Kernel-based Virtual Machine

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	git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm.git;
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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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

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

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

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

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

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

脚注・出典

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

外部リンク

[2620notes-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。

[2620notes2-20] “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。

[qemu-doc-24] 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

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