VM（仮想マシン）とは

VM（仮想マシン）は、単一の物理コンピューティングデバイスを、CPU、メモリ、ストレージ、オペレーティングシステムが割り当てられている多数の独立したコンピューティング環境に分割するソフトウェアエミュレーションです。この手法により、各コンピューティング環境の完全な分離と独立を実現しながら、最大限のリソース最適化が可能になります。VMは、クラウドやコンテナなどの最新テクノロジーの先駆けの1つです。

この記事では、VM、その一般的なユースケース、およびVMによってもたらされる重大なセキュリティ上の懸念について説明します。悪意のあるアクティビティからVMを保護するのに役立つ業界をリードするツールについて説明します。

VMのアーキテクチャとコンポーネント

物理コンピューターは、CPU、メモリ、ディスクストレージなどの複数のハードウェアコンポーネントで構成されています。VMは物理的なハードウェアを持たず、これらのコンポーネントの仮想化バージョンです。物理マシンには通常、ハードウェアと直接通信する、基盤となるオペレーティングシステムがあります。これは、VM用語ではホストOSと呼ばれます。 

単一の物理デバイスからVMを作成するには、ハイパーバイザーがホストOSにリソース（CPU、メモリ、ストレージ、ネットワークインターフェースなど）を要求して仮想ハードウェアを構築する必要があります。リソースが正常に割り当てられると、新しく作成された仮想ハードウェアと通信するためのゲストOSが作成されます。すべてのゲストOSはホストOS上で実行されるため、ホストOSはリソースの消費を最小限に抑える必要があります。 

一部のハイパーバイザーは、ハードウェア上で直接実行することもできるため、ホストOSが不要になります。このアプローチにより、リソースのプロビジョニングが高速化され、リソースの最適化が向上します。これは、クラウドコンピューティングプラットフォームなどのエンタープライズ環境では一般的になっています。

VMの一般的なユースケース

VMは、その柔軟性と実用性により、テクノロジー業界で広く採用されるようになりました。あらゆる規模の組織、独立した開発者、愛好家が、さまざまな価値あるユースケースでVMを活用しています。

開発とテスト

ソフトウェアテストでは、アプリケーションがすべてのプラットフォームとオペレーティングシステムで想定どおりに動作することを確認します。開発者は、テスト目的でVMを使用してこれらのさまざまな環境にアクセスします。また、VMでは、本番環境に影響を与えることなく、さまざまなコード更新を展開できるため、実験用に完全に隔離された環境が提供されます。

サーバー統合

単一の物理コンピューター上で単一のサーバーアプリケーションを実行すると、メモリやCPUなどのハードウェアコンポーネントが単一のアプリケーションによって部分的にのみ使用されることになるため、多くの場合、リソースが無駄になります。VMアプリケーションを実行すると、特に各VM上でコンテナが実行される場合に、リソース使用率の最適化に役立ちます。

災害復旧

VMは簡単に複製、プロビジョニング、復元できるため、バックアップと復旧に便利なソリューションです。移植性が高いため、さまざまなホストへの迅速な移行が可能になり、機能停止やセキュリティ侵害時のダウンタイムを最小限に抑えてビジネス継続性を保証します。

クラウドコンピューティング

クラウド環境は非常に動的です。クライアントは、さまざまなリソース設定でコンピューティングインスタンスを継続的にプロビジョニングおよび使用停止しています。VMがなければ、クラウドの柔軟性と順応性は、今日のようにシームレスには実現できなかったでしょう。

VMを使用する主な利点

リソースの最適化

多くの場合、単一の物理コンピューターのリソースは、そのコンピューターに委任されたタスクを実行するには十分すぎるほどです。これが、特にクラウドコンピューティングの台頭により、仮想マシンの概念が魅力的になっている理由です。1台の物理ホストで複数のVMを実行することで、組織はハードウェアの使用率を最大化すると同時にリソースの消費量を削減できます。

