ホストベースのストレージ仮想化

　最もよく利用されているストレージ仮想化アプローチの1つが、ホストベースのストレージ仮想化だ。これは、仮想化ホストがゲストOSにストレージを提供する方式である。

　一般的な例は、仮想HDDの動的な拡張だ。仮想マシン（VM）が物理HDDの所有権を持つことはあまりない。通常、VMが利用する仮想HDDは、単なるファイルでホストからVMにHDDとして提供される。仮想HDDの動的拡張では、最初にVMが利用する物理HDD容量はわずかだが、VMによってファイルにデータが追加されると、利用する物理HDD容量が増えていく。VMでは、仮想HDDをHDDと認識しているが、その基盤となるファイルや動的な拡張は認識しない。

アレイベースのストレージ仮想化

　アレイベースのストレージ仮想化は、年月を重ねるにつれてさまざまな意味を持つようになった。現在ではハードウェアレベルのストレージ階層化を指すのが一般的だ。ストレージ階層化は、オールフラッシュアレイのコストを負担することなくフラッシュストレージの能力を利用する方法として設計された。

　フラッシュストレージはHDDよりもはるかに高速だ。ただし、SSD（ソリッドステートドライブ）は容量が少なく、GB当たりのコストはHDDに比べてかなり高いのが通例となっていた。だが、この状況は変わりつつある。アレイベースのストレージ仮想化を利用すると、ストレージを階層でグループ化できる。例えば、SSDは高速層、HDDは標準層というようにだ。管理者がストレージLUNを作成するときには、そのLUNに高速層と標準層の両方のストレージを含めることができる。

　このような構成では、一般的に高速層は読み取りと書き込みのキャッシュとして機能する。データはまず高速層に書き込まれ、その後自動的に標準層に移行される。アクセス頻度が高いデータも自動的に高速層に配置される。一方、アクセス頻度が低いデータは標準層に保存される。このデータの自動階層化によって、パフォーマンス全体が向上する。このプロセス全体はアレイレベルで処理され、このプロセスをOSが認識することはない。

OSレベルのストレージ仮想化

　一部のOSには、アレイベースのストレージ仮想化と同じ基本機能が用意されている。ただし、その機能はOSの機能としてソフトウェアレベルで提供される。例えば、米Microsoftの「Windows Server 2012」と「Windows Server 2012 R2」には、「Windows記憶域スペース」と呼ばれる機能がある。これは、仮想化によって階層化ストレージを作成する機能だ。

ファイルシステムの仮想化

　ファイルシステムの仮想化とは、企業のファイルデータの統合ビューを提供するMicrosoftの「分散ファイルシステム（DFS）」のようなテクノロジーを指す。ユーザーには全てのデータが1台のファイルサーバに存在するかのように表示される。だが、実際には、データは複数台のファイルサーバのさまざまなSMB共有に分散している可能性がある。ファイルサーバストレージの容量増加により、ファイルシステムの仮想化はあまり一般的ではなくなってきている。だが、まだ現役の仮想化アプローチだ。

　ファイルシステムの仮想化には、共通の名前空間を使用してSMB共有をバインドする以上のことに対応する形態もある。例えば、DFSなどのテクノロジーでは、ファイルシステムのレプリケーションも可能だ。ファイルシステムのレプリケーションを利用すれば、遠隔地のオフィスで働いているユーザーが、WANリンクでファイルをダウンロードしなくても本社のユーザーと同じファイルにアクセスできる。

ファイバーチャネルのストレージ仮想化

　ファイバーチャネル（FC）のストレージ仮想化とは、FCの利用を中心に構築されたストレージ仮想化の総称だ。FCスイッチを使用すると、I/O要求を仮想化して物理ストレージにリダイレクトできる。このとき、そのストレージを利用するサーバは、基盤となるストレージアーキテクチャを認識しないことから、FC SANをネットワークベースのストレージ仮想化の1形態と見なすベンダーもいる。

　FCストレージの仮想化という言葉は、仮想FCを指して使われることもある。仮想FCは、ホストベースのストレージ仮想化の形態だが、一般的に使われている形態のホストベースのストレージ仮想化とは動作が異なる。

　仮想FCは、基盤となる仮想化スタックを利用して、FCアレイやFC SANにVMが直接接続できるようにするメカニズムである。仮想FCの主なメリットは、FCストレージに直接的な依存関係のあるサーバを仮想化できることだ。また、FCベースのクラスタ共有ボリュームを使用するゲストクラスタの作成に仮想FCを使用することもできる。

　仮想FCの制限事項と機能は、ハイパーバイザーごとに異なるので注意されたい。例えば、Microsoftの「Hyper-V」は、仮想FC接続ストレージからVMを起動することができない。