仮想機械（バーチャルマシン、Virtual Machine、VM）とは、コンピュータシステムのハードウェア資源を抽象化し、ソフトウェア的に再現した環境のことを指します。
仮想機械は、物理的なハードウェアとは独立して動作し、異なるオペレーティングシステムやアプリケーションを同時に実行できるようにします。
仮想機械の基本概念
仮想機械には以下の基本概念があります。
ホストマシンとゲストマシン
仮想機械を実行する物理的なコンピュータをホストマシン（ホスト）と呼び、仮想化された環境で動作する仮想マシンをゲストマシン（ゲスト）と呼びます。
ハイパーバイザー
ハイパーバイザー（Hypervisor）とは、仮想機械を管理するソフトウェアで、ホストマシンのリソースをゲストマシンに割り当てる役割を持ちます。
ハイパーバイザーは、ネイティブハイパーバイザー（Type 1）とホスト型ハイパーバイザー（Type 2）の2種類があります。
リソースの抽象化
仮想機械は、CPU、メモリ、ストレージ、ネットワークなどのリソースを抽象化し、ゲストマシンに提供します。
これにより、ゲストマシンは独立した物理マシンのように動作します。
仮想機械の利点
仮想機械を使用することには以下の利点があります。
リソースの効率的利用
複数の仮想機械を1台のホストマシン上で実行することで、リソースの利用効率が向上し、物理マシンの台数を減らすことができます。
隔離とセキュリティ
仮想機械は互いに独立して動作するため、1つの仮想機械で問題が発生しても他の仮想機械には影響を与えません。
これにより、セキュリティと安定性が向上します。
柔軟性とスケーラビリティ
仮想機械は容易に作成、削除、移動ができ、システムの柔軟性とスケーラビリティを高めます。
必要に応じてリソースを動的に割り当てることができます。
仮想機械の課題
仮想機械の使用にはいくつかの課題もあります。
パフォーマンスのオーバーヘッド
仮想機械はハイパーバイザーを介してリソースを管理するため、物理マシンに比べて若干のパフォーマンスオーバーヘッドが発生します。
複雑性の増加
仮想化技術の導入には、追加の管理と設定が必要であり、システムの複雑性が増すことがあります。
ライセンスとコスト
仮想化ソフトウェアやライセンスにはコストがかかる場合があり、全体の運用コストが増加することがあります。
仮想機械の使用例
仮想機械は、以下のような場面で使用されます。
サーバー統合
複数の物理サーバーを1台のホストマシンに統合し、リソースの効率的な利用と管理を行います。
テスト環境
開発者は仮想機械を使用して、異なるオペレーティングシステムや設定を簡単にテストすることができます。
これにより、物理マシンを複数用意する必要がなくなります。
クラウドコンピューティング
クラウドサービスプロバイダーは仮想機械を利用して、顧客にオンデマンドでリソースを提供します。
これにより、スケーラブルで柔軟なインフラが実現します。
結論
仮想機械は、コンピュータシステムのハードウェア資源を抽象化し、ソフトウェア的に再現した環境です。
リソースの効率的利用、隔離とセキュリティ、柔軟性とスケーラビリティといった利点がありますが、パフォーマンスのオーバーヘッド、複雑性の増加、ライセンスとコストの課題も存在します。
仮想機械を適切に利用することで、効率的で柔軟なシステム運用が可能となります。
