vSwitch（vSwitch: ブイスイッチ）

2025年10月16日

vSwitch（vSwitch: ブイスイッチ）

英語表記: vSwitch (Virtual Switch)

概要

vSwitch（仮想スイッチ）は、「ハードウェアとソフトウェアの関係」における「仮想化とハイパーバイザ」の領域、特に「仮想インフラ構成」において仮想マシン（VM）間の通信や、VMと外部物理ネットワークとの接続を司る、ソフトウェアで実装されたネットワークデバイスです。これは、物理的なネットワークスイッチが持つ機能を、ハイパーバイザ（仮想化ソフトウェア）の内部で再現したものだと考えてください。非常に重要な役割を担っており、仮想環境のネットワークトラフィックを適切にルーティングし、セグメンテーション（分離）を実現するための基盤となります。

詳細解説

vSwitchは、仮想インフラ構成の心臓部とも言える、ネットワーク機能を提供する中核コンポーネントです。物理サーバー上で動作するハイパーバイザ（例：VMware ESXi, Hyper-Vなど）に組み込まれており、物理的なネットワークカード（NIC）の上に抽象化された層として存在しています。

目的と動作原理

vSwitchの主な目的は、仮想マシン（VM）に対して安定したネットワーク接続を提供すること、そしてトラフィックを効率的に管理することです。

VM間の通信: 同じホストサーバー上に存在する複数のVMが相互に通信を行う際、vSwitchがそのトラフィックを処理します。これは、物理的な配線を必要とせず、すべてソフトウェア処理として完結します。
外部接続（アップリンク）: vSwitchは、ホストサーバーの物理NICと連携し、VMから外部の物理ネットワーク（インターネットや他のサーバー）への出口（アップリンク）を提供します。
ネットワークの分離とセキュリティ: 物理スイッチと同様に、VLAN（Virtual LAN）などの技術を用いて、異なるセキュリティ要件を持つネットワークセグメントを論理的に分離できます。これは、仮想インフラ構成におけるセキュリティと管理の効率化に直結します。

仮想インフラ構成における位置づけ

私たちがこのvSwitchを「ハードウェアとソフトウェアの関係」という大きな文脈の中で捉えるとき、その本質が見えてきます。従来のネットワーク構成では、通信を制御するために物理的なハードウェア（スイッチ）が必要でした。しかし、仮想化技術の発展により、ネットワーク機能そのものがソフトウェア化されました。

vSwitchは、ハイパーバイザというソフトウェアが、物理ハードウェア（物理NIC）の能力を借りながら、複数の仮想ハードウェア（VMの仮想NIC）に対してサービスを提供する、まさしく「ハードウェアとソフトウェアの関係」の典型例なのです。

主要コンポーネント

vSwitchは、主に以下の要素で構成されています。

仮想ポート (Virtual Ports): 仮想マシンに接続される論理的な接続ポイントです。VMの仮想NICがこのポートに接続されます。
ポートグループ (Port Groups): 複数の仮想ポートをまとめた論理的なグループです。これにより、特定のVLAN設定やセキュリティポリシーを、まとめてVM群に適用することが可能になります。
アップリンクポート (Uplink Ports): vSwitchとホストサーバーの物理NICを接続するポートです。ここを通じて、仮想環境のトラフィックが外部の物理ネットワークへ流れ出ます。

vSwitchは、これらのコンポーネントをソフトウェアで管理し、あたかも物理的なスイッチングハブであるかのように、VMのMACアドレスを学習し、効率的なフレーム転送を実現しているのです。物理的な制約を受けずに、必要な数のポートを柔軟に作成できる点が、仮想インフラ構成の大きな魅力だと感じます。

