サーバー仮想化オープンソース技術の主流アーキテクチャをめぐる議論

オープンソース技術は、x86 アーキテクチャ オペレーティング システム Linux、Unix オペレーティング システム BSD、MySQL データベース、Apache Web サービスなど、現代の IT システムのコア コンポーネントに欠かせない力となっています。

統計によると、技術開発者の 50% 以上がオープンソースの哲学を信じています。今日では、成熟した完全なオープンソース ソフトウェア エコシステムが完全に形成されています。盛んに発展しているオープンソース テクノロジーの背後には、その急速な発展を実際に推進する本質となる、そこに含まれる価値が存在します。

オープンソース ソフトウェアは一般的に手頃な価格であるため、ユーザーはコア ビジネスにさらに多くの資金を投資できます。

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オープンソース ソフトウェアは、製造元や顧客に、ソフトウェアを自由に変更してさまざまな形態の製品を生産する権利を与えます。ユーザーは製品を選択する余地が広がり、特定のメーカーに縛られることはありません。

オープンソース ソフトウェアは、カスタマイズされた開発において当然の利点を持っています。ユーザーの業務システムの特性に合わせてカスタマイズでき、業務システムの効率的かつ安定した運用をしっかりとサポートします。

主流のサーバー仮想化テクノロジーには、KVM と Xen という 2 つのオープンソース スクールがあります。

広義の KVM アーキテクチャは、KVM カーネル モジュール (狭義の KVM) と QEMU-KVM エミュレーション モジュールで構成されます。 KVM カーネル モジュールは、Linux カーネル内の既に完璧なプロセス スケジューリング、メモリ管理、I/O 管理などのモジュールを再利用して、Linux カーネルに基づいて追加された仮想マシン管理モジュールです。 QEMU-KVM シミュレーション モジュールは、vCPU、vRAM、vDisk、vNIC など、仮想マシンに対して相互に分離された仮想化リソース環境を提供する役割を担います。各仮想マシンは QEMU-KVM のプロセスであり、ハイパーバイザー内のプロセス スケジューリング モジュールによって一様に管理およびスケジュールされます。

広い意味では、Xen アーキテクチャは、Xen ハイパーバイザーと仮想ドメインの 2 つの部分で構成されます。 Xen Hypervisor は、CPU と RAM という 2 つの主要なハードウェア リソースを仮想ドメインで使用するために分離されたリソースに仮想化し、仮想ドメインのリソースとシステム操作を管理および監視する役割を担います。各仮想ドメインは仮想マシン環境であり、仮想ドメインは特権仮想ドメイン (Dom0) と非特権仮想ドメイン (DomU) に分かれています。 Dom0 は DomU より前に起動され、DomU は I/O リソースにアクセスするために Dom0 を経由する必要があります。 Dom0 は I/O リソースの仮想化を担当し、I/O 物理リソースに直接アクセスできます。 Xen アーキテクチャを完全な自動車に例えると、Xen Hypervisor がエンジンであり、一連のドメイン管理および制御ツールがインストールされた Dom0 がその他の部品です。これら 2 つを組み合わせることで、仮想化システムが正常に動作します。

Xen アーキテクチャと比較して、KVM アーキテクチャには 3 つの大きな利点があります。

1. 同じハードウェア リソース環境下では、KVM の方がパフォーマンスが優れています。
2. KVM アーキテクチャは、Linux カーネルの更新反復によってもたらされるシステム最適化を自然に継承し、ほとんど労力をかけずに機能のアップグレードを完了できます。ただし、Xen アーキテクチャの場合、Xen Hypervisor カーネルまたは Linux カーネルのバージョンがアップグレードされるたびに、Xen アーキテクチャは、Xen Hypervisor カーネルと特権ドメインの Linux ベース カーネルを同時に最適化およびデバッグして、仮想化カーネル全体のアップグレードを実現する必要があります。
3. KVM アーキテクチャは Openstack クラウド プラットフォーム アーキテクチャと密接に関連しており、Openstack アーキテクチャは KVM アーキテクチャを完全にサポートしています。現在、OpenStack クラウド プラットフォーム上の仮想化コンピューティング リソース プールの 95% 以上が KVM アーキテクチャを使用しています。