隔離とセキュリティ

ハイパーバイザーは、ハードウェアリソースの割り当てに加えて、実行中のすべてのVMの完全な隔離と最適なセキュリティを確保します。ハイパーバイザーは、VMが相互作用できる程度（可能な場合）を規定するポリシーを適用します。ハイパーバイザーの役割は、物理環境と仮想環境間のプロキシとして機能することであり、ゲストOSがホストOSや基盤となるハードウェアとやり取りするための情報や方法を持つことはありません。ゲストOSが侵害を受けた場合でも、ホストOS、物理ハードウェア、およびその他の実行中のVMは影響を受けません。 

拡張性と柔軟性

VMは簡単かつ迅速にプロビジョニングおよび使用停止できます。これは、クラウドプロバイダーなどの動的なワークロードを実行するシステムに最適です。その結果、VMはクラウドコンピューティングインフラストラクチャの最も基本的な柱の1つとなり、クラウドの特徴的なトレードマークであるシームレスなスケーリングを支えるバックボーンとなりました。

費用効率

ほとんどの組織は、エネルギーとハードウェアのメンテナンス時間を削減しながら、無駄とアイドル容量を削減する機会を模索しています。これらはすべて、大幅なコスト削減につながる可能があるものです。

数十年前、VMが登場する前は、ハードウェアのコストははるかに高価でした。ハードウェアの発注と配送のプロセスには時間がかかり、需要やトラフィックパターンの変化に適応できない場合はビジネスに悪影響が出ていました。このような遅延は成長を妨げ、ビジネス全体の競争力を低下させていました。 

VMを使用することで、組織はリソースの使用を最適化しながら、必要なコンピューティング能力を安全かつ迅速に確保できます。

セキュリティに関する考慮事項

現在、VMは広く普及しているため、サイバー攻撃の主な標的にもなっています。最も一般的なVMセキュリティの脅威には、次のようなものがあります。

• VMスプロール：VMのプロビジョニングと使用停止の設定ミスにより、VMの増加が制御不能になり、監視されず、セキュリティ保護されないインスタンスが攻撃に対して脆弱になる可能性があります。
• VMエスケープ（ジェイルブレイク）：悪意のあるアクターが脆弱性を悪用してVMから脱出し、ホストシステムまたは他のVMにアクセスして全体的なセキュリティを侵害すると、セキュリティ侵害が発生します。アクセス制御、隔離、または承認の実装が不十分な場合、このような問題が発生することがよくあります。
• スナップショットとバックアップの脆弱性：VMスナップショットとバックアップの取り扱いが安全でないと、機密データの漏洩や、侵害されたVMの不正な復旧につながる可能性があります。
• 不適切なハイパーバイザーの設定：ハイパーバイザーの設定ミスや不適切なセキュリティ設定により、アクセス制御とネットワークセグメンテーションが不十分になります。不適切なモニタリングとログ記録も、大規模なセキュリティ侵害につながります。

最適なVMセキュリティを実現するためのガイドラインとして、次のようなベストプラクティスがあります。

• ハイパーバイザーソフトウェアと、VM内で実行されているすべてのソフトウェアに定期的にパッチを適用します。
• VM内で実行されている機密性の高いワークロードを暗号化します。
• アクセス制御を適切に設定して、VMアクセスを必要とするオペレーターのみに制限します。

最後に、VMを扱う際には企業コンプライアンスを考慮してください。仮想化を利用する組織は、プロビジョニングされた各VMとそのソフトウェアが、関連するデータ保護法、セキュリティプロトコル、監査要件の遵守など、業界のコンプライアンス要件を満たしていることを確認し、規制違反の可能性を最小限に抑える必要があります。

CrowdStrike Falcon Cloud SecurityでVMを保護

仮想マシンは、運用コストを削減しながら組織に重要な価値をもたらします。開発者は数十年にわたって仮想化テクノロジーに取り組んできましたが、特に近年ではクラウドコンピューティングの台頭により、その傾向は顕著になっています。ただし、仮想マシンは、重大な侵入や企業コンプライアンス違反などのセキュリティ上の欠陥に対して脆弱です。 

VMを脅威から保護することは必須です。これは、CrowdStrike Falcon® Cloud Securityのようなトップレベルのセキュリティソリューションを活用することで最も効果的に実現できます。この高度なツールは、ランタイム保護、合理化された管理、包括的な可視性などの堅牢な機能を提供し、仮想環境に最適なセキュリティを確保します。

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