具体例・活用シーン

vSwitchの役割を理解するために、具体的な活用シーンと、初心者にも分かりやすい比喩を用いて解説します。

活用シーン：テスト環境の迅速な構築

企業が新しいアプリケーションを開発・テストする際、本番環境とは完全に隔離されたネットワーク環境が必要です。

物理環境の場合: 新しいスイッチやルータを購入・設定し、物理的に配線し直す必要があり、時間もコストもかかります。
仮想環境（vSwitch利用）の場合: 開発チームは、ホストサーバー上に新しいvSwitchをソフトウェア的に作成し、そこにテスト用のVM群を接続するだけで、論理的に隔離されたネットワークを瞬時に構築できます。このvSwitchは外部ネットワークへのアップリンクを持たせない設定にすれば、完全に閉じた環境が実現します。これは、仮想化技術が提供する「俊敏性」の象徴的な例だと思います。

比喩：高層マンションのインテリジェントな交換機

vSwitchの働きは、大規模な高層マンションに設置された、非常に賢い内線・外線交換機に例えることができます。

このマンション（ホストサーバー）には多数の部屋（仮想マシン）があります。

内線（VM間通信）: ある部屋（VM A）から別の部屋（VM B）に内線電話をかける場合、交換機（vSwitch）がその通信を処理し、外部に出ることなく迅速に接続します。これは、物理的なケーブルを這わせることなく、ソフトウェア内で完結する通信です。
外線（外部接続）: 部屋（VM）から外部の会社（インターネット上のサーバー）に電話をかける場合、交換機（vSwitch）はマンション全体の代表回線（物理NIC＝アップリンク）を通じて、外部の公衆回線（物理ネットワーク）に接続します。

この交換機（vSwitch）が優れているのは、テナント（VM）の要望に応じて柔軟に設定を変えられる点です。例えば、「このフロアの部屋（特定のポートグループ）は、セキュリティ上の理由で、特定の外部回線（特定のアップリンク）しか使えないようにする」といった細かいルール設定が、すべてソフトウェア上でマウス操作やコマンド入力だけで実現できてしまうのです。この柔軟性こそが、現代の「仮想インフラ構成」を支える鍵となっています。

資格試験向けチェックポイント

vSwitchは、仮想化技術の理解度を問う上で非常に重要な概念です。特に「仮想インフラ構成」の文脈で出題されることが多いので、以下の点を押さえておくと合格に近づくでしょう。

| 試験レベル | 重点的に問われる知識と出題パターン |
| :— | :— |
| ITパスポート | 定義と役割の理解: vSwitchが「仮想マシン間の通信を可能にするソフトウェア」であること。物理スイッチとの違い（物理的な配線が不要）が問われることがあります。仮想化のメリット（リソースの柔軟な利用）に関連付けて理解しましょう。 |
| 基本情報技術者 | 構成要素と機能: vSwitchがハイパーバイザ上で動作すること、およびポートグループ、アップリンクといった主要コンポーネントの役割。VLANを利用した論理的なネットワーク分離の概念と、それがどのように仮想化環境で実現されるかが出題されます。特に、VMのネットワーク設定を変更する際のvSwitchの役割を理解しておく必要があります。 |
| 応用情報技術者 | 設計と運用管理: 仮想インフラ全体のネットワーク設計におけるvSwitchの役割（例：負荷分散、チーミング、セキュリティポリシー適用）。分散仮想スイッチ（Distributed vSwitch）のような高度な機能や、物理ネットワーク機器との連携（L2/L3レベルでの連携）に関する知識が問われることがあります。障害発生時の切り分けや、パフォーマンスチューニングの観点からも重要です。 |

試験対策のヒント

物理スイッチとの対比: vSwitchは「ソフトウェアスイッチ」であり、物理スイッチが持つ多くの機能（フレーム転送、MACアドレステーブルの学習、VLAN機能など）をソフトウェア的に実現している点を明確に区別してください。
ハイパーバイザとの連携: vSwitchはハイパーバイザの一部として機能し、仮想マシンの仮想NICと物理サーバーの物理NICとの間のトラフィック仲介役であることを理解することが重要です。この関係性が、「仮想インフラ構成」の基本です。