市場に出回っている多くのハイパーバイザーは、他の既存のプログラムとは一線を画す特別な機能を提供しています。しかし、ストレージのプロビジョニングを含む基本的な設定に関しては、ほとんどのハイパーバイザーが同じか非常によく似た設定になっています。Hyper-Vはそのような人気のある仮想化プラットフォームの1つで、しばしばVMwareの代替とみなされます。ここでは、このソフトウェアが提供するさまざまなディスク・プロビジョニング・オプションについて紹介します。
Hyper-Vはタイプ1のハイパーバイザーであり、物理ハードウェアの上に直接配置され、特定のサーバーのすべての計算リソースとストレージリソースを仮想化します。これにより、異なるオペレーティング・システムとコンピュート仕様の複数のシミュレート・コンピュータまたは仮想マシンを同時に実行することができます。Hyper-Vを使用するには、Windows Server 2008以上、または64ビット版のWindows 10 Pro、Enterprise、Educationが必要です。Hyper-V機能を有効にすると、CPU、RAM、ネットワーク・アダプタ、ストレージのパラメータを設定したVMの作成を開始できます。
Hyper-Vのパフォーマンスを理解する
仮想化はリソースの分散とワークロードのバランスを目的としているため、環境のパフォーマンスはVMの設定をどれだけ細かく調整できるかにかかっています。CPU使用率、RAM、ネットワークの最適化に関しては、従うべきMicrosoftのベスト・プラクティスが数多くあります。当然、ストレージについても同じことが言えます。仮想ディスクを公開する仮想コントローラの選択、ディスク・イメージ・フォーマット（古いVHDまたは新しいVHDX）、ブロック・サイズとセクタ・サイズの考慮、ゲスト・デバイスとストレージ・スタック間の複数の通信チャネルのより高度な設定は、ストレージI/Oパフォーマンスに影響します。最後に、シックディスクプロビジョニングとシンディスクプロビジョニングのオプションも考慮する必要があります。
シックプロビジョニングの説明
シックプロビジョニングされたディスクには、あらかじめ一定量のストレージがプロビジョニングされています。Hyper-V 環境では、シックプロビジョニングされたディスクは「固定」と呼ばれ、実際のディスク領域の消費量に関係なくディスクサイズが変更されないことを意味します。固定ディスクは、実際の基礎となる物理ストレージ上に指定された量を確保します。
シックプロビジョニングの利点と欠点
固定ディスクの良い点は、ストレージが事前に割り当てられ、VHDX ファイルの場所が変更されることがないため、VM のストレージへのアクセスが非常に簡単であることです。しかし、固定ディスクはすべてのデータを事前にゼロにする必要があるため、作成に時間がかかります。
もう1つの欠点は、シンプロビジョニングされたディスクとは対照的に、後でVHDまたはVHDXの容量を大きくすることに決めた場合、各VMのディスクを拡張するために手動でいくつかの操作を実行しなければならないことです。さらに、予約の性質上、VHDX上の未使用領域を他のVMに再割り当てすることはできません。
シンプロビジョニングの説明
シンプロビジョニングされたディスクとは、固定量のストレージが割り当てられていないディスクのことです。Hyper-Vでは、これらのディスクをダイナミックと呼びます。最大ストレージ量を指定する必要がありますが、この制限は実際にはディスクのサイズを示しません。動的ディスクは、作成時に指定されたストレージ容量の物理領域を予約しません。動的ディスクは常に 1 GB 未満の小さなサイズで作成され、需要に応じて増加します。これは、指定された容量が VHDX ファイルの実際のサイズを反映するシ ンプロビジョニングまたは固定ディスクとは異なります。
シンプロビジョニングの利点と欠点
シンプロビジョニングまたはダイナミック・ディスクは、事前にストレージを予約する必要がないため、ストレージ全体のリザーバに負担がかかりません。このため、過剰にプロビジョニングされたVMの中に余っている未使用のストレージがなくなります。また、VMごとにどれだけのストレージを割り当てるかについて、膨大な計算をする必要もありません。
しかし、シンプロビジョニングでは、ストレージの累積容量が全体のストレージ・プールで実際に利用可能な容量よりも多いVMに対してストレージの制限を割り当てるため、ダイナミック・ディスクにはより多くの注意と監視が必要となる。そのため、VMストレージの増加をサポートするために必要な物理ストレージを時間内に追加しなければ、システムがクラッシュしてしまいます。
以前は、ダイナミック・ディスクは断片化しやすく、ストレージのパフォーマンスを低下させることが知られていました。ダイナミック・ディスクからデータの塊を削除するたびに、VHDXは縮小されず、未使用の断片がディスク上に散在したままになります。Windows Server 2012の登場により、自動トリム機能は未使用のストレージ・セクタのマッピングを解除することで、この問題を改善しました。それにもかかわらず、ダイナミック・ディスクは固定ディスクよりもまだ遅いです。これについては、性能比較で詳しく触れます。
シックプロビジョニングとシンプロビジョニングの性能比較
ダイナミック・ディスクは、ファイル・アロケーション・システムの性質上、インベントリのレイヤーが追加されるため、固定ディスクよりもパフォーマンスが低下します。このため、本番環境では一般に固定ディスクが推奨されてきました。しかし、SSDに切り替わって利用可能になったことで、この差は目立たなくなりました。ダイナミック・アロケーション・プロセスにはまだオーバーヘッドがありますが、HDDほど顕著ではありません。最後に、前述したように、固定ディスクは動的ディスクよりも作成に時間がかかるため、何らかの理由で初期セットアップを非常に迅速に行わなければならない場合に問題となる可能性があります。
結論
説明したように、複数の考慮事項がストレージスタックの速度と信頼性を決定します。Hyper-VのVHDXオプションには、ディファレンシング(または共有ディスク)とパススルーディスクという、やや異なるカテゴリーに属するものもあることに注意してください。ここでは、ディスク・プロビジョニングの2つの主な種類とそれぞれの使用ケースに焦点を当てました。ストレージ・スペースが懸念事項である場合、ダイナミック・ディスクが最適なソリューショ ンである可能性があり、特にSSDでは、そのストレージ効率により、フォールト・トレラ ンスに役立つ可能性があります。その逆で、特定のRAIDやその他の冗長性設定が必要ない場合は、固定ディスクの方が信頼性が高く、初期作成後のパフォーマンスも高い選択肢となります。よくわからない場合は、ダイナミック・ディスクを固定ディスクに変換することはできますが、その逆はできないことを覚えておいてください。
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