LinuCレベル2 201試験の出題範囲「2.05.1 仮想マシンの仕組みとKVM」の技術的内容についての解説をまとめました。
重要度 3 概要 基本的な仮想マシンの仕組みについて理解し、KVMを導入して仮想マシンの実行環境を構築できる。 詳細 仮想マシンの基本について知っている。ホスト型とハイパーバイザー型（KVM, VirtualBox, Xen）コンピューターリソース（CPU、メモリ、ストレージ、ネットワーク）の仮想化KVMを導入し、仮想マシンが稼働するための環境構築および設定ができる。QEMU仮想化支援技術（vmxとsvm）/proc/cpuinfo, lscpuKVMモジュール（kvm-intelとkvm-amd）libvirtdvirt-managerネットワークの構成（bridge-utils）
仮想マシンの概要
仮想マシンは、一台の物理的なサーバーに対して複数のOSが使えるようにしたときの複数のOSがインストールされている仮想的なマシン（コンピュータ）のことです。
以下のLinuC公式サイトの記事が仮想マシンをわかりやすくまとめています。
ハイパーバイザーの概要
ハイパーバイザーの説明をLinuCの公式サイトから引用します。
コンピューティングにおける仮想化技術の一つに「仮想マシン」があります。仮想マシンは、物理的なサーバーと同等の機能・動作を再現（エミュレート）した仮想的なハードウェア環境のことです。この機能を実現するのが、「ハイパーバイザー」と呼ばれるソフトウェアです。
ハイパーバイザーは、ハードウェア上で直接動作する「Type1（ネイティブ型）」と、ハードウェアのOS（ホストOS）上で稼働するアプリケーションが仮想マシンを再現する「Type2（ホスト型）」の二種類に分けられます。代表的なものとしては以下があります。
ハイパーバイザーをサーバーにインストールし、ハイパーバイザー上で仮想マシンを複数ビルドすることでサーバーを仮想化して動作させます。
KVMの概要
KVMはLinuxカーネルの拡張モジュールとして動作するLinuxのハイパーバイザーです。
KVMは、Kernel-based Virtual Machineの略で、Linuxカーネルの拡張モジュールとして動作します。
CPUごとにモジュールが開発されていて
- kvm-intel（Intel社製CPU用）
- kvm-amd（AMD社製CPU用）
の二種類のカーネルモジュールが提供されています。
KVMのセットアップなどの詳細は以下のLinuC公式記事が参考になります。
Intel VT（Intel Virtualization Technology）やAMD-V（AMD Virtualization）
Intel VT（Intel Virtualization Technology）やAMD-V（AMD Virtualization）などは、CPUが持っている仮想化支援機能です。仮想化ソフトが担う一部の処理をCPUが担うことで仮想化処理を高速化させる特徴があります。
CPUが仮想化支援機能をサポートしているかどうかを調べるには、lscpu（エルエス シーピーユー）コマンドや「/proc/cpuinfo」ファイルを確認します。
$ lscpu$ cat /proc/cpuinfo
「/proc/cpuinfo」ファイルを確認する場合は「flags」に”vmx”（Intel VT）または”svm”（AMD-V）があることをgrepコマンド等を使用して確認します。
$ cat /proc/cpuinfo | grep vmx$ cat /proc/cpuinfo | grep svmQEMUによるKVMの管理
QEMUはオープンソースのハードウェアエミュレータです。
QEMUは、ゲストOSからの入出力I/O(ディスク、ネットワーク)を仮想化する機能を提供するエミュレータです。KVMがメモリや仮想ＣＰＵを、ＱＥＭＵがディスクやネットワークインターフェースなどの仮想ハードウェアを提供します。処理をそれぞれ分担することでパフォーマンスの向上を図っています。
参考資料
