いくつかのオープンソースハイパーバイザー技術

[51CTO.com クイック翻訳] ハイパーバイザーは仮想マシンの作成と操作を監視し、異なるオペレーティングシステムを搭載した多数のマシンを単一のホスト上で実行できるようにします。この記事では、ハイパーバイザーの種類を紹介し、主要なハイパーバイザー テクノロジについて説明します。

ハイパーバイザーは、同じ物理ホスト上で複数の仮想マシンを実行する機能を提供するソフトウェア レイヤーです。一般的に、タイプ 1 ハイパーバイザーとタイプ 2 ハイパーバイザーの 2 つのタイプに分けられます。

タイプ 1 ハイパーバイザーは物理ハードウェア上で直接実行され、ハードウェアを制御し、仮想マシンを管理します。タイプ 1 はベアメタル ハイパーバイザーとも呼ばれます。

タイプ 2 ハイパーバイザーは、ベアメタルにインストールされている既存のオペレーティング システム (ホスト オペレーティング システムとも呼ばれます) 上のアプリケーションとして実行されます。ここで複雑さが増します。ゲスト OS の呼び出しは、ハードウェアに到達する前にホスト OS スタックを通過する必要があります。

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システム管理者が利用できる人気の無料ハイパーバイザー (タイプ 1 とタイプ 2 の両方) を見てみましょう。この記事が、システム管理者が自分のニーズに最も適したハイパーバイザー テクノロジを選択し、他の商用ハイパーバイザーを評価する際に役立つことを願っています。

タイプ 1 ハイパーバイザー

Linux の KVM

KVM (カーネルベースの仮想マシン) は、x86 マシン用に開発された GNU/Linux ベースのプロジェクトです。これは、kvm.ko と呼ばれるロード可能なカーネル モジュールを使用して実行され、Linux カーネル自体をハイパーバイザーに変換して、仮想マシンがハードウェアに直接アクセスできるようにします。 KVM には、kvm-intel.ko や kvm-amd.ko など、特定のプロセッサ用のカーネル モジュールも含まれています。 virt-manager および virsh アプリケーションは、KVM で作成された仮想マシンを管理するためによく使用されます。 virt-manager は GUI を提供しますが、virsh はコマンドライン ユーティリティです。 KVM はベアメタル ハイパーバイザーではなく、OS ホスト型タイプ 2 ハイパーバイザーであるという誤解があります。実際、KVM は x86 ハードウェア上で直接実行されます。

VMware 無料 ESXi

VMware 製品は無料ではなく独自のものであると考えるかもしれませんが、必ずしもそうとは限りません。 VMware の高度なハイパーバイザー製品は VMware ESXi と呼ばれ、無料でダウンロードできます。オープンソースではありませんが、一部のコンポーネントソフトウェアはダウンロード可能です。ただし、無料版のシリアル番号を入力しなくても、ユーザーはすべてのプレミアム機能を有効にした状態で 60 日間使用することを選択できます。 https://my.vmware.com/web/vmware/evalcenter?p=free-esxi6 から VMware ESXi を無料でお試しいただけます。

図1: タイプ1ハイパーバイザー

ゼン

Xen プロジェクトは、主要なオープン ソース仮想化プラットフォームの 1 つです。 Xen ハイパーバイザーは GPLv2 ライセンスに基づいてライセンスされます。多くの競合他社と同様に、Xen も Citrix のビジネス バージョンを提供しています。 Oracle VM は、Xen を実装する別の商用製品です。 Xen プロジェクト プラットフォームは、Openstack や Cloudstack などの多くのクラウド プラットフォームをサポートしています。 Xen ハイパーバイザーは、X86、IA64、ARM およびその他の CPU アーキテクチャの仮想化のための効率的で安全な機能を提供しており、Windows、Linux、Solaris、およびさまざまなバージョンの BSD オペレーティング システムを含む多くのゲスト オペレーティング システムの仮想化に使用されてきました。

マイクロソフト Hyper-V

Microsoft の Hyper-V は、他の多くの仮想化製品の競合製品です。評価用に無料でダウンロードできるバージョンを提供しています。無料のスタンドアロン Hyper-V Server 2012 には、共有なしのライブ マイグレーションやフェールオーバー クラスタリングなど、Windows Server 2012 の Hyper-V ロールに統合されたすべての機能が備わっています。 Hyper-V のアーキテクチャは、Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Hyper-V) でわかりやすく説明されています。

