330.1仮想化の概念と理論

今回は304試験の試験範囲から「330.1 仮想化の概念と理論」についての例題を解いてみます。

■トピックの概要
このトピックの内容は以下の通りです。

＜330.1 仮想化の概念と理論＞
重要度 8

＜説明＞
仮想化に関する一般的な概念、理論と用語について知っており、理解してしている。Xen、KVM及びlibvirtの用語を含む。

＜主要な知識範囲＞
・専門用語
・仮想化の利点と欠点
・様々な仮想マシンモニター
・物理マシンから仮想マシンへの移行
・ホストシステム間での仮想マシンの移行
・クラウドコンピューティング

＜重要なファイル、用語、ユーティリティ＞
・ハイパーバイザー
・HVM(HardwareVirtualMachine)
・PV(Paravirtualization;準仮想化)
・コンテナ型仮想化
・エミュレーションとシミュレーション
・CPU flags
・/proc/cpuinfo
・移行 (P2V, V2V)
・IaaS, PaaS, SaaS

■例題
仮想化の説明として間違っているものを選びなさい。

1. 仮想化することで、1台の物理マシンを論理的に分割して利用できる
2. 仮想マシンを実行するためにハイパーバイザーを動作させる
3. 準仮想化を利用することで仮想マシンの実行可能数を増やすことができる
4. コンテナ型仮想化はカーネルを共有するため、メモリ使用量が少ない

※この例題は実際のLinuC試験とは異なります。

仮想化技術は現在のクラウド環境を実現する上で重要な技術となっています。仮想化技術は基本的に物理的なリソースを論理的に分割して利用可能にする点が重要となります。

たとえば仮想マシンの場合には、ハイパーバイザーを動作させることで、1台の物理マシン上で複数の仮想マシンを動作させ、それぞれにゲストOSを動作させることができます。それぞれ別々のOS環境のため、分離度が高いですが、メモリを多く消費するのが仮想マシンの難点です。

準仮想化は、仮想マシンの性能を向上させるための技術です。物理マシンで動作するOSと同じOSを仮想マシンで実行する完全仮想化を実現する技術がHVM(HardwareVirtualMachine)ですが、完全仮想化にはストレージやネットワークのI/Oなどの性能が劣化する問題があります。これらのI/Oのみを仮想化に最適化するための手段が準仮想化です。

準仮想化には、準仮想化の仮想マシン上で準仮想化に対応したカーネルを利用するほか、完全仮想化の仮想マシンに準仮想化対応デバイスドライバをインストールすることで性能を向上させる方法などがあります。
現在では、完全仮想化＋準仮想化対応デバイスドライバの組み合わせで動作させることが多く、Linuxカーネルにもいくつかの準仮想化ドライバがあらかじめ組み込まれています。

コンテナ型仮想化は、カーネル上で動作しているプロセスをコンテナという単位で分離することで、別々の環境として利用できるようにする技術です。LinuxではLXCなどが利用されています。カーネルは単一のものを利用するため、メモリ使用量が少なく、性能劣化もほとんど無いのがメリットです。

■例題作成者
株式会社びぎねっと　代表取締役社長　宮原徹氏

※上記の解説とその内容については、例題作成者の監修です。