カーネルベース仮想マシン（KVM）は、Linuxカーネル内の無料のオープンソース 仮想化モジュールであり、カーネルをハイパーバイザーとして機能させることができます。2007年2月5日にリリースされたバージョン2.6.20でメインラインLinuxカーネルに統合されました。 [1] KVMには、 Intel VTやAMD-Vなどのハードウェア仮想化拡張機能を備えたプロセッサが必要です。[2] KVMは、ロード可能なカーネルモジュールの形式で、 FreeBSD [3]やillumos [4]などの他のオペレーティングシステムにも移植されています

KVMはもともとx86プロセッサ用に設計されましたが、その後z/Architecture、[5] [6] PowerPC、[5] IA-64、[5] ARMに移植されました。[7] [8] [9] IA-64への移植は2014年に削除されました。[ 10]

KVMは、 BSD、Solaris、Windows、Haiku、ReactOS、Plan 9、AROS、macOS、さらには他のLinuxシステムを含む幅広いゲストオペレーティングシステムのハードウェア支援による仮想化をサポートしています。 [11] [12]さらに、Android 2.2、GNU/Hurd [13] ( Debian K16)、Minix 3.1.2a、Solaris 10 U3 、 Darwin 8.0.1、およびその他のオペレーティングシステムとこれらの新しいバージョンのいくつかは、特定の制限付きで動作することが知られています。[14]

さらに、KVMはVirtIO API [19]を使用することで、Linux、OpenBSD [15]、FreeBSD [16] 、 NetBSD [17]、Plan 9 [18] 、Windowsゲストの準仮想化サポートを提供します。これには準仮想化イーサネットカード、ディスクI/Oコントローラ、[20]バルーンドライバ、およびSPICEまたはVMwareドライバを使用したVGAグラフィックインタフェースが含まれます。

歴史

アヴィ・キヴィティは、 2006年半ばにテクノロジー系スタートアップ企業Qumranet [21]でKVMの開発を開始しました。Qumranetは2008年にRed Hat [22]に買収されました

KVMは2006年10月に登場し[23]、2007年2月5日にリリースされたバージョン2.6.20でLinuxカーネルのメインラインに統合されました。[1]

KVMはPaolo Bonziniによってメンテナンスされています。[24]

内部

KVM/QEMU仮想化環境の概要[25] : 3 

KVMはデバイスの抽象化を提供しますが、プロセッサのエミュレーションは提供しません。KVMは/dev/kvmインターフェースを公開しており、ユーザーモードホストはこれを使用して以下の操作を行うことができます。

  • ゲストVMのアドレス空間を設定します。ホストは、ゲストがメインOSへのブートストラップに使用できるファームウェアイメージ（PCをエミュレートする場合は通常カスタムBIOS）も提供する必要があります。
  • ゲストにシミュレートされた I/O をフィードします。
  • ゲストのビデオ ディスプレイをシステム ホストにマップし直します。

当初、ゲストを起動し、カーネルでは処理されないハードウェアエミュレーションを扱うために、QEMUのフォーク版が提供されていました。このサポートは最終的にアップストリームプロジェクトに統合されました。現在では、kvmtool、crosvm、 Firecrackerなど、KVMインターフェースを利用できる仮想マシンモニター（VMM）が多数存在し、rust-vmmなどのフレームワークで構築された専用のVMMも数多く存在します。

KVMは内部的に、16ビットx86 BIOSのオープンソース実装としてSeaBIOSを使用しています。[26]

機能

KVMは、 2007年2月からホットスワップ可能なvCPU、[27]、動的メモリ管理、[28]、ライブマイグレーションをサポートしています。 [29] [30]また、メモリへの書き込み集中型のワークロードが移行プロセスに与える影響も軽減します。[31]

エミュレートされたハードウェア

KVM自体はハードウェアをほとんどエミュレートせず、代わりにQEMU、crosvm、Firecrackerなどの高レベルのクライアントアプリケーションを使用してデバイスのエミュレーションを行います

KVM は次のエミュレートされたデバイスを提供します。

  • 仮想CPUとメモリ[32]
  • VirtIO

グラフィカル管理ツール

libvirtはKVMをサポートしています
  • Kimchi  – KVM用のWebベースの仮想化管理ツール
  • 仮想マシン マネージャー – KVM ベースの仮想マシンの作成、編集、起動、停止、およびホスト間での VM のライブまたはコールド ドラッグ アンド ドロップ移行をサポートします。
  • 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。ベアメタルインストーラー、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、オプションの商用サポートを備えています。
  • OpenQRM  – 異機種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管理プラットフォーム
  • GNOME Boxes  – Linux 上で libvirt ゲストを管理するための Gnome インターフェース
  • oVirt – libvirt 上に構築された KVM 用のオープンソース仮想化管理ツール