タイプ 2 ハイパーバイザー

エックスバイザー

Xvisor は、軽量で移植性が高く、柔軟な仮想化ソリューションを提供するために設計されたタイプ 2 モノリシック オープン ソース ハイパーバイザーです。 X86 および ARM CPU アーキテクチャでサポートされています。大きな違いの 1 つは、Xvisor が完全にモノリシックであることです。そのため、ハードウェア アクセス、CPU 仮想化、ゲスト IO エミュレーション用の共通ソフトウェアが 1 つあります。ただし、KVM や Xen などの他の仮想化テクノロジは、それぞれ部分的にモノリシックカーネルとマイクロカーネルに基づいています。一部のモノリシック ハイパーバイザー (KVM など) は、汎用モノリシック オペレーティング システム (Linux など) の拡張機能であり、ユーザー空間で実行されるアプリケーションを通じて、カーネルでのホスト ハードウェア アクセスと CPU 仮想化、およびゲスト IO エミュレーション (Qemu など) を提供します。マイクロカーネル ハイパーバイザーは通常、カーネル内で基本的なホスト ハードウェア アクセスと CPU 仮想化を提供し、残りについてはゲスト (Xen の Dom0 など) の管理に依存する軽量のマイクロカーネルです。詳細情報とダウンロードについては、Xvisor 公式 Web サイト (http://xhypervisor.org/) を参照してください。

Oracle バーチャルボックス

Oracle VirtualBox は、Linux、Windows、Macintosh、Solaris ホスト上で実行できるタイプ 2 ハイパーバイザーです。幅広い 32 ビットおよび 64 ビットのホスト オペレーティング システムで実行できるため、移植性があります。既存のオペレーティング システムをインストールする必要があるため、ホスト型ハイパーバイザーと呼ばれます。 VirtualBox の優れた機能の 1 つは、OVF (Open Virtualization Format) を使用できることであり、これにより仮想マシンを簡単にインポートおよびエクスポートできます。さまざまな仮想化ソフトウェアによって作成された OVF をインポートすることもできます。詳細な機能リストについては、http://download.virtualbox.org/virtualbox/UserManual.pdf を参照してください。

VMware ワークステーション プレーヤー

VMware Workstation Player は、Windows または Linux マシン上の仮想マシンでオペレーティング システムとアプリケーションを実行および評価するための簡素化されたユーザー インターフェイスを提供するタイプ 2 デスクトップ仮想化アプリケーションです。シンプルな UI により、従業員、請負業者、顧客に仮想デスクトップを提供する最も簡単な方法が実現します。 https://my.vmware.com/web/vmware/free#desktop_end_user_computing/vmware_workstation_player/12_0 からダウンロードできます。

ゲスト

Lguest は、Linux カーネルに組み込まれた非常に軽量なハイパーバイザーです。 Lguest のコアは、Linux カーネル 2.6.23 以降で提供されるドライバー モジュール (「lg」という名前) です。 Lguest は Linux 用の準仮想化ソリューションを提供します。 「lg」ドライバー モジュールは初期化中にメモリのセクションを割り当て、カーネルのアドレス空間にマップし、小さなハイパーバイザーがこのメモリ領域にロードされます。また、仮想化された I/O サブシステムも提供します。そうは言っても、他のハイパーバイザーが提供するような高度な機能は提供されていません。ただし、カーネルのブートを開発およびテストする必要がある場合は、適切な選択です。 Lguest を試してみたい方は、LWN の記事 (https://lwn.net/Articles/218766/) をお読みください。ドキュメントとダウンロードの詳細については、http://lguest.ozlabs.org/ を参照してください。

図2. タイプ2ハイパーバイザー

Linux コンテナ (LXC)/Docker

LinuX Containers (LXC) は、単一の制御ホスト (LXC ホスト) 上で複数の分離された Linux システム (コンテナー) を実行するためのオペレーティング システム レベルの仮想化方法です。仮想マシンは提供されませんが、独自の CPU、メモリ、ブロック I/O、ネットワーク リソースを備えた仮想環境が提供されます。これは、分離されたアプリケーションを実行するために分離された名前空間を提供する Linux カーネルの cgroups 機能を活用します。コンテナの利点の 1 つは、仮想マシンのような完全なゲスト オペレーティング システムを必要としないことです。コンテナの詳細については、このリンク (https://linuxcontainers.org/) を参照してください。

Linux-Vサーバー

Linux-VServer は、オペレーティング システム レベルの仮想化ソリューションです。これは、セキュリティ コンテキストに基づいたソフト パーティショニング コンセプト テクノロジーです。基本的には、ハードウェア リソースを共有することで、単一の物理サーバー上で同時に実行される仮想プライベート サーバー (VPS) を作成します。各 VPS には独自のデータベース アカウントとルート パスワードがあるため、他の仮想サーバーから分離されています。ソリューションの詳細とダウンロードについては、Linux-VServer 公式 Web サイト (http://linux-vserver.org/) を参照してください。

原題: The Top Open Source Hypervisor Technologies、著者: Krishnaprasad K および Avinash Bendigeri

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