VMware vMotion による仮想マシンの移行：その仕組みとは？
どのようなビジネスを営んでいようとも、たとえ短時間のダウンタイムであっても、企業にとって莫大な損失につながる可能性があります。予期せぬダウンタイムを完全に回避することはほぼ不可能ですが、時折発生しうるさまざまなシナリオに備えておくことは可能です。これには、メンテナンス、移転、計画停電などがダウンタイムの原因として挙げられます。 ダウンタイムを回避するために、VMwareはvSphere vMotionを提供しています。
この技術により、仮想マシン(VM)の可用性を中断させることなく、ライブマイグレーションを行うことが可能です。これにより、VMware vMotionは、自己最適化機能を備えたダイナミックで自動化されたデータセンターを構築するための確固たる要素となります。
vMotionとは何か、またどのように活用できるのか？
VMware vMotionは、さまざまな用途に利用できます。具体的には以下の通りです:
ワークロードのライブマイグレーション
VMをダウンタイムなしで、ある物理ホストから別の物理ホストへライブマイグレーションすることができます。この技術により、マイグレーションプロセス中もVMのプロセスは実行され続けます。参考までに、VMwareはコールドマイグレーションモードもサポートしており、これはVMがシャットダウンまたはサスペンドされている状態でマイグレーションを実行できることを意味します。ライブマイグレーションが実行される際、VMは現在のメモリ内容、ネットワークIDおよび接続、ならびにVMを定義するすべての追加情報を保持します。 VMwareのドキュメントによると、ギガビットイーサネットネットワーク上では、移行プロセスは2秒未満で完了します。
全体として、ワークロードのライブマイグレーションには次のような利点があります:
- リソースプール内のVMの自動割り当ておよび最適化;
- ダウンタイムの予定を立てたり、業務に支障をきたしたりすることなく行えるハードウェアのメンテナンス;
- 障害が発生している、またはパフォーマンスが低下しているホストから、VMを予防的に移行する。
自動化とスケジューリング
手作業の負担を軽減するために、仮想マシンの移行を自動化およびスケジュール設定することができます。これは、vSphereの基本的な自動化機能の一つであるDistributed Resource Scheduler(DRS)によって実現されます。移行の詳細設定は、"仮想マシンの移行"ウィザードで行えます。ニーズに応じて、移行プロセスを1回のみ、または複数回実行するようにスケジュール設定できます。 さらに、VMware vMotion を使用すれば、数秒で適切な移行先ホストを見つけることができるため、手動でホストを探す手間が省けます。
長距離移動
複数の拠点や国にまたがる大規模なインフラストラクチャを運用している場合、VMwareは長距離にわたるVMの移行機能を提供しています。vSphere 6.0のリリース以降利用可能となった"Long Distance vMotion"は、ネットワークの往復遅延時間が長いホスト間での移行を可能にします。 RTT(ラウンドトリップタイム)とは、信号やデータパケットが起点から宛先へ行き来するのに要する時間のことです。VMware vMotionでは、この時間は約150ミリ秒以下です。RTTが約10倍に延長されたことで、異なる大陸にあるデータセンター間でも、稼働中のワークロードを容易に移行できるようになりました。
新しいデータストアへの移行
VMが実行されているホストを変更するだけでなく、VMware vMotionを使用すると、VMのデータストアを変更することもできます。ホストのみを変更する場合、VMの状態全体は新しいホストに移動されますが、仮想ディスクは2つのホストが共有する同じ場所に残ります。ホストとデータストアの両方を変更する場合は、VMの状態と仮想ディスクの両方が移動されます。 VMの仮想ディスクと構成ファイルは、同一の場所または別々の場所に配置できます。
共有ストレージがなくても、ホスト間、クラスタ間、またはデータセンター間で移行を行うことができます。正式名称をStorage vMotionというこの機能により、VMのメンテナンスやアップグレードの簡素化、パフォーマンス向上のためのディスクの最適化、あるいはディスクタイプの変換が可能になります。この機能は、VMware vSphere 5.1以降のバージョンで利用可能です。
vMotionの仕組み
まず何よりも、vMotionの設定要件リストに注意を払う必要があります。具体的には、ソースホストとターゲットホストのネットワークインターフェースを適切に構成する必要があります。また、必要な帯域幅を確保し、フェイルオーバーに備えて少なくとも1つの追加のネットワークインターフェースコントローラを用意し、パフォーマンス向上のためにジャンボフレーム(ペイロードが1500バイトを超えるイーサネットフレーム)を使用することをお勧めします。
ある物理ホストから別の物理ホストへVMをライブマイグレーションするには、VMware vMotionは以下の3つの技術を利用しています:
- まず第一に、この機能について VMの状態全体をカプセル化するこれには、メモリ、レジスタ、およびネットワーク接続が含まれます。これは、ファイバーチャネルやiSCSIストレージエリアネットワーク(SAN)、あるいはネットワーク接続ストレージ(NAS)などの共有ストレージ領域に保存されたファイル群によって実現されます。
VMFS(Virtual Machine File System)は、仮想マシンのディスクイメージを保存するために開発されたVMwareのクラスタ型ファイルシステムであり、複数のVMwareサーバー環境が、同一仮想マシンのファイルに同時にアクセスできるようにします。
- その後、 VMの状態情報が宛先ホストにコピーされますこれには、VMのアクティブなメモリと、その正確な実行パラメータが含まれます。データは高速ネットワークを介して転送されるため、このプロセスはわずか数秒で完了します。VMware vMotionは、進行中のメモリトランザクションをビットマップで追跡します。データ転送が完了すると、vMotionはソースVMを一時停止し、ビットマップをターゲットホストにコピーして、VMの動作を再開します。 このプロセス全体は、トランザクションの整合性を確保するように実行されます。
- 移行に使用されるネットワークはすべて仮想化されているため、 VMのネットワーク識別情報とアクティブな接続を維持する. このプロセスの一環として、VMware vMotion は仮想 MAC アドレスを管理します。参考までに、MAC は Media Access Control(メディアアクセス制御)の略です。VMware ソフトウェアは、特定のホストシステム内で各仮想マシン(VM)に一意の MAC アドレスが割り当てられるようにします。ターゲットホストが起動すると、vMotion はネットワークルーターに ping を送信し、ルーターが仮想 MAC アドレスの新しい物理的な位置を認識していることを確認します。
まとめ
VMware vMotion を使用すれば、VM の正確な状態、ネットワーク識別情報、およびネットワーク接続が維持されるため、ダウンタイムなしで VM の移行を行うことができます。その結果、ビジネスに不可欠な業務の停止を回避できます。ただし、VMware vMotion はデータ保護ソリューションの代わりにはならず、移行中のデータ損失を完全に防ぐことはできません。
NAKIVO Backup & Replication 以下の機能により、データセンターの移行をスムーズかつ効率的に行うことができます VMのレプリケーション, 災害復旧のオーケストレーション、柔軟なデータ復旧オプションなど。
