Kernel-based Virtual Machine

KVM (Kernel-based Virtual Machine) とは

KVMは、Linuxカーネルをハイパーバイザとして利用するための仮想化モジュールです。Linuxカーネルに統合されており、ハードウェア仮想化拡張（VT-xやAMD-Vなど）を必要とします。もともとx86プロセッサ向けに開発されましたが、その後、S/390、PowerPC、IA-64、ARMなど、多くのアーキテクチャに移植されています。

KVMは、Linuxだけでなく、FreeBSDやillumosなど他のオペレーティングシステム（OS）にも移植されており、幅広いゲストOSをサポートしています。具体的には、Linux、BSD、Solaris、Windows、Haiku、ReactOS、Plan 9、AROS Research Operating System、macOSなどのOSでハードウェア支援仮想化を利用できます。また、Android 2.2、GNU/Hurd (Debian K16)、Minix 3.1.2a、Solaris 10 U3、Darwin 8.0.1など、特定の制限付きで動作可能なOSも存在します。

さらに、KVMはVirtIO APIを通じて、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Plan 9、WindowsといったゲストOSに対し、準仮想化機能も提供しています。準仮想化では、準仮想イーサネットカード、ディスクI/Oコントローラ、ゲストOSのメモリ管理を制御するバルーンデバイス、そしてSPICEやVMwareを用いたVGAグラフィックインターフェースなどが利用可能です。

歴史

KVMは、テクノロジースタートアップであるQumranet社でAvi Kivity氏によって開発が始まりました。その後、Qumranet社は2008年にレッドハット社に買収されました。KVMはLinuxカーネルのバージョン2.6.20でメインラインにマージされ、このカーネルは2007年2月5日にリリースされました。現在、KVMはPaolo Bonzini氏によってメンテナンスされています。

内部構造

KVM自体はエミュレーションを行わず、代わりに `/dev/kvm` インターフェースを介してユーザースペースのホストがゲスト仮想マシンのアドレス空間をセットアップし、ゲストのI/Oを処理できるようにします。また、ホストはゲストが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（通常はPCエミュレーション時のカスタムBIOS）を提供する必要もあります。Linux環境では、QEMU（バージョン0.10.1以降）が代表的なユーザースペースのホストとして利用されます。QEMUは、KVMが利用可能な場合はKVMを使用し、そうでない場合はソフトウェアエミュレーションに切り替えます。内部的には、KVMは16ビットx86BIOSのオープンソース実装であるSeaBIOSを利用しています。

エミュレート対象ハードウェア

KVMは、様々なハードウェアをエミュレートすることが可能です。これにより、幅広いゲストOSを仮想環境上で実行できます。

グラフィカルな管理ツール

KVMを管理するためのグラフィカルなツールが複数存在します。

Kimchi: ウェブベースのKVM仮想化管理ツールです。
Virtual Machine Manager: KVMベースの仮想マシンの作成、編集、起動、停止をサポートし、ホスト間でのVMのライブマイグレーションも可能です。
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で、ベアメタルインストーラ、Web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、柔軟なネットワーク管理を提供し、商用サポートもオプションで利用可能です。
OpenQRM: ヘテロジニアスなデータセンターインフラストラクチャを管理するためのプラットフォームです。
GNOME Boxes: Linux上のlibvirtを介してゲストを管理するためのGNOMEインターフェースです。
oVirt: libvirtを基盤に構築されたKVMのためのオープンソース仮想化管理ツールです。

ライセンス

KVMの各部分は、以下のようなGNUライセンスでライセンスされています。

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) および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

(関連技術や用語があればここに記述)

脚注・出典

(必要に応じて出典を記述)

外部リンク

kvm ホームページ
KVM初のベンチマーク結果 2006年12月
News, Blogs and Resources on the Linux (KVM) Kernel-Based Virtual Machine
Getting to know the Linux Kernel Virtual Machine Presentation
KVM virshコマンドのまとめ

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