ライセンス

KVMのカーネルモードコンポーネントはLinuxカーネルの一部であり、それ自体はGNU General Public Licenseバージョン2に基づいてライセンスされています。[33]

参照

参考文献

  1. ^ ab "Linuxカーネル2.6.20、セクション2.2. KVMによる仮想化サポート". kernelnewbies.org . 2007年2月5日. 2014年6月16日閲覧
  2. ^ KVM に関する FAQ: KVM を使用するには何が必要ですか?
  3. ^ 「FreeBSD 四半期ステータス レポート: Linux KVM の FreeBSD への移植」。
  4. ^ 「illumos上のKVM」2011年8月15日。
  5. ^ abc "Linux_2_6_26". kernelnewbies.org . 2008年7月13日. 1.2. KVMがIA64、PPC、S390に移植されました。2025年8月23日閲覧。
  6. ^ 「KVM: s390: kvmカーネルモジュールのarchバックエンド」2008年4月27日。
  7. ^ 「KVM/ARM: オープンソースの ARM 仮想化システム」。
  8. ^ “KVM/ARM オープンソースプロジェクト”. 2013年3月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年11月1日閲覧。
  9. ^ Christoffer Dall、Jason Nieh (2014). 「KVM/ARM: Linux ARMハイパーバイザーの設計と実装」SIGARCH Comput. Archit. News 42 ( 1). ACM International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems: 333– 348. doi :10.1145/2654822.2541946.
  10. ^ "kernel/git/torvalds/linux.git: KVM: ia64: 削除".
  11. ^ 「KVM wiki: ゲストサポートステータス」 。 2007年5月27日閲覧。
  12. ^ 「Mac OS XをQEMU/KVMゲストとして実行する」 。 2014年8月20日閲覧。
  13. ^ "status". Gnu.org . 2014年2月12日閲覧。
  14. ^ 「ゲストサポートステータス - KVM」Linux-kvm.org . 2014年2月12日閲覧。
  15. ^ 「OpenBSD manページ virtio(4)」 。 2018年2月4日閲覧。
  16. ^ 「FreeBSD用のvirtioバイナリパッケージ」 。 2012年10月29日閲覧。
  17. ^ “NetBSD manページ virtio(4)”. 2019年11月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年7月15日閲覧。
  18. ^ "plan9front" . 2013年2月11日閲覧。
  19. ^ 「仮想I/O用のAPI：virtio」LWN.net 2007年7月11日. 2014年4月16日閲覧。
  20. ^ “SCSI target for KVM wiki”. linux-iscsi.org. 2012年8月7日. 2020年6月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年8月12日閲覧。
  21. ^ インタビュー: Avi Kivity Archived 2007-04-26 at the Wayback Machine on KernelTrap
  22. ^ 「Red Hat、Qumranet, Inc.買収により仮想化リーダーシップを強化」Red Hat、2008年9月4日。 2015年6月16日閲覧。
  23. ^ 「ライブマイグレーション機能を搭載したKVM 15 | IT World Canada News」2007年3月7日。
  24. ^ Libby Clark (2015年4月7日). 「KVMメンテナーPaolo BonziniによるGit成功事例とヒント」Linux.com . 2016年3月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年6月17日閲覧。
  25. ^ Khoa Huynh、Stefan Hajnoczi (2010). 「KVM/QEMUストレージスタックのパフォーマンスに関する議論」(PDF) . IBM . Linux Plumbers Conference . 2015年1月3日閲覧。[永久リンク切れ]
  26. ^ "SeaBIOS". seabios.org. 2013年12月21日. 2014年6月16日閲覧。
  27. ^ 「Red Hat Enterprise Virtualization Manager による仮想 CPU のホットプラグ」。2016 年 2 月 16 日。
  28. ^ 「FAQ - KVM」。
  29. ^ 「KVM-15 リリース [LWN.net]」。
  30. ^ 「移行 - KVM」。
  31. ^ 「Daniel P. Berrangé » ブログ アーカイブ » KVM による移行完了を確実にする手法の分析」。
  32. ^ 「KVM (カーネルベースの仮想マシン) API の決定版ドキュメント — Linux カーネルのドキュメント」。
  33. ^ “Linuxカーネルライセンスルール — Linuxカーネルドキュメント”. www.kernel.org . 2020年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月6日閲覧。

参考文献

  • Amit Shah (2016年11月2日). 「KVMの10年」. lwn.net . 2017年2月10日閲覧
  • カーネルベース仮想マシンのベストプラクティス、Wayback Machineに2019年11月6日にアーカイブ、IBM、第2版、2012年4月
  • Virtio-blk パフォーマンス改善、KVM フォーラム 2012、2012 年 11 月 8 日、Asias He 著
  • ウィキブック QEMU & KVM
  • crosvm - Chrome OS 仮想マシンモニター
  • KVM 用の Firecracker VMM