VM Migration with VMware vMotion: それはどのように機能するのか？

どのようなビジネスを運営しているかにかかわらず、短いダウンタイムでも会社には大金がかかります。予期せぬダウンタイムはほとんど避けられませんが、たびたび発生する可能性のあるさまざまなシナリオに備えることはできます。これには、メンテナンス、移動、計画停電などのダウンタイムの原因が含まれます。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）のライブマイグレーションが中断することなく行われます。これにより、VMware vMotionが、自己最適化機能を備えた動的で自動化されたデータセンターを作成するための堅実な要素に変わります。

vMotionとは何か、どのように使用できるのか？

VMware vMotionは、次の目的に使用できます：

ワークロードのライブマイグレーション

物理ホスト間でVMを中断することなくライブマイグレーションを行うことができます。この技術により、マイグレーションプロセス中もVMプロセスが実行され続けます。参考までに、VMwareはVMがオフになっているか一時停止している場合にもマイグレーションをサポートしています。ライブマイグレーションが実行されると、VMは現在のメモリコンテンツ、ネットワークIDと接続、およびそれを定義するすべての追加情報を保持します。ギガビットイーサネットネットワークでは、マイグレーションプロセスはVMwareのドキュメントによれば2秒未満で完了します。

ワークロードのライブマイグレーション全体として、次の利点が得られます：

• VMをリソースプール内で自動的に割り当て、最適化する。
• ハードウェアのメンテナンスは、ダウンタイムをスケジュールする必要もビジネスの運営を中断する必要もありません。
• 動作が不安定なホストからのVMの予防的な移行。

自動化とスケジューリング

手作業の必要性を減らすために、VMの移行を自動化してスケジュールすることができます。これは、vSphereの基本的な自動化機能の1つである分散リソーススケジューラーによって可能になります。移行の詳細は、「仮想マシンの移行」ウィザードを介して設定できます。必要に応じて、移行プロセスを1回または複数回実行するようにスケジュールすることができます。さらに、VMware vMotionを使用すると、数秒で適切な宛先ホストを見つけることができ、これにより手動で行う必要がなくなります。

長距離移行

複数の場所や国にまたがる大規模なインフラを実行している場合、VMwareは大規模な距離を超えたVMの移行機能を提供しています。vSphere 6.0リリース以降から利用可能なLong Distance vMotionを使用すると、高いネットワーク往復遅延時間で分離されたホスト間の移行が可能です。RTT、または往復時間は、信号やデータパケットが出発地点から目的地まで往復するのに必要な時間の長さです。VMware vMotionを使用すると、これが約150ミリ秒以下になります。 RTTはほぼ10倍に増加しており、異なる大陸にあるデータセンター間での生ワークロードの移行を簡単に行うことができます。

新しいデータストアへの移行

VMware vMotionを使用すると、VMのホストを変更するだけでなく、VMのデータストアも変更できます。ホストを変更する必要がある場合、VMの状態全体が新しいホストに移動しますが、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します。VMの仮想ディスクと構成ファイルは、単一の場所または別々の場所に配置できます。

ホスト、クラスタ、または共有ストレージのないデータセンター間で移行を実行できます。この機能は、公式にはStorage vMotionとして知られており、VMのメンテナンスとアップグレードを簡素化し、ディスクをパフォーマンスに最適化したり、ディスクタイプを変換したりできます。これは、VMware vSphere 5.1以降のバージョンで利用できます。

vMotionの動作

まず第一に、vMotionの設定要件のリストに注意を払う必要があります。具体的には、ソースおよびターゲットホストでネットワークインターフェイスを適切に構成する必要があります。フェイルオーバーの場合に少なくとも1つの追加のネットワークインターフェイスを提供し、パフォーマンスを向上させるためにジャンボフレーム（ペイロードが1500バイト以上のEthernetフレーム）を使用することも推奨されています。

VMware vMotionによるVMのライブマイグレーションを実行するには、次の3つの技術に依存しています：

1. 最初に、VMの完全な状態がカプセル化されます。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、共有ストレージスペースに保存されているファイルのコレクションによって可能になります。たとえば、Fibre ChannelやiSCSI Storage Area Network（SAN）、またはNetwork Attached Storage（NAS）が挙げられます。

   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のクラスタリングファイルシステムであり、複数のVMwareサーバーのインストールが同時にVMの同じファイルにアクセスできるようにします。

2. 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のアクティビティを再開します。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行われます。
3. ネットワークの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子とアクティブな接続を保持することが可能です。プロセスの一部として、VMware vMotionが仮想MACアドレスを管理します。参考までに、MACはメディアアクセス制御の略です。VMwareソフトウェアは、各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アクティブ化された後、vMotionはネットワークルーターにpingを送信し、仮想MACアドレスの新しい物理的位置をルーターが認識していることを確認します。

まとめ

VMware vMotionを使用すると、VMの移行をダウンタイムなしで実行できます。この技術により、VMの正確な状態、ネットワーク識別子、およびネットワーク接続が保持されます。その結果、ビジネスクリティカルなオペレーションの中断を回避できます。ただし、VMware vMotionはデータ保護ソリューションを代替することはできず、移行中にデータ損失がないことを保証することもできません。

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