DRS(ディーアールエス)

DRS(ディーアールエス)

DRS(ディーアールエス)

英語表記: DRS (Dynamic Resource Scheduler)

概要

DRS(Dynamic Resource Scheduler)は、VMware社の仮想化ソリューションであるvSphere環境において、仮想マシン(VM)が利用するCPUやメモリなどのリソースを、複数の物理ホスト(ESXi)間で自動的かつ動的に最適化・再配分する運用機能です。これは、特定のホストに負荷が集中する「リソースの不均衡」を解消し、クラスタ全体で均一なサービスレベル(SLA)を維持することを目的としています。仮想化環境の安定稼働とパフォーマンス維持を実現する、VMwareソリューションの中核的な「運用機能」と言えます。

詳細解説

DRSが生まれた背景と目的

仮想化技術(VMware, Hyper-V, KVM)が普及するにつれて、一つの物理サーバ上に多くの仮想マシンが集約されるようになりました。この集約率が高まると、予期せぬアクセス増加や処理の集中によって、特定の物理ホストのリソース(CPUやメモリ)が逼迫し、そのホスト上の仮想マシンのパフォーマンスが低下する問題(リソースコンテンション)が発生しやすくなります。

DRSは、この問題を自動的に解決するために設計された「運用機能」です。管理者による手動でのリソース調整は煩雑でリアルタイム性に欠けますが、DRSはクラスタ内のリソース利用状況を常時監視し、必要に応じて仮想マシンを自動で移動させることで、リソースの偏りを解消し続けます。これにより、システム管理者はリソース配分の心配から解放され、より重要なタスクに集中できるようになります。これは、仮想化技術の「運用機能」が追求する、運用の効率化と信頼性の向上を体現しています。

主要コンポーネントと動作原理

DRSは、vCenter Serverによって管理されるESXiホストの「クラスタ」機能の一部として動作します。

1. 監視と分析:
DRSは、クラスタ内のすべてのESXiホストのリソース利用率(CPU、メモリなど)を継続的に監視します。監視データに基づき、DRSアルゴリズムはクラスタ全体のリソースの「不均衡度」を計算します。

2. 閾値の設定:
管理者は、どの程度の不均衡が発生したら是正措置を取るかという「自動化レベル」や「閾値」を設定できます。DRSは、この設定に基づき、現在のリソース配分が最適かどうかを判断します。

3. vMotionによる自動移行:
不均衡が検出され、設定された閾値を超えた場合、DRSは負荷の高いホスト上の仮想マシンを、リソースに余裕のあるホストへ移動させるための推奨案を生成します。この移動処理を実行するのが、VMwareの無停止移行技術である「vMotion」です。DRSはvMotionと緊密に連携し、仮想マシンの稼働を中断することなく、物理ホスト間を移動させます。

4. 自動化レベル:
DRSには通常、「完全自動化(Fully Automated)」、「部分的自動化(Partially Automated)」、「手動(Manual)」のモードがあります。完全自動化では、DRSが推奨案を生成し、管理者の承認なしに即座にvMotionを実行します。これにより、リソース調整が完全に自動化され、迅速な対応が可能となります。

アフィニティ・アンチアフィニティルール

DRSの動作を制御するために、「アフィニティルール」と「アンチアフィニティルール」が利用されます。

  • アフィニティルール(親和性ルール): 特定の仮想マシン群を常に同じESXiホスト上に配置し続けるよう強制します。例えば、密接に連携するアプリケーションサーバとデータベースサーバを隣接させて、ネットワーク遅延を最小限に抑えたい場合に利用されます。
  • アンチアフィニティルール(反親和性ルール): 特定の仮想マシン群を、必ず異なるESXiホスト上に分散配置するよう強制します。例えば、高可用性を確保するために、冗長化された2台のサーバ(プライマリとセカンダリ)が同時にダウンするのを防ぎたい場合に、これらを異なる物理ハードウェアに配置するために利用されます。

これらのルールは、DRSの自動最適化の範囲を定義し、ビジネス要件とパフォーマンス要件を両立させるために不可欠な設定項目です。

具体例・活用シーン

DRSは、データセンターの日常的な運用において、目に見えない形でシステムの安定性を支えています。

活用シーン1:突発的な負荷集中への対応

あるECサイトのシステムがDRSクラスタ上で稼働していると仮定します。深夜にテレビCMが放送され、短時間に膨大なアクセスが集中しました。これにより、Webサーバ群を収容している特定のESXiホスト(ホストA)のCPU使用率が急激に90%に達し、レスポンスが悪化し始めました。

