Xenについて詳しく解説

導入

Xenは無料の仮想化ソフトウェア、より正確には仮想マシンハイパーバイザーです。

イギリスのケンブリッジ大学によって開発されました。 Xen を使用すると、単一のホスト マシン上で複数の仮想 (ゲスト) オペレーティング システムを実行できます。

プレゼンテーション

Xen を使用すると、x86 、x86-64、IA-64、およびPowerPCプラットフォーム (SPARC で間もなく登場) 上の同じ物理マシン上で複数のオペレーティング システム (およびそのアプリケーション) を分離して実行できます。したがって、ゲスト オペレーティング システムはホスト マシンのリソースを共有します。

Xen は、仮想マシンの「準仮想化装置」または「ハイパーバイザ」です。ゲスト オペレーティング システムは基盤となる Xen を「認識」しており、Xen 上で実行するには「移植」（適応）する必要があります。 Linux 、 NetBSD 、 FreeBSD (移植中)、 Plan 9 、および GNU Hurd はすでに Xen 上で実行できます。

Xen 3 は、Intel の VT または AMD-V (プロジェクト名: Pacifica) テクノロジをサポートするプロセッサ上で、 Windowsのような未修正のシステムを実行することもできます。

x86、x64、IA-64、PowerPC、およびSPARCアーキテクチャがサポートされています。マルチプロセッサ (SMP) と部分的にハイパースレッディングがサポートされています。

産業プレーヤー

• プロジェクト リーダーの Ian Pratt は、Xen の開発、推進、サポートを専門とする会社 XenSource を設立しました。投資家はこの会社に何百万ドルも注ぎ込みました。
• Red Hat 、Fedora Project、 SuSE 、 Mandriva 、 Ubuntu Linux、 Debian 、Gentoo、CentOS、およびArch Linux は、Xen をディストリビューションに統合しています。
• AMD は 2005 年 2 月に、開発コード名 Pacifica でハードウェア仮想化テクノロジを64 ビットプロセッサ (AMD64) に統合することを発表しましたが、現在は AMD-V に名前が変更されています。このハードウェア仮想化は、Xen バージョン 3 で使用されます。
• HP は、Xen プロジェクトに貢献するためにリソースを投入すると発表しました。

• Citrix Systems は2007 年 8 月 15 日、XenSource を約 5 億ドルで買収すると発表しました。したがって、 Citrix は、サーバーおよびワークステーション上の有望な仮想化市場に参入しています。

Xen アーキテクチャ

各ゲスト オペレーティング システムは「ドメイン」内で実行されます。 Xen はハードウェア上で直接実行されるシン レイヤーです。

他の仮想化ソリューションとの比較

通常、仮想化にはハードウェアにホスト オペレーティング システムがインストールされている必要があり、オプションで中間層も必要です。 1 つ以上のゲスト オペレーティング システムを並行してインストールできます。

• QEMU 、VirtualBox、 VMWare Workstation/GSX、またはVirtualPCなどの仮想化ソフトウェアは、ソフトウェアBIOS (「ファームウェア」) も含めて、ゲスト オペレーティング システム用の完全な仮想マシンです。ゲスト オペレーティング システムはハードウェア上で実行されていると「認識」しますが、それは仮想化ソフトウェアによって「仮想」または「シミュレート」されており、ゲスト オペレーティング システムは仮想化されていることを「認識」しません。ホスト オペレーティング システムと仮想マシンをスタックすることによって生じるオーバーヘッドにより、パフォーマンスのニーズに対して満足のいくソリューションとはなりません。ただし、実装は最も簡単です。

• VMWare ESX のような仮想化ソフトウェアを使用すると、BIOS を含むゲスト オペレーティング システム用の完全な仮想マシンが可能になります。ただし、前述の完全な仮想マシンとは異なり、軽量スタッキングがあり、仮想マシンは「 vmkernel 」と呼ばれる軽量カーネルに基づいています。これは、目に見えるホスト システムがないという点で Xen に似たアーキテクチャですが、ゲスト システムは変更する必要がなく、マシンのハードウェアに直接アクセスできません。

• chroot 、Linux-VServer、 OpenVZ 、 BSD Jailなどのソフトウェアは、ファイル システムやメモリ空間など、ホスト オペレーティング システムの特定の側面やリソースのみを分離します。これらのソリューションは、オーバーヘッドが低いため (ホスト オペレーティング システムと仮想化ソフトウェアのスタックがない) 非常に効率的ですが、仮想化環境 (仮想マシンやオペレーティング システムについて話すことはできません) はほとんど、または完全には分離されていません。

• ユーザー モード Linux (頭字語 UML) は、ユーザー メモリ領域 (特権カーネル領域の外側) で動作するようにコンパイルされたLinux カーネルです。したがって、ホスト オペレーティング システムでアプリケーションとして起動されます。 UML は、同じマシン上で実行されている他の UML から独立してアプリケーションを起動して管理できます。 2 つのコアが積み重ねられているため、非常に非効率な解決策であるため、主にコアの開発または「ハニー ポット」の作成に使用されます。

• VirtualLogix 仮想化ソフトウェアは組み込み世界専用です。これは、原理的には Xen に非常に近い準仮想化ツールです。これは独自のソリューションであるため、どのディストリビューションにも統合されていません。一方、ARM や TI C64xx などの他のプロセッサ アーキテクチャでも移植可能です。

この「準仮想化」（ゲスト オペレーティング システムの適応）とその軽量さにより、Xen は最も効率的な仮想化ツールの 1 つです。実際、ゲスト システムはハードウェアに直接アクセスできるため、より優れた最適化の可能性が得られます。ただし、クローズドソースのWindows 仮想マシンを実行すると、負荷が高い場合には安定性の問題が発生します。