明らかになった「Hyper-Vコンテナー」の正体（1）――その仕組みと管理方法：vNextに備えよ！ 次期Windows Serverのココに注目（37）（1/2 ページ）

マイクロソフトは2015年11月20日（日本時間）、「Windows Server 2016 Technical Preview 4（TP4）」を公開しました。2015年8月のTP3ではコンテナー技術が初めて搭載され、「Windows Serverコンテナー」を評価できるようになりました。TP4ではいよいよ「Hyper-Vコンテナー」のお披露目です。

[山市良，テクニカルライター]

連載目次

Windows Serverコンテナーについてのおさらい

　Windows Server 2016には「Docker」互換のコンテナー技術が搭載され、「Windows Serverコンテナー」と「Hyper-Vコンテナー」の2種類のWindowsコンテナーの作成と実行が可能になる予定です。

　Windows Server 2016におけるコンテナー技術のコアサービスである「Containers」およびWindows Serverコンテナーについては、2015年8月にリリースされたWindows Server 2016 TP3で初めてプレビューが提供されました。また、オープンソースのDockerにはWindows Server 2016のContainersのサポートが組み込まれ、DockerコマンドおよびDocker APIによるコンテナーの管理も可能になっています。これらの機能については、本連載で詳しく説明しています。

• Windows ServerのDockerサポートとは？（本連載 第26回）
• 所要時間は1分未満！ 今すぐできるWindows Serverコンテナーの作り方（本連載 第27回）
• IISコンテナーの作成で理解するコンテナーのネットワーク機能（本連載 第28回）
• WindowsコンテナーをDockerから操作するには？（本連載 第29回）

　Windows Server 2016 TP4では、Hyper-Vコンテナーの初めてのプレビューが提供されています。本題に入る前に、ちょっとだけWindows Serverコンテナーの仕組みをおさらいしておきましょう。

　Windows Serverコンテナーは「WindowsServerCore」というコンテナーイメージがベースとなっており、Windows Server 2016のServer Coreインストールベースのアプリケーション実行環境をコンテナーとして提供します。LinuxベースのDockerのコンテナー技術と同様、Windows ServerコンテナーはWindows Serverコンテナーホストのカーネルを共有し、コンテナーイメージの「WindowsServerCore」がOSのシステムファイルのバイナリやライブラリを提供して、コンテナー内で変更された差分だけがコンテナーごとのディスク領域に書き込まれます（図1）。

図1　Windows Serverコンテナーの実行イメージ。コンテナーはカーネルを持たず、コンテナーホストのカーネルを共有している

　コンテナー技術は、上の図1のような仕組みにより、従来型の仮想マシンの仮想化技術よりも素早くアプリケーション実行環境をデプロイしたり、短時間でコンテナーを起動したり、少ないリソースでコンテナーを実行したりできます。Windows Serverコンテナーの場合、コンテナーはコンテナーホスト上で実行される“一つのプロセス”にすぎません。それを、コンテナーごとに分離されたアプリケーション実行環境に見せているのです（画面1）。

画面1　1つのWindows Serverコンテナーは、コンテナーホスト上で実行される一つのプロセス（CExecSvc.exe）にすぎない

2種類のコンテナー、実は見た目も操作方法もあまり変わりません

　Windows Server 2016 TP4で初めてHyper-Vコンテナーに触れるまで、筆者は大きな誤解をしていました。

　筆者は、Hyper-Vコンテナーを「WindowsまたはLinux仮想マシンを実行可能な軽量なHyper-V環境」と想像していたのですが、実は全く異なるものでした。Hyper-Vコンテナーとは、一言でいうなら、「Hyper-Vを利用することで、コンテナーホストや他のコンテナーとの隔離度をより高めたコンテナーのデプロイのオプション」になります。

　また、Windows Server 2016 TP4のHyper-VとWindows 10 バージョン1511（およびWindows 10 Insider Previewビルド10565以降）のクライアントHyper-Vでは、「Nested Virtualization」（入れ子構造の仮想化、Nested Hyper-Vとも呼ばれる）がサポートされましたが、これはHyper-Vコンテナーに必須の要素技術であると思っていました。これも大きな誤解でした。Hyper-VコンテナーにNested Virtualizationは必須ではありません。この点については次回に説明します。

　Hyper-Vコンテナーは、Hyper-Vのハイパーバイザー環境に完全に依存します。Hyper-Vコンテナーのコンテナーイメージ「NanoServer」はNano Serverをベースとしたもので、Hyper-Vの仮想マシン環境で実行され、コンテナーごとのアプリケーション実行環境を提供します。Windows Serverコンテナーとは異なり、コンテナーホストとカーネルを共有することはありませんし、他のコンテナーとも完全に分離されます（図2）。

図2　Hyper-Vコンテナーの実行イメージ。Windows Serverコンテナーとは異なり、コンテナーホストとカーネルを共有しない

　コンテナーの作成や実行、イメージの作成、エクスポート／インポートなどは、Windows Serverコンテナーとほとんど同じ操作で行えます。異なる点があるとすれば、Windows PowerShellの「New-Container」コマンドレットでコンテナーを作成する際、コンテナーイメージとして「NanoServer」（または「NanoServer」イメージから作成したカスタムイメージ）を指定することと、「-RuntimeType HyperV」パラメーターを追加することだけです。Dockerコマンドを使用する場合は、コンテナーイメージとして「nanoserver（全て小文字）」（または「nanoserver」イメージから作成したカスタムイメージ）を指定して、「--isolation=hyperv」パラメーターを追加します。

　Windows Serverコンテナーはコンテナーホスト上の一つのプロセスでしたが、Hyper-VコンテナーはHyper-V仮想マシンと同様、コンテナーごとの「仮想マシンワーカープロセス（wmwp.exe）」で実行されます（画面2）。ただし、コンテナーホストからは、Hyper-Vの通常の仮想マシンとしては見えません。例えば、「Hyper-Vマネージャー」には表示されません。

画面2　Hyper-Vコンテナーは、コンテナーごとに「仮想マシンワーカープロセス（wmwp.exe）」で実行される

　Hyper-Vコンテナーは、Windows Serverコンテナーのようにコンテナーホストとカーネルを共有するというコンテナー技術とは矛盾しており、本質的には従来型の仮想マシンベースの仮想化技術と変わりません。Windows Serverコンテナーと同じ操作性で、仮想化ベースの隔離環境を提供するのがHyper-Vコンテナーであり、それにはNano Serverの役割が大きく関係しています。

　前出の画面1と画面2で、それぞれのコンテナーのメモリ使用量を比べてみてください。Hyper-Vコンテナー（前出の画面2）はWindows Serverコンテナー（前出の画面1）の500倍ほどメモリを多く使用していますが、それでも300MB以下です。Windows Server 2016の最小メモリ要件は512MBですので、通常の仮想マシンと比べれば、圧倒的に少ないメモリで動作しています。Hyper-Vコンテナーは、Nano Serverがあればこそ実現できたといってもよいのではないでしょうか。