XenServer

技術概要

XenServerは、費用対効果の高いデスクトップ、サーバー、クラウド仮想化インフラストラクチャ向けの業界をリードするプラットフォームです。XenServerを使用すると、あらゆる規模や種類の組織が、今日のデータセンター要件に合わせてコンピューティングリソースを統合し、仮想ワークロードに変換できます。同時に、ワークロードをクラウドに移行するためのシームレスな経路を確保します。

XenServer® の主な機能は次のとおりです。

  • 複数の仮想マシン (VM) を物理サーバーに統合する
  • 管理する個別のディスクイメージの数を減らす
  • 既存のネットワークおよびストレージインフラストラクチャとの容易な統合を可能にする
  • XenServerホスト間でVMをライブマイグレーションすることで、ダウンタイムなしのメンテナンスをスケジュールできるようにする
  • 高可用性を使用して、VMの可用性を確保する。これにより、いずれかのホストで障害が発生した場合に、別のホストでVMを再起動するポリシーを構成できる。
  • 1つのVMイメージがさまざまな展開インフラストラクチャで動作するため、VMイメージのポータビリティを向上させる

仮想化とハイパーバイザー

仮想化、より具体的にはハードウェア仮想化とは、単一の物理コンピューター上で複数の独立したVMを実行する方法です。これらの仮想マシン上で実行されるソフトウェアは、基盤となるハードウェアリソースから分離されます。これは、最新の強力なサーバーで利用可能な物理リソースを最大限に活用する方法であり、サーバー展開の総所有コスト (TCO) を削減します。

ハイパーバイザーは、ソフトウェアの基本的な抽象化レイヤーです。ハイパーバイザーは、CPUスケジューリングなどの低レベルタスクを実行し、常駐VMのメモリ分離を担当します。ハイパーバイザーは、VMのハードウェアを抽象化します。ハイパーバイザーは、ネットワーク、外部ストレージデバイス、ビデオなどについては認識しません。

主要コンポーネント

このセクションでは、XenServerの仕組みについて概要を説明します。XenServerの主要コンポーネントについては、次の図を参照してください。

アーキテクチャとコンポーネント

ハードウェア

ハードウェア層には、CPU、メモリ、ネットワーク、ディスクドライブなどの物理サーバーコンポーネントが含まれています。

サポートされているすべてのゲストオペレーティングシステムを実行するには、Intel VT または AMD-V 64ビット x86ベースのシステムで、1つ以上のCPUが必要です。XenServerホストのシステム要件の詳細については、「システム要件」を参照してください。 XenServer認定ハードウェアおよびシステムの完全なリストについては、ハードウェア互換性リスト (HCL) を参照してください。

Xen® ハイパーバイザー

Xen Projectハイパーバイザーは、オープンソースのタイプ1またはベアメタルハイパーバイザーです。これにより、単一のマシン(またはホスト)上で、オペレーティングシステムの複数のインスタンスまたは異なるオペレーティングシステムを並行して実行できます。Xenハイパーバイザーは、サーバー仮想化、Infrastructure as a Service (IaaS)、デスクトップ仮想化、セキュリティアプリケーション、組み込み、ハードウェアアプライアンスなど、さまざまな商用およびオープンソースアプリケーションの基盤として使用されています。

XenServerはXen Projectハイパーバイザーをベースとしており、その上にさらに機能とサポートを提供しています。

制御ドメイン

制御ドメインは、Domain 0 または dom0 とも呼ばれ、XAPIとして知られるXenServer管理ツールスタックを実行する、セキュアで特権を持つLinux VMです。XenServer 9では、このLinux VMはカスタムのXenServer OSディストリビューションを使用して実行されています。XenServer管理機能を提供するだけでなく、dom0はネットワーク、ストレージなどの物理デバイスドライバーも実行します。制御ドメインはハイパーバイザーと通信して、ゲストVMの起動または停止を指示できます。

制御ドメインはLinux VMですが、公式のXenServerドキュメントで明示的に指示されている場合、またはサポートチームの指導の下にある場合を除き、追加のコードやパッケージのインストール、または構成の変更はサポートされていません。

ツールスタック

ツールスタック、またはXAPIは、VMのライフサイクル操作、ホストとVMのネットワーク、VMストレージ、およびユーザー認証を制御するソフトウェアスタックです。また、XenServerリソースプールの管理も可能です。 XAPIは、VMとリソースプールを管理するすべてのツールで使用される、公開されている管理APIを提供します。詳細については、XenServer管理APIを参照してください。

ゲストドメイン (VM)

