ストレージI/Oの仮想化手法の1つである「スイッチによるI/Oの仮想化」は、ネットワーク全体で特定のVMに対して一定レベルのパフォーマンスを保証でき、さらに故障時の可用性対策にも有効だ。
仮想サーバと仮想デスクトップが普及したことで、ストレージへのI/O要求がさらに高まった。その解決策として「仮想I/O」に注目が集まっている（関連記事：煩わしいI/O管理からCPUを解放するネットワークの仮想化手法）。これから2回にわたり、ストレージI/Oの仮想化を実現する方法を解説していく。
まずは、ストレージI/Oの仮想化に関連する重要な用語を解説しよう。I/O仮想化を検討する上では、知っておく必要があるものばかりだ。
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| コンバージドネットワークアダプター（CNA） | イーサネットネットワークインタフェースカード（NIC）とファイバーチャネルホストバスアダプター（HBA）の機能を組み合わせたアダプター |
| Fibre Channel over Ethernet（FCoE） | ファイバーチャネルをイーサネットネットワーク上で動作させるストレージプロトコル |
| NICパーティショニング（NICP） | ネットワークインタフェースデバイスを論理的に分割し、複数の仮想サーバで利用できるようにする技術。QLogicが開発 |
| PCI-SIG I/O Virtualization（IOV） | PCI Express（PCIe）ベースのデバイスを共有するための規格を開発するPCI分科会 |
| シングルルートI/O Virtualization（SR-IOV） | 1台のコンピュータ内でPCIeデバイスを共有するためのPCI-SIG規格 |
マルチルートI/O Virtualization（MR-IOV）：複数のコンピュータ（ブレードシステムなど）でPCIeデバイスを共有するためのPCI-SIG規格
これらの仮想I/Oカードで登場しつつあるもう1つの機能として、「仮想スイッチをカード上に作成する」機能がある。これは特に仮想化サーバ環境で役立つ機能であり、サーバから送出されるネットワークトラフィックを大幅に減少させる効果がある。この機能を使えば、同じホスト上で動作する2個のVMが互いに直接通信することが可能になる（これは極めて一般的な要求だ）。仮想スイッチは、このトラフィックをわざわざ物理スイッチに送らず、ローカルトラフィックを物理ホストの内側に隔離する。これもホスト内部のVMのパフォーマンスと全体的なネットワーク効率の向上につながる。
また、I/O仮想化を提供できるネットワークアダプターは、使用するストレージプロトコルの種類を仮想化する機能を備えている。例えば、FCやFCoE、10GbE、iSCSIをサポートするカードもある。仮想I/Oアダプターには、サーバあるいはVMの動作を中断せずにポートの設定を変更する機能も求められる。現在、一部のアダプターでは再起動が必要だが、それもいずれ改善されるだろう。
I/Oを仮想化できるもう1つの場所が「インフラそのもの」である。このインフラ仮想化は、仮想化されたネットワークアダプターと組み合わせることができる他、単独で運用することも可能だ。インフラレベルのI/O仮想化には、2つのタイプが存在する。1つは「スイッチインフラの仮想化」で、これは基本的にアダプターにおいて仮想I/Oを拡張するという手法だ。もう1つは、「広範なI/O仮想化を実現するゲートウェイ型装置を使用する」方式で、基本的には専用I/Oファブリック（一般的にはI/Oゲートウェイと呼ばれる）である。
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