仮想化を効率化する為には、CPUの仮想化支援機能を利用する。
これは最近のCPUに含まれている機能。
仮想化ソフトウェアが行う処理の一部をCPUが分担することで処理を高速化する。
Intel VT(Intel Virtualization Technology)やAMD-V(AMD Virtualization)として実装されている。

コンテナ型仮想化

コンテナ概要

仮想マシンを作成するほどの手間をかけずに、一台の物理サーバにおいて複数のサーバにそれぞれ独立した環境を提供できる。
クラウドコンピューティングの発展とともに注目を浴びている。

仕組み

Linuxの機能の組み合わせで成り立っている。「chroot」によるルートディレクトリ位置の変更、「NameSpace(名前空間)」による空間分離、「cgroup」によるグループ化されたリソースの制限等が使用されている。
つまり、
コンテナ内プロセスは、変更されたルートディレクトリまでの空間しか見えず、お互いが隔離された状態として動く。隔離された空間内でリソース制限をかけることにより、それぞれの環境にあった隔離空間が形成される。
各コンテナを、OS側から見ると、コンテナは通常のLinuxのプロセスであり、OSは一つしか動いていない。

試験に出題される範囲のコンテナ

コンテナ型S/Wとして、LXC、OpenVZ、Dockerがある。

• 特徴：仮想CPU、仮想メモリ、仮想ディスクという仮想的なH/W概念がないため、エミュレーションの必要性がない
• メリット：構築スピードが早い。集約率が高い。
• デメリット：OSの不具合、障害などが広範囲に及ぶ。異なるOSを稼働させることができない。OSレベルでのカスタマイズに制限がある。

クラウド

クラウドとは、ネットワークの向こう側にコンピュータ群やサービスたちを指す。
詳しくはこちら

5つの特徴

• オンデマンド・セルフサービス
• 必要なときに必要サービスを自由に利用できる
• 広帯域ネットワークアクセス
• インターネットを利用して、どこからでもアクセスできる
• リソースの共有
• リソースを蓄えておき利用できる
• スピーディーな拡張
• サービスやリソースの利用を迅速かつ柔軟に変更できる
• サービスが計測可能
• リソースの利用が計測できる

3つのサービスモデル

• SaaS
  • 「S/W as a Service」の略。単にS/Wを利用する。O365、Salesforce、gmailなど
• PaaS
  • 「Platform as a Service」の略。開発環境までを提供してくれる。Windows Azureなど
• IaaS
  • 「Infrastructure as a Service」の略。サーバ、ストレージなどのインフラ環境を提供してくれる。Amazon EC2など

4つの配置モデル

• プライベート(自社)クラウド
• コミュニティクラウド
• パブリック(インターネット)クラウド
• ハイブリッドクラウド

マイグレーション

既存の環境をそのまま別の環境へ移すこと

• ライブマイグレーション
  • サービスを停止することなく移行すること。
  • 仮想化システムの魅力の1つ
• P2V
  • 物理サーバから仮想サーバへの移行
• V2V
  • 仮想サーバから別の仮想物理サーバ上の仮想サーバへの移行
• V2P
  • 仮想サーバから物理サーバへの移行