ゲストドメインは、dom0からリソースを要求するユーザー作成の仮想マシンです。サポートされているディストリビューションの詳細なリストについては、サポートされているゲスト、仮想メモリ、およびディスクサイズの制限を参照してください。

完全仮想化

完全仮想化、またはハードウェア支援仮想化は、ホストCPUの仮想化拡張機能を使用してゲストを仮想化します。完全に仮想化されたゲストは、カーネルサポートを必要としません。ゲストはハードウェア仮想マシン (HVM) と呼ばれます。HVMは、メモリおよび特権操作のためにIntel VTまたはAMD-Vハードウェア拡張機能を必要とします。XenServerは、Quick Emulator (QEMU) を使用して、BIOS、IDEディスクコントローラー、VGAグラフィックアダプター、USBコントローラー、ネットワークアダプターなどのPCハードウェアをエミュレートします。ディスクまたはネットワークアクセスのようなハードウェアに依存する操作のパフォーマンスを向上させるために、HVMゲストにはXenServerツールがインストールされます。詳細については、PV on HVMを参照してください。

HVM は、カーネルを仮想化対応に修正することが不可能な Microsoft Windows などのオペレーティングシステムを仮想化する場合に一般的に使用されます。

HVM 上の PV

HVM 上の PV は、準仮想化と完全なハードウェア仮想化の組み合わせです。主な目的は、特別に最適化された準仮想化ドライバーを使用することで、HVM ゲストのパフォーマンスを向上させることです。このモードでは、新しいプロセッサーの x86 仮想コンテナーテクノロジーを活用して、パフォーマンスを向上させることができます。これらのゲストからのネットワークおよびストレージアクセスは、カーネルに組み込まれたドライバーを使用して、引き続き PV モードで動作します。

XenServer では、Windows および Linux ディストリビューションが HVM 上の PV モードで利用できます。HVM 上の PV を使用するサポート対象ディストリビューションのリストについては、「ゲストオペレーティングシステムのサポート」を参照してください。

XenServer VM ツール

XenServer VM Tools (旧称 Citrix VM Tools または XenServer PV Tools) は、従来のデバイスエミュレーションのオーバーヘッドなしで、高性能な I/O サービスを提供します。

  • Windows 用 XenServer VM Tools は、I/O ドライバー (準仮想化ドライバーまたは PV ドライバーとも呼ばれます) と管理エージェントで構成されています。

    I/O ドライバーには、フロントエンドストレージドライバーとネットワークドライバー、および低レベルの管理インターフェイスが含まれています。これらのドライバーは、エミュレートされたデバイスを置き換え、VM と XenServer 製品ファミリーソフトウェア間の高速転送を提供します。

    管理エージェントは、ゲストエージェントとも呼ばれ、高レベルの仮想マシン管理機能の責任を負います。XenCenter® (Windows VM 用) に完全な機能を提供します。

    VM が完全にサポートされた構成であるためには、各 Windows VM に Windows 用 XenServer VM Tools をインストールする必要があります。VM は Windows 用 XenServer VM Tools なしでも機能しますが、I/O ドライバー (PV ドライバー) がインストールされていない場合、パフォーマンスは著しく低下します。

  • Linux 用 XenServer VM Tools には、VM に関する追加情報をホストに提供するゲストエージェントが含まれています。動的メモリ制御 (DMC) を有効にするには、各 Linux VM にゲストエージェントをインストールしてください。

注:

一部の Linux ゲストオペレーティングシステムは、Xen® ハイパーバイザーでのメモリバルーニングをサポートしていないため、動的メモリ制御 (DMC) 機能を使用できません。これが適用されるゲストオペレーティングシステムについては、「ゲスト OS 機能のサポート」を参照してください。

詳細については、「XenServer VM Tools」を参照してください。

主要な概念

リソースプール

XenServerでは、リソースプールを使用することで、複数のホストとそれらに接続された共有ストレージを単一のエンティティとして管理できます。リソースプールを使用すると、仮想マシンを異なるXenServerホスト間で移動および実行できます。また、すべてのホストがネットワークとストレージの共通フレームワークを共有できるようになります。プールには、同じバージョンのXenServerソフトウェア、同じパッチレベル、および広範な互換性のあるハードウェアを実行している最大32台のホストを含めることができます。詳細については、「ホストとリソースプール」を参照してください。

リソースプールの概要

XenServerリソースプールは、XAPIによって実装されたプライマリ/セカンダリのアーキテクチャを採用しています。XAPI呼び出しは、プールコーディネーター(プライマリ)からプールメンバー(セカンダリ)に転送されます。プールメンバーは、プールコーディネーターに対してDB RPCを実行します。プールコーディネーターは、プール内のリソースの調整とロックを担当し、すべての制御操作を処理します。プールメンバーはHTTPおよびXMLRPCを介してプールコーディネーターと通信しますが、ミラーディスク(ストレージ移行)を介して(同じチャネルで)相互に通信することもできます。

