仮想化により、同一の物理マシン上で隣り合いながら分離して実行する複数の仮想マシン（VM）を作成できます。

各仮想マシンは、仮想ハードウェア（メモリ、CPU、NIC）の独自のセットを持ち、その上でオペレーティング システムと十分に設定されたアプリケーションがロードされます。オペレーティング システムは、実際の物理ハードウェア コンポーネントに関係なく、一貫性があり正常なハードウェア一式を認識します。

仮想マシンでは、物理サーバ間でのプロビジョニングや移動を迅速に行うために、ハードウェアとソフトウェアの両方が単一のファイルにカプセル化されます。仮想マシンは 1 つの物理サーバから別のサーバへ数秒で移動することができ、メンテナンスのためのダウンタイムを必要とせず、途切れることのない作業負荷を集約します。

仮想ハードウェアは、多数のサーバ（それぞれのサーバは独立した仮想マシン内で実行する）を単一の物理サーバ上で実行できるようにします。バーチャライゼーションの利点は、コンピューティング リソースをより適切に使用でき、サーバ密度を高め、サーバの移行をスムーズに行えることです。

仮想サーバの実装は、1 つの物理サーバのゲストとして実行される 1 つまたは複数の VM で構成されます。ゲスト VM は、ハイパーバイザまたは仮想マシン マネージャ（VMM）と呼ばれるソフトウェア レイヤによってホストされ管理されます。通常、ハイパーバイザは各 VM で仮想ネットワーク インターフェイスを示し、VM から他のローカル VM または外部ネットワークに繋がる別のインターフェイスへのトラフィックのレイヤ 2 スイッチングを実行します。

Cisco 仮想インターフェイス カード（VIC）アダプタと連携して、Cisco Virtual Machine ファブリック エクステンダ（VM-FEX）はファブリック インターコネクトの外部ハードウェア ベース スイッチング用のハイパーバイザによって、VM トラフィックのソフトウェア ベースのスイッチングをバイパスします。この方法により、サーバの CPU 負荷を軽減し、高速スイッチングを行い、ローカルおよびリモート トラフィックに豊富なネットワーク管理機能セットを適用することができます。

VM-FEX は IEEE 802.1Qbh ポート エクステンダ アーキテクチャを VM に拡張するために、各 VM インターフェイスに仮想 Peripheral Component Interconnect Express（PCIe）デバイスとスイッチ上の仮想ポートを提供します。このソリューションにより、VM インターフェイス上で、正確なレート制限と QoS（Quality of Service）保証が可能になります。

単一のルート I/O 仮想化（SR-IOV）により、さまざまなゲスト オペレーティング システムを実行している複数の VM が、ホスト サーバ内の単一の PCIe ネットワーク アダプタを共有できるようになります。SR-IOV では、VM がネットワーク アダプタとの間で直接データを移動でき、ハイパーバイザをバイパスすることで、ネットワークのスループットが増加しサーバの CPU 負荷が低下します。最近の x86 サーバ プロセッサには、SR-IOV に必要なダイレクト メモリの転送やその他の操作を容易にする Intel VT x テクノロジーなど、チップセットの拡張機能が搭載されています。

SR-IOV 仕様では、次の 2 つのデバイス タイプが定義されています。

• 物理的な機能（PF）：基本的にスタティック vNIC である PF は、SR-IOV 機能を含む完全な PCIe デバイスです。PF は、通常の PCIe デバイスとして検出、管理、設定されます。単一 PF は、一連の仮想関数（VF）の管理および設定を提供できます。

• 仮想機能（VF）：ダイナミック vNIC と同様に、VF はデータ移動に必要な最低限のリソースを提供する、完全または軽量の仮想 PCIe デバイスです。VF は直接的には管理されず、PF を介して配信および管理されます。1 つ以上の VF を 1 つの VM に割り当てることができます。

SR-IOV は、PCI 標準の開発および管理が公認されている業界組織である Peripheral Component Interconnect Special Interest Group（PCI-SIG）によって定義および管理されています。SR-IOV の詳細については、次の URL を参照してください。

http:/​/​www.intel.com/​content/​www/​us/​en/​pci-express/​pci-sig-sr-iov-primer-sr-iov-technology-paper.html

SR-IOV をサポートするハイパーバイザには、KVM Linux と Microsoft Hyper-V が含まれています。

次のシスコ仮想インターフェイス カードは VM-FEX を使用する SR-IOV をサポートしています。

• Cisco UCS M81KR 仮想インターフェイス カード

• Cisco UCS P81E 仮想インターフェイス カード

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1280

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1240

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1225

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1225T

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1227

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1227T

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1340

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1380

• Cisco UCS 仮想インターフェイス カード 1385

Cisco UCS Manager （UCSM）と Microsoft System Center Virtual Machine Manager （SCVMM）の統合により、Microsoft の仮想化プラットフォームへと Virtual Machine Fabric Extender （VM-FEX）テクノロジーが拡張されます。Microsoft SCVMM がネットワーク スタックのセットアップに使用するネットワーク オブジェクトは、このアーキテクチャを使用して Cisco UCSM で設定されます。Microsoft SCVMM は、Cisco UCSM によって作成されたネットワーク オブジェクトを使用し、VM をホストする Microsoft Hyper-V ホストにそれらを展開します。

Hyper-V はシングル ルート I/O 仮想化（SR-IOV）テクノロジーを使用して、仮想接続を展開します。VM のインターフェイスは仮想関数にマッピングされます。Cisco UCS リリース 2.1 では SR-IOV のサポートが追加され、Microsoft Hyper-V ホストへの VM-FEX の展開が可能になりましたが、VM ネットワークの管理が一元化されていませんでした。リリース では Microsoft SCVMM との管理プレーンの統合がサポートされており、Hyper-V ホストの VM ネットワーク管理が一元化されました。この展開では、Cisco 仮想インターフェイス カード（VIC）アダプタで使用可能な SR-IOV テクノロジーを活用して、Cisco UCS ファブリック インターコネクト（FI）が VM へ対応可能になります。

図 1 に、Microsoft SCVMM アーキテクチャを使用した Cisco UCS VM-FEX を示します。

図 1. Microsoft SCVMM アーキテクチャを使用した Cisco UCS VM-FEX

ネットワーク オブジェクトの詳細については、以下の Microsoft ネットワーク用語を参考にしてください。

Cisco UCS リリース は、以下の Microsoft ソフトウェアをサポートしています。

• SCVMM 2012 SP1

• Windows Hyper-V 2012 SP1

• SCVMM 2012 R2

• Windows Hyper-V 2012 R2