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最終回　リソース制御でサービスレベルを確保せよ

　Xenを用いてサーバを統合する手順を具体的に紹介してきたこの連載も、いよいよ最終回です。今回は、Xenをインストールして仮想マシンを立ち上げた後に、CPUやメモリ、ネットワーク帯域といったリソースを各ゲストOSにどのように割り当て、必要に応じて制限するかというリソース制御の方法を解説したいと思います。

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ゲストOSのリソース制御はなぜ必要？

　Xenは、デフォルトではゲストOSに対して何らリソースの制限を掛けていません。CPU、メモリ、ネットワーク帯域、ディスク帯域それぞれについて、ゲストOSがリソースを要求した際には、余裕さえあればできる限り要求元のゲストOSにリソースを割り当てようとします。

　しかしながら、さまざまな種類のゲストOSを1つのホストサーバ上に統合している場合は、これでは不都合なこともあります。VPS（Virtual Private Server）でホスティングサービスを提供している場合を想像してください。たいていのVPSサービスは保証するハードウェアリソース別に、そのサービスレベルを定義しています。

　例えば、以下のように2つのサービスレベルを用意しているとします。

　そしてシステムは、図1のように、1台のホストサーバ上に異なるサービスレベルのゲストOSが混在している構成だとします。

図1　異なるサービスレベルのゲストOSが混在している環境

　メモリとディスク容量については、ゲストOSを作成する時点で必須のパラメータとなるので、特段意識する必要はありません。しかしネットワーク帯域については、デフォルトのままだと均等に割り当てられてしまいます。この結果、ネットワークに余裕があるときにはどのゲストOSでも十分なネットワーク帯域が確保できますが、込み合ってくると各ゲストOSに保証されるべき帯域が確保できないことになります。

　このような環境でサービスレベルに応じたリソース配分を実現するには、ホストOS側で、各ゲストOSのリソース制御の設定を施す必要があります。制御可能なリソースには以下のものがあります。

■CPU関連

• 仮想CPU数
• 仮想CPUと物理CPUのマッピング
• CPU利用率閾値
• CPUスケジュール優先度

■メモリ関連

• 割当量／最大値

■ネットワーク関連

• 帯域幅閾値（Linuxの機能で実現）
  ※ディスクについても優先度設定が可能ですが、ここでは割愛します

　では、上記の各項目について、その動作と設定方法について解説していきます。

CPUのリソース制御

　CPUおよびメモリ関連のリソース設定は、Xenがもともと備える機能として提供されています。設定方法は複数あり、ドメイン設定ファイルによって静的に行う方法と、xmコマンドで動的に行う方法があります。ドメイン設定ファイルは、デフォルトでは/etc/xen/以下に、各ゲストOSのドメイン名で保存されています。

　一方ネットワーク関連はXenの機能ではなく、OS側で提供されている機能に工夫を加えて設定を実現します。

■仮想CPU数

　ゲストOSに割り当てる仮想CPUの数です。これは実際にサーバ機に搭載されているCPU数とは関係ありません。

　例えば、サーバ機に搭載されているCPUがXeonデュアルコア×1ソケットだとすると、実CPU数は2になります（デュアルコアなので）。しかし仮想CPU個数として、例えば「4」のように、実CPU数よりも多い個数を指定することもできます。

図2　ゲストOSに仮想CPUを割り当てる

　ゲストOSはここで指定されたCPU数を認識しますが、当然ながら、たとえ実CPU数よりも大きい値を指定してもパフォーマンスは上がりません。従って、実運用では常に仮想CPU数は実CPU数以下にするべきです。設定可能な値は1〜32となっており、稼働中に動的に変更可能です。

■仮想CPUと物理CPUのマッピング

　前述のとおり、仮想CPU数は物理CPU数には依存しません。しかし実質的には、いずれかの物理CPUにマッピングされることになります。これは静的に固定することもできますし、動的にその場その場で選択されるよう設定することもできます。デフォルトでは動的に選択されるようになっています。

図3　仮想CPUと物理CPUのマッピング

　物理CPU当たりのキャパシティを正確に管理したい場合には、以下のように設定し、サービスレベルを差別化することができます。稼働中にも動的に変更可能ですが、起動時の値より大きい値には変更できません。

図4　仮想CPUと物理CPUのマッピングを変更する

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Index 実践！ Xenで実現するサーバ統合（最終回） 　リソース制御でサービスレベルを確保せよ

Page 1 　ゲストOSのリソース制御はなぜ必要？ 　CPUのリソース制御 　 Page 2 　CPUのリソース制御（2） 　　コラム　steal値で把握できるCPUリソースの状況 　メモリのリソース制御   Page 3 　ネットワークリソースの制御

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