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Kernel-based Virtual Machine

Kernel-based Virtual Machine (KVM) は、Linuxカーネルをハイパーバイザとして機能させるための仮想化モジュールである。Linuxカーネルのメインラインにバージョン2.6.20でマージされ、このカーネルは、2007年2月5日にリリースされた[1]。KVMは、VTやAMD-Vなどのハードウェアの仮想化拡張を必要とする[2]。KVMは、他のオペレーティングシステム (OS) であるFreeBSD[3]やillumos[4]にも、ローダブル・カーネル・モジュールの形態で移植されている。

KVM
ゲストOSのNetBSDとOpenIndianaをホストOSのArch Linux上で動作させているQEMU/KVMのスクリーンショット
作者 Qumranet（英語版）
リポジトリ
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プログラミング
言語		 C
対応OS Unix-like
プラットフォーム ARM、IA-64、PowerPC、S/390、x86、x86-64
種別 仮想化
ライセンス GPL または LGPL
公式サイト www.linux-kvm.org
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KVMはもともとx86プロセッサ向けに設計されたが、後にS/390[5]、PowerPC[6]、IA-64、ARM向けにも移植されている[7]。

KVMは、Linux、BSD、Solaris、Windows、Haiku、ReactOS、Plan 9、AROS Research Operating System[8]、macOS[9]など、非常に幅広いゲストOSに対してハードウェア支援仮想化（英語版）を提供する。また、Android 2.2、GNU/Hurd[10]（Debian K16）、Minix 3.1.2a（英語版）、Solaris 10 U3、Darwin 8.0.1などのOSや上記OSの新しいバージョンでは、何らかの制限の元で動作することが知られている[11]。

さらに、KVMでVirtIO[12] APIを利用することで、Linux、OpenBSD[13]、FreeBSD[14]、NetBSD[15]、Plan 9[16]、WindowsのゲストOSに対して、準仮想化の機能も提供する。準仮想化対象には、準仮想イーサネットカード、ディスクI/Oコントローラー[17]、ゲストOSの仮想記憶管理の動作を変更するバルーンデバイス (balloon device)、SPICE（英語版）またはVMwareを使用したVGAグラフィックインタフェースも含まれる。

歴史

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KVMの開発は、テクノロジーのスタートアップであるQumranet（英語版）で、Avi Kivityにより始められた[18]。Qumranetは、2008年レッドハットに買収された[19]。

KVMは、Linuxカーネルのメインラインにバージョン2.6.20でマージされた。このLinuxカーネルは、2007年2月5日にリリースされた[20]。

KVMは、Paolo Bonziniによりメンテナンスされている[21]。

内部構造

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KVM/QEMUによる仮想化環境の全体の概要[22]:3

KVM自体はエミュレーションは全く実行しない。そのかわりに、/dev/kvmインタフェースを公開することによって、ユーザースペースのホストが以下の機能を利用できるようにする。

  • ゲストVMのアドレス空間のセットアップ。ホストは、ゲストがメインOS内にブートストラップするために利用するファームウェアイメージ（通常、PCをエミュレートする時のカスタムBIOSである）も提供する必要がある。
  • ゲストのシミュレートされたI/Oをフィード。
  • ゲストのビデオディスプレイをシステムホストにマッピング。

Linuxでは、QEMUのバージョン0.10.1以降がユーザー空間のホストの1例である。QEMUは、ゲストをネイティブに近い速度で仮想化できる場合にはKVMを使うが、そうでない場合には、ソフトウェアのみのエミュレーションにフォールバックする[23]。

内部では、KVMは、16ビットx86BIOSのオープンソース実装としてSeaBIOS（英語版）を利用している。

エミュレート対象ハードウェア

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種別 デバイス
ビデオカード Cirrus CLGD 5446 PCI VGAカード、Bochs VESA拡張を利用したダミーVGAカード[24]、VirtIO、QXL VGA
PCI I440FX or Q35
入力デバイス PS/2マウスおよびキーボード[24]
サウンドカード Sound Blaster 16（英語版）、ENSONIQ AudioPCI ES1370（英語版） AC97、Gravis Ultrasound GF1（英語版）、CS4231A compatible[24]、HD Audio
イーサネット ネットワークカード AMD Am79C970A（Am7990（英語版））、E1000（Intel 82540EM, 82573L, 82544GC）、NE2000（英語版）、Realtek RTL8139（英語版）、VirtIO
ウォッチドッグタイマー Intel 6300ESBまたはIB700
RAM 50 MB - 32 TB
CPU 1 – 160 CPU

