スナップショット

2025年11月4日

スナップショット

英語表記: Snapshot

概要

スナップショットとは、仮想マシン（VM）の特定の時点における状態、設定、およびディスクデータ（ストレージ）を丸ごと記録し、保存しておく機能です。これは、VM ライフサイクル管理において、安全かつ迅速に「特定の状態へ戻る」ことを可能にする、非常に重要な機能です。具体的には、VMのメモリ状態、ハードウェア構成、そしてディスク上の変更履歴の開始点を記録し、問題発生時の復旧（ロールバック）を容易にすることを目的としています。

詳細解説

VMライフサイクルにおけるスナップショットの役割

スナップショット機能は、VMwareやHyper-V、KVMといった主要な仮想化技術において、仮想マシンを運用（VM ライフサイクル）する上での「保険」として機能します。新しいソフトウェアの導入、OSのパッチ適用、複雑な設定変更を行う前にスナップショットを取得しておけば、万が一その変更によってVMが起動しなくなったり、予期せぬ不具合が発生したりした場合でも、瞬時に元の安定した状態に戻すことが可能となります。この迅速な復旧（ロールバック）能力こそが、仮想化環境の効率的な管理を支えているのです。

動作原理：差分ディスクの仕組み

スナップショットの動作原理は、非常に巧妙で効率的です。

スナップショットの取得時: スナップショットを作成した時点のオリジナルの仮想ディスクファイル（ベースディスク、例えばVMwareのVMDKやHyper-VのVHDX）は、読み取り専用の状態にロックされます。
差分ディスクの生成: その後、VMが稼働を続ける中で発生するすべての新しいデータ書き込みは、オリジナルのディスクには行われず、「差分ディスク」（デルタファイル、または増分ディスクとも呼ばれます）と呼ばれる新たなファイルに記録され始めます。
稼働中のVMの状態: 仮想マシンがデータを読み出す際は、まず最新の差分ディスクをチェックし、そこにデータがなければベースディスクから読み出します。つまり、VMはベースディスクと差分ディスクを統合した状態として動作しているわけです。

この仕組みにより、スナップショット取得直後もVMの動作が停止することなく、かつ元の状態を完全に保護したまま、その後の変更履歴を分離して管理することが可能になります。

注意点：性能劣化と長期利用の禁止

スナップショットは非常に便利ですが、長期的に利用し続けると性能に悪影響を与える可能性がある点に注意が必要です。スナップショットを複数層に重ねていくと（スナップショットチェーン）、VMがデータを読み書きする際に、複数の差分ディスクを順番に参照しなければならなくなります。これは「ディスク参照のオーバーヘッド」となり、I/O性能が徐々に劣化していきます。

そのため、スナップショットは基本的に「短期的な保険」として利用されるべきであり、テストが完了したり、変更が恒久的に確定したりした後は、速やかにスナップショットを統合（コミット）することが、仮想マシンの健全な管理（仮想マシンの管理）において鉄則とされています。長期的なデータ保護が必要な場合は、後述するようにスナップショットではなく「バックアップ」を利用する必要があります。

具体例・活用シーン

スナップショットは、VM ライフサイクルの中で、開発、テスト、運用管理の各段階で幅広く活用されています。

1. OSやアプリケーションのパッチ適用前の「保険」

システム管理者がOSやセキュリティパッチを適用する際、パッチが環境に予期せぬ悪影響を与えるリスクは常に存在します。

活用シーン: パッチ適用直前にスナップショットを取得しておきます。もしパッチ適用後にVMが不安定になったり、特定のアプリケーションが動作しなくなったりした場合でも、すぐにスナップショット作成時点に戻す（ロールバック）ことで、システムのダウンタイムを最小限に抑えられます。これは、運用中のVMの管理において最も一般的な利用法ですね。

2. 開発・テスト環境の迅速なリセット

開発者やテスターが、特定のテスト条件を何度も再現したい場合に非常に役立ちます。

活用シーン: クリーンな初期設定のVMに対してスナップショットを取得しておきます。テストによってVM内のデータや設定が汚れても、すぐにスナップショットに戻ることで、常に同じ初期状態からテストを再開できます。これにより、テストサイクルが大幅に短縮されます。

アナロジー：ゲームの「セーブポイント」機能

スナップショットを理解する最も簡単な比喩は、テレビゲームの「セーブポイント」機能です。

プレイヤーが難易度の高いエリアに挑戦する直前、セーブポイントで現在の状態を記録します。もしゲームオーバーになっても、そのセーブポイントから瞬時にやり直すことができますよね。

仮想マシンにおけるスナップショットも全く同じ役割を果たします。

セーブポイント（スナップショット）: VMの現在の完全な状態を記録します。
ゲームオーバー（システム障害）: パッチ適用失敗や設定ミスでVMが壊れた状態です。
ロード（ロールバック）: スナップショット作成時点の状態に一瞬で復元します。

この機能があるおかげで、システム管理者は大きな変更に際しても、安心して作業を進めることができるのです。

資格試験向けチェックポイント

ITパスポート、基本情報技術者試験、応用情報技術者試験といった日本のIT資格では、仮想化技術の基本的な概念としてスナップショットが出題されることがあります。特に、その目的とバックアップとの違いが重要です。

スナップショットの目的:
- 短期的な変更に対する「ロールバック」（復元）を可能にすること。
- 開発・テスト環境の一時的な状態保存。
- 注意点: 長期的なデータ保護や災害対策を目的とする機能ではない、という点が頻出します。
バックアップとの違い:
- スナップショットは、VMが稼働しているストレージ上に差分データ（デルタファイル）として存在するため、元のストレージ自体が故障すると、スナップショットもろとも失われます。
- バックアップは、データを別の物理媒体や遠隔地に保存するため、災害対策や長期保存に適しています。試験では、「スナップショットはバックアップの代わりにはならない」という認識が問われます。
動作原理:
- スナップショット取得後に生成されるファイルは「差分ディスク」や「デルタファイル」と呼ばれ、元のディスクファイル（ベースディスク）は読み取り専用となる仕組み。この概念を問う問題は、応用情報技術者試験などで出題される可能性があります。
管理上の注意点:
- スナップショットを長期的に保持しすぎると、ディスクI/O性能が劣化する（オーバーヘッドが発生する）ため、テスト完了後は速やかに統合（コミット）すべきである、という管理上のベストプラクティスも重要です。これは、仮想マシンの管理能力を問う問題としてよく登場します。