5.1仮想マシンの仕組みとKVM

1台の物理サーバーで複数の独立した OS を同時に動かす仮想化は、検証環境の量産からデータセンターの集約まで、Linux 運用の中核技術です。LinuC-2 では Linux 標準のハイパーバイザーであるKVMを軸に、CPU・メモリ・ストレージ・ネットワークをどう「見せかける」かの仕組みが問われます。

5.1.1ホスト型とハイパーバイザー型

• ホスト型＝既存の OS の上に仮想化ソフトをアプリとしてインストールする方式（例 VirtualBox）。導入は容易だがホスト OS のオーバーヘッドがかかる。
• ハイパーバイザー型＝ハードウェアを直接制御する方式。Linux ではKVMがカーネルの一部として動作し、ゲスト OS ごとに独立した実行環境を提供する。Xenは専用のハイパーバイザー層を持つ別方式。
• KVM（Kernel-based Virtual Machine）は Linux カーネルをそのままハイパーバイザー化するモジュール群で、ゲストは通常の Linux プロセスとしてスケジューリングされる。

5.1.2CPU・メモリ・ストレージ・ネットワークの仮想化

• CPU 仮想化＝ゲストに仮想 CPU（vCPU）を割り当て、ハードウェア仮想化支援（vmx＝Intel VT-x／svm＝AMD-V）を使って特権命令を高速に処理する。対応の有無は /proc/cpuinfo の flags や lscpu の Virtualization 行で確認する。
• メモリ仮想化＝ゲスト物理アドレスとホスト物理アドレスを対応付け、ゲストごとに独立したメモリ空間があるように見せる。
• ストレージ仮想化＝仮想ディスクイメージファイルをゲストの物理ディスクとして提供する。ネットワーク仮想化＝bridge-utils 等でホストとゲストを接続する仮想ブリッジ／仮想 NIC を構成する。