【仮想化の教室　第2回】
仮想マシンの構造～ホスト型VMMの場合～

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（2009年07月07日）

　前回は、仮想マシンモニタ（VMM）の実装方法として、「ホスト型」と「ハイパーバイザ型」の2種類があることを解説した。今回はホスト型のVMMについて、より詳しく掘り下げてみよう。

山市良

ホスト型VMMは
百花繚乱、よりどりみどり！

　前回も触れたとおり、ホスト型VMMとしては、ヴイエムウェアの「VMware Workstation（有償）」「VMware Server（無償）」「VMware Player（無償）」、マイクロソフトの「Virtual PC 2007（無償）」「Virtual Serve2005 R2（無償）」、サン・マイクロシステムズの「Sun xVM VirtualBox（無償または有償）」（旧InnoTek VirtualBOX）が有名だ。いずれもホストOSとしてWindowsをサポートしている。

　VMwareやVirtualBoxは、Windowsのほか、Linux、Mac OS Xなどクロスプラットフォームに対応する。Linuxホスト環境であれば、オープンソースの「QEMU」、Mac OS Xホスト環境では、ヴイエムウェアの「VMware Fusion（有償）」やラネクシー（旧プロトン）の「Parallels Desktop for Mac（有償）」など、さまざまな選択肢がある。

　いずれのVMMも、x86ベースのコンピュータを仮想マシンとしてエミュレートするもので、ゲストOSには任意の32ビットOSをインストール可能だ。VMware Workstation/Server/Playerはx64ベースのコンピュータのエミュレートも可能で、64ビットOSの実行もサポートしている。

　なお、前回はオープンソースの「Xen」をハイパーバイザ型に分類したが、Xenには「準仮想化（ParaVirtualization）」と「完全仮想化（FullVirtualization）」の2つの方式がある。このうち、完全仮想化は、仮想ハードウェアをエミュレートするホスト型である。

実在するハードウェアをエミュレートするから
基本的にどんなOSでも動く

　ホスト型では、物理コンピュータ上で稼働するOS（ホストOS）上にVMMが実装され、仮想マシンに対して「実在するハードウェア」をエミュレートする。この仮想的なハードウェア環境にOS（ゲストOS）をインストールして動作させることで、1台の物理コンピュータ上に複数の仮想マシンを作成し、それぞれで異なるゲストOSを同時に実行することができる。

　一方、ハイパーバイザ型は、物理ハードウェア上に直接VMMを実装し、仮想マシンに都合のよい「仮想的なハードウェア」を提供することで、より高い性能で仮想マシンを動作させることができる。

　ハイパーバイザ型では、ゲストOSがハイパーバイザと「仮想的なハードウェア」を認識するために、OS側での対応が必要になる。そのほか、物理的なハードウェアに対する制約も多い。例えば、VMware ESX/ESXi Serverは対応ハードウェアが限定されているため、通常、PCサーバにバンドルされる。

　これに対して、ホスト型では実在するハードウェアをエミュレートするため、オーバーヘッドは多いが、基本的にどんなOSでも動くし、物理的なハードウェアの制約もほとんどない。そのため、モバイルPCやノートブックPC、デスクトップPC、PCサーバなど種類を問わず、あらゆるPC環境に導入することが可能だ（画面1）。