DRSはこれを即座に検知します。隣のホストBがCPU使用率30%と余裕がある場合、DRSはホストA上のWebサーバ用仮想マシンのうち数台を選び出し、vMotionを使って自動的かつ無停止でホストBへ移行させます。この自動再配置により、ホストAの負荷は速やかに軽減され、Webサイト全体のパフォーマンス低下を防ぐことができます。これは、管理者が介入することなく、システムが自律的にリソースを最適化している素晴らしい例です。

比喩:データセンターの交通管制官

DRSの機能を初心者の方にも理解しやすいように、都市の「交通管制システム」に例えて説明します。

データセンターのクラスタを巨大な都市の高速道路網だと想像してください。物理ホスト(ESXi)は、高速道路の「車線」にあたります。そして、仮想マシン(VM)は、その車線を走る「車」です。

朝のラッシュ時、特定の車線(ホストA)に車(VM)が集中し、渋滞(リソース不足によるパフォーマンス低下)が発生しました。一方、隣の車線(ホストB)はガラガラです。

DRSは、この都市の交通管制官です。管制官は、センサー(監視機能)を使って渋滞をリアルタイムで把握し、自動的に信号や標識(vMotion)を操作して、渋滞している車線から空いている車線へ車を誘導します。

この管制官のおかげで、管理者は手動で交通整理をする必要がなくなり、都市全体(クラスタ全体)の交通の流れ(パフォーマンス)が常にスムーズに保たれるのです。DRSは、仮想化技術におけるこの「自動的な流れの最適化」を担当する、非常に賢い運用機能なのです。

活用シーン2:計画メンテナンスの自動化

DRSは、日常的な負荷分散だけでなく、計画的なメンテナンス時にも威力を発揮します。あるESXiホストにパッチを適用したり、ハードウェアのアップグレードを行う必要がある場合、管理者はそのホストを「メンテナンスモード」に設定します。DRSは、このモードが設定されたことを検知すると、そのホスト上で稼働しているすべての仮想マシンを、vMotionを用いて自動的にクラスタ内の他の健全なホストへ退避させます。これにより、メンテナンス作業中もサービスを無停止で継続でき、手動でのVM退避作業が一切不要になります。

資格試験向けチェックポイント

DRSは、特に応用情報技術者試験や、VMware製品を扱う実務的な認定試験において頻出する重要な概念です。仮想化技術(VMware ソリューション)の「運用機能」の中核として、以下のポイントを押さえておくことが非常に重要です。

| 項目 | 重要なキーワードと試験対策の視点 |
| :— | :— |
| 定義と目的 | 「動的な負荷分散」「リソースの最適化」がキーワードです。DRSの主目的は、クラスタ内のリソースの不均衡を解消し、仮想マシンのパフォーマンスを安定させることです。手動ではなく「自動」で行う点がポイントになります。 |
| 動作原理 | DRSがリソース再配置を行う際に、「vMotion」と連携して動作することが頻繁に問われます。DRSが移行の判断を行い、vMotionが実際の無停止移行を実行するという役割分担を理解しましょう。 |
| 前提条件 | DRSを動作させるためには、複数のESXiホストで構成された「クラスタ」環境が必要であること、また、vMotionを実行できるネットワーク構成や共有ストレージ(例:VMFS、NFS、vSANなど)が必須であることを覚えておきましょう。 |
| 関連機能 | DRSとセットで出題されることが多いのが、高可用性を実現する「HA (High Availability)」機能です。DRSがパフォーマンス(負荷分散)を担うのに対し、HAは障害発生時の再起動(可用性)を担うという違いを明確に区別できるようにしてください。 |
| ルール | アフィニティルールアンチアフィニティルールの役割(特定のVMを同じホストに置くか、異なるホストに置くか)を理解し、その設定がDRSの自動移行判断に影響を与えることを把握しておきましょう。|

DRSに関する問題が出た場合、「これは仮想化環境の運用をいかに効率化しているか」という視点からアプローチすると、正解にたどり着きやすいです。

関連用語

  • 情報不足
  • 関連用語としては、DRSと密接に関わるvMotion(無停止移行技術)、DRSの動作基盤となるクラスタ、可用性を担うHA (High Availability)、そしてVMwareの仮想化基盤であるvSphereおよびESXiが挙げられます。これらの用語はすべて、仮想化技術(VMware ソリューション)における「運用機能」を構成する要素として重要です。これらの概念も合わせて学習することで、DRSの役割をより深く理解することができます。
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この記事を書いた人

両親の影響を受け、幼少期からロボットやエンジニアリングに親しみ、国公立大学で電気系の修士号を取得。現在はITエンジニアとして、開発から設計まで幅広く活躍している。

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