ストレージリポジトリ

XenServerのストレージターゲットはストレージリポジトリ(SR)と呼ばれます。ストレージリポジトリは、仮想ディスクの内容を含む仮想ディスクイメージ(VDI)を格納します。 SRは柔軟性があり、ローカル接続されたSATA、SCSI、NVMe、SASドライブ、およびリモート接続されたiSCSI、NFS、SAS、SMB、Fibre Channelを内蔵でサポートしています。SRとVDIの抽象化により、シンプロビジョニング、VDIスナップショット、高速クローニングなどの高度なストレージ機能を、それらをサポートするストレージターゲットで公開できます。

ストレージリポジトリの概要

各XenServerホストは、複数のSRと異なるSRタイプを同時に使用できます。これらのSRは、ホスト間で共有することも、特定のホスト専用にすることもできます。共有ストレージは、定義されたリソースプール内の複数のホスト間でプールされます。共有SRは、プール内の各ホストからネットワーク経由でアクセス可能である必要があります。単一のリソースプール内のすべてのホストは、少なくとも1つの共有SRを持っている必要があります。共有ストレージは、複数のプール間で共有することはできません。

SRの操作方法の詳細については、「ストレージの構成」を参照してください。

ネットワーク

アーキテクチャレベルでは、ネットワークエンティティを表すサーバーサイドのソフトウェアオブジェクトには3つのタイプがあります。これらのオブジェクトは次のとおりです。

  • PIF。これはdom0内で使用されるソフトウェアオブジェクトで、サーバー上の物理NICを表します。PIFオブジェクトには、名前と説明、UUID、それらが表すNICのパラメーター、および接続されているネットワークとホストがあります。
  • VIF。これはdom0内で使用されるソフトウェアオブジェクトで、仮想マシン上の仮想NICを表します。VIFオブジェクトには、名前と説明、UUID、および接続されているネットワークとVMがあります。
  • ネットワーク。これはホスト上の仮想イーサネットスイッチで、ネットワークホスト上のネットワークトラフィックをルーティングするために使用されます。ネットワークオブジェクトには、名前と説明、UUID、およびそれらに接続されているVIFとPIFのコレクションがあります。

ネットワークの概要

XenServer管理APIでは、以下の操作が可能です。

  • ネットワークオプションの構成
  • 管理操作に使用するNICの制御
  • VLANやNICボンディングなどの高度なネットワーク機能の作成

XenServerでのネットワーク管理方法の詳細については、ネットワークを参照してください。

関連するアドオンとアプリケーション

XenServerはコアハイパーバイザー機能を提供します。仮想化エクスペリエンスを完全なものにするために、これらの関連アプリケーションとサービスを追加できます。

XenServer固有のアドオン:

  • XenCenter

    管理APIに基づいて実装された、VM管理用のWindows GUIクライアントです。XenCenterは、複数のXenServerホスト、 リソースプール、およびそれらに関連する仮想インフラストラクチャ全体を管理するための豊富なユーザーエクスペリエンスを提供します。

  • ワークロードバランス (WLB)

    リソースプール内のワークロードに最適なホストに仮想マシンを再配置することで、プールをバランスさせるアプライアンスです。詳細については、ワークロードバランスを参照してください。

  • コンバージョンマネージャー

    既存のVMware仮想マシンを、同等のネットワークおよびストレージ接続性を備えたXenServer仮想マシンに変換できる仮想アプライアンスです。詳細については、Conversion Managerを参照してください。

関連するCitrix®製品:

  • Citrix ライセンスサーバー

    XenCenterが接続して指定されたサーバーのライセンスを要求し、XenServer環境に関するテレメトリを収集するWindowsアプリケーションです。

  • ライセンスアクティベーションサービス

    Citrixライセンスサーバーがこのサービスにアクセスして、組織が保有するXenServerライセンスを確認します。

  • シトリックス プロビジョニング™

    共通イメージからのPXEブートをサポートするプロビジョニングサービス。Citrix Virtual DesktopsおよびCitrix Virtual Appsで広く使用されています。詳細については、Provisioningを参照してください。

  • シトリックス バーチャル デスクトップ™

    Windowsデスクトップに特化した仮想デスクトップインフラストラクチャ (VDI) 製品です。Citrix Virtual Desktopsは、XAPIを使用してマルチホストプール構成でXenServerを管理します。詳細については、Citrix Virtual Apps and Desktopsを参照してください。

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