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高速仮想 I/O がもたらすHP-UX 仮想化のさらなる進化

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高速仮想 I/O がもたらすHP-UX 仮想化のさらなる進化
2005年11月にリリースされ、提供されてきたIntegrity VMは、サーバーリソースを柔軟にゲストOSに配分できる仮想化技術として高い評価を得ている。今後、仮想化技術の導入はさらに進むと考えられ、他に先駆けてサーバー製品に仮想化技術を投入してきたHPは、2007年12月にリリースされる「Integrity VM 3.5」から、仮想 I/Oのパフォーマンスを大幅に向上させる注目の新技術「AVIO(Accelerated Virtual I/O)」をサポートする。今回は、AVIOの特徴とパフォーマンスを紹介する。
高速仮想 I/O がもたらすHP-UX 仮想化のさらなる進化
可用性やスケーラビリティに優れるHP Integrity VM
AVIOの卓越したパフォーマンス
2008年1月
テクニカルライター 米田 聡

可用性やスケーラビリティに優れるHP Integrity VM

システムの複雑化、高度化が進み、運用管理や維持コストの負担を軽減する技術として仮想化に注目が集まっている。同時に、各社からさまざまな仮想化ソリューションが登場して話題を集めるようになった。

仮想化技術は大きく、パーティショニングを利用するタイプと仮想化ソフトウェア(仮想マシン)を利用するタイプに分けられる。HPでは前者に対応するnParvPar、また後者に対応するIntegrity VMを他社に先駆けて提供してきた。

また、ホストOS上で動作する仮想マシンのオーバーヘッドを低減するために仮想マシン専用のホストOS(仮想マシンモニター、あるいはHypervisorなどと呼ばれる)を用いたソリューションも、近年は注目を集めている。

これらの仮想化技術にはそれぞれ一長一短があり、一概に優劣を論じることはできないが、HPが提供するIntegrity VMはHP-UXをホストOSに用いることそのものが大きな特徴といえる。

たとえば、HP-UX下で仮想マシンが動作するため、障害解析や運用、性能管理にはHP-UXのツールがそのまま利用できる。特別なソフトウェアは必要なく、使い慣れたツールがそのまま仮想マシンの導入、管理、運用に利用できることは、管理者にとって大きな負担の軽減につながるだろう。

また、基本的にHP-UXがサポートする周辺ハードウェアが利用できるため、ハードウェアの接続性などについて特別な配慮は必要がない。また、HP-UXというOS自体が持つハードウェアに密接した機能――たとえば、障害が発生したプロセッサーを動的に切り離すDPR(Dynamic Processor Resilience)や障害が発生したメモリページを切り離すDMR(Dynamic Memory Resilience)といった機能も、そのまま仮想マシンシステムに生かすことができる。

以上のようにHP-UXの高可用性や高いスケーラビリティが保証される一方で、ホストOSレイヤーを介することが多くなり、ゲストOSのI/Oアクセスはオーバーヘッドが大きくなるきらいがあった。そこで、最新のIntegrity VM 3.5では、I/Oパフォーマンスを大幅に改善するAVIOという仕組みがサポートされる。それでは、AVIOの詳細を見ていこう。

専用のドライバを用いオーバーヘッドを低減するAVIO

AVIOは、ゲストOSとホストOSの双方に専用のドライバを用いてゲストOSのI/Oパフォーマンスを改善する技術だ。従来の仮想マシンのI/O(AVIOに対してVIO:Virtual I/Oと呼ぶ)に比べ、オーバーヘッドを大きく低減できる。

VIOとAVIOのI/Oパス
図1:VIOとAVIOのI/Oパス

Integrity VM 3.5では、AVIOとしてネットワークおよびストレージドライバが提供される予定だ。ドライバの変更だけで利用できるため、AVIOの導入にあたって特別なハードウェアも必要ない(AVIOドライバがサポートするI/O カードに関する詳細は、Integrity VM 3.5のドキュメントを参照してほしい)。

また、従来のVIOとの共存も可能で、運用や管理面でVIOと大きく変わることもない。ドライバの変更だけで導入できると考えていいだろう。

既存のVMにAVIOを導入するには、hpvmmodifyコマンドを利用する。たとえば、仮想スイッチ(vsw1)に接続されたAVIOネットワークを既存のVM(vm01)に追加するのなら、次のようにコマンドを実行すればいい。

hpvmmodify -P vm01 -a network:avio_lan::vswitch:vsw1

AVIOストレージも同様の形式で追加可能だ。従来のVIOと同様に、ストレージの追加はVMの稼働中にも行うことができる(一部例外あり)。

hpvmmodify -P vm01 -a disk:avio_stor::disk:/dev/rdsk/c1t0d2

hpvmstatusコマンドでAVIOの導入を確かめた例を以下に掲載しておこう。

hpvmstatusでAVIOリソースを確認
図2:hpvmstatusでAVIOリソースを確認

以上のように容易に導入できることに加え、AVIOストレージでは1つのゲストに対して最大128のAVIOデバイスが利用できる(VIOは最大30まで)など、機能面にも改善が加えられている。

ただし、若干の制限もある。まず、AVIOストレージでは、仮想ストレージとしてファイル(ファイルバッキングストア)が利用できない。利用できるのはディスクまたはボリュームのみなので、ファイルを仮想ストレージとして利用しているVMではAVIOへの切り替えができないわけだ。

また、AVIOネットワークではlocalnet(VM間専用の仮想スイッチ)がサポートされていない。Localnetの機能自体は通常の仮想スイッチで代替可能なので特に支障はないだろうが、利用の際には注意していただきたい。

なお、AVIOのホスト/ゲストドライバはHP-UX 11i v2 0712以降に標準で含まれ、別途Webサイト(software.hp.com)からもダウンロード可能となっている。ゲストOSとして当初はHP-UX 11i v2がサポートされるほか、HP-UX 11i v3 や、Windows、Linuxのサポートも順次追加が予定されている。

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