グラフィカルな管理ツール

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libvirtはKVMをサポートしている
  • Kimchi（英語版） – ウェブベースのKVM仮想化管理ツール。
  • Virtual Machine Manager – はKVMベースの仮想マシンの作成、編集、スタート、ストップに対応している。また、ホスト間でドラッグ・アンド・ドロップによるVMのライブまたはコールドマイグレーションもできる。
  • Proxmox Virtual Environment – KVMとLXCを含むオープンソースの仮想化管理パッケージ。ベアメタルのインストーラ、ウェブベースのリモート管理GUI、HAクラスタースタック、統合ストレージ (unified storage)、柔軟なネットワーク管理 (flexible network)、オプションの商用サポートがある。
  • OpenQRM（英語版） – ヘテロジニアスなデータセンターのインフラストラクチャーを管理するための管理プラットフォーム。
  • GNOME Boxes – Linux上のlibvirtのゲストを管理するためのGNOMEインタフェース。
  • oVirt（英語版） – libvirtを基盤に構築された、KVMのためのオープンソースの仮想化管理ツール。

ライセンス

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KVMの各部品は、以下のように様々なGNUライセンスでライセンスされている[25]。

  • KVM カーネルモジュール: GPL v2
  • KVM ユーザモジュール: LGPL v2
  • QEMU 仮想CPUコアライブラリ (libqemu.a) とQEMU PCシステムエミュレータ: LGPL
  • LinuxユーザモードQEMUエミュレータ: GPL
  • BIOSファイル (bios.bin, vgabios.bin, vgabios-cirrus.bin) : LGPL v2以降

関連項目

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脚注・出典

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  1. ^ “Linux kernel 2.6.20, Section 2.2. Virtualization support through KVM”. kernelnewbies.org (2007年2月5日). 2014年6月16日閲覧。
  2. ^ KVM FAQ: What do I need to use KVM?
  3. ^ “FreeBSD Quarterly Status Report: Porting Linux KVM to FreeBSD”. 2008年10月3日閲覧。
  4. ^ “KVM on illumos”. 2011年11月15日閲覧。
  5. ^ “Gmane - Mail To News And Back Again”. 2007年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年5月7日閲覧。
  6. ^ Gmane Loom Archived 2007-09-29 at the Wayback Machine.
  7. ^ KVM/ARM Open Source Project
  8. ^ “KVM wiki: Guest support status”. 2007年5月27日閲覧。
  9. ^ “Running Mac OS X as a QEMU/KVM Guest”. 2014年8月20日閲覧。
  10. ^ “status”. Gnu.org. 2014年2月12日閲覧。
  11. ^ “Guest Support Status - KVM”. Linux-kvm.org. 2014年2月12日閲覧。
  12. ^ “An API for virtual I/O: virtio”. LWN.net (2007年7月11日). 2014年4月16日閲覧。
  13. ^ “OpenBSD man page virtio(4)”. 2018年2月4日閲覧。
  14. ^ “virtio binary packages for FreeBSD”. 2012年10月29日閲覧。
  15. ^ “NetBSD man page virtio(4)”. 2013年7月15日閲覧。
  16. ^ “plan9front”. 2013年2月11日閲覧。
  17. ^ “SCSI target for KVM wiki”. linux-iscsi.org (2012年8月7日). 2012年8月12日閲覧。
  18. ^ Interview: Avi Kivity Archived 2007-04-26 at the Wayback Machine. on KernelTrap
  19. ^ “Red Hat Advances Virtualization Leadership with Qumranet, Inc. Acquisition”. レッドハット (4 September 2008). 16 June 2015閲覧。
  20. ^ “Linux kernel 2.6.20, Section 2.2. Virtualization support through KVM”. kernelnewbies.org (2007年2月5日). 2014年6月16日閲覧。
  21. ^ Libby Clark (7 April 2015). “Git Success Stories and Tips from KVM Maintainer Paolo Bonzini”. Linux.com. 17 June 2015閲覧。
  22. ^ “KVM/QEMU Storage Stack Performance Discussion” (PDF). ibm.com. Linux Plumbers Conference (2010年). January 3, 2015閲覧。[リンク切れ]
  23. ^ “SeaBIOS”. seabios.org (2013年12月21日). 2014年6月16日閲覧。
  24. ^ a b c wiki.qemu.org – QEMU Emulator User Documentation, read 2010-05-06
  25. ^ Ubuntu 7.04 /usr/share/doc/kvm/copyright からのライセンス情報

外部リンク

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