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PC/仮想化技術
をテンプレートにして作成
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PC/仮想化技術 をテンプレートにして作成
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開始行:
* 仮想化技術
仮想化というのは昔（1960年代）から使われていて，コンピュ...
仮想化技術に共通するものは，カプセル化によって「機能を隠...
仮想化は，例えばアクセスを多重化したり，別の場所にあるリ...
- プラットフォームの仮想化~
これはコンピュータ機器をエミュレーション（シュミレーショ...
- プロセスやリソースの仮想化~
プロセス単位の集合化などをエミュレーション（シュミレーシ...
仮想化はコンピュータ以外でも重要で，制御システムは複雑な...
例えば，最近の自動車のアクセルは単にエンジンへの空気吸入...
ビジネスでの仮想化だと，事務所や店舗を構えたビジネス形態...
** プラットフォームの仮想化
プラットフォームの仮想化は，そのハードウェア上でホストプ...
この時，ゲストソフトウェアは通常はOSであるのが一般的で，...
単一のマシン上で複数の仮想マシンをエミュレート（シミュレ...
また，ホストOSとゲストOSは同じである必要はない。~
ゲストソフトウェアは特定の周辺機器（ハードディスクやネッ...
プラットフォーム仮想化を行う場合，いくつかの手法がある。~
- エミュレータ（シュミレータ）~
仮想マシンによってハードウェア全体を擬似的に再現する。~
''全く異なるアーキテクチャー（CPUが違う等）のハードウェア...
この手法は，新しいCPUなどの開発を行うときにそれが完成する...
具体例としては，[[Bochs:https://bochs.sourceforge.io/]]，...
実際のエミュレーションのための技術としては，様々な物が使...
- ネイティブ仮想化~
''同じアーキテクチャーのプラットフォーム上で，ゲストOSを...
この方法は，[[IBM CP-40:https://en.wikipedia.org/wiki/IBM...
具体例としては，[[VMware Workstation Player/Server:https:...
- ハードウェアによる仮想化~
ゲストOSにハードウェアリソースを割り当て，隔離された状態...
2005年頃，IntelとAMDが仮想化をサポートするハードウェア機...
-- 完全仮想化~
使用するゲストOSに全く手を加えることなく，そのまま仮想マ...
具体例としては，[[VMware ESX/ESXi:https://docs.vmware.com...
-- 準仮想化~
ゲストOSに修正を加えて，特殊なAPIを提供して動作する仮想マ...
Citrix XenServer，Win4Lin 9x，Sun Microsystemsの論理ドメ...
-- 部分仮想化~
特にメモリ空間などのハードウェア環境に限って，複数の実体...
プロセスが同時並行して動作出来るようになるが，ゲストOSが...
一般には仮想マシンとは見なされないが，仮想化技術としては...
その後，Unix，Linux，Microsoft Windows，なども基本的にこ...
- OSレベルの仮想化~
物理サーバーをOSレベルで仮想化し，複数の仮想サーバーを単...
あるゲストOS環境で動作するアプリケーションから見れば，独...
具体例としては，Linux-VServer，Virtuozzo，OpenVZ，LXC (Li...
** プロセス・リソース仮想化
アプリケーション単位のプロセスでの仮想化や，補助記憶装置...
- アプリケーション仮想化~
セキュリティや信頼性・移植性を強化する目的で，アプリケー...
仮想環境はアプリケーションの実行に最低限必要な要素を備え...
例えば，''[[Java VM:https://docs.oracle.com/cd/E19620-01/...
上記のプラットフォームの仮想化での各種仮想化とは異なる手...
- リソースの集約/連結/結合などにより，大きなリソースプー...
-- 仮想記憶は，個々のアプリケーションに別々の仮想空間を提...
-- RAIDと論理ボリュームマネージャーは，複数のディスク装置...
-- ストレージエリアネットワークでよく使われる技術で，物理...
物理ストレージのリソースを1つに集約し，そこから論理ストレ...
物理ストレージ装置はネットワーク上に分散配置可能だが，ユ...
-- チャネルボンディングとは，複数の通信路（インタフェース...
-- Virtual Private Network（VPN）とネットワークアドレス変...
- コンピュータ・クラスターやグリッド・コンピューティング...
- パーティショニングは，ディスクやネットワークなどの単一...
** 仮想化の使用例
- サーバ・コンソリデーション~
多数の物理サーバを仮想マシンによって1つ（あるいは少数）の...
- ディザスタリカバリ~
仮想マシンによって，一種の「ホットスタンバイ」環境を構築...
バックアップ・イメージを仮想マシンで起動し，使用するワー...
- テストと教育~
OS開発などにおける評価や教育用途に仮想マシンを用いる。開...
- ポータブルアプリケーション~
USBメモリなどの可搬記憶媒体上にアプリケーションをインスト...
例えば，Microsoft Windowsではレジストリを使用しているので...
- ポータブルワークスペース~
iPodやUSBメモリなどのマスストレージ機器上に，ポータブルな...
-- アプリケーションレベル~
Thinstal：可搬記憶媒体にインストールされたアプリケーショ...
-- OSレベル~
MojoPac，Ceedo，Aargo，U3：可搬記憶媒体にアプリケーション...
-- マシンレベル~
moka5，LivePC：可搬記憶媒体上に仮想マシンからOSやアプリケ...
- ハードウェア仮想化技術~
x86仮想化：IntelのVanderpoolとAMDのPacifica。~
Sun UltraSPARC T1 hypervisor。~
IBM PowerVM（Advanced POWER virtualization）。~
* 仮想マシン（VM）とコンテナ
** 仮想マシン（VM）
仮想マシン（Virtual Machine: VM）は，通常は物理的に存在し...
単一の物理リソースを複数の論理リソースに分けることで，ま...
このような仮想マシン（VM）には，技術的には大きく分けて2種...
- ホストOS型~
- ハイパーバイザー型~
*** ホストOS型
ホストOS型は，あるOS上で動作する仮想化ソフトウェアをイン...
具体例としては，''VMware Workstation Player/Pro''，VMware...
これらの仮想化ソフトウェアにより仮想的なハードウェアを作...
//#ref(host.png,,50%)
ホストOS上で仮想環境が動作しているので，もしホストOSにト...
- メリット~
すでに利用しているPCやサーバー機に追加で仮想化ソフトウェ...
- デメリット~
ハードウェアへアクセスするにはホストOSを経由するので，オ...
ハードウェア・リソースは排他的に利用することになり，また...
*** ハイパーバイザー型
ハイパーバイザー型は，コンピュータへ仮想化ソフトウエアを...
具体例としては，''VMware vSphere ESXi''，''Microsoft Hype...
すべてのゲストOSを仮想化ソフトウエアにより作成された仮想...
//#ref(hyper.png,,50%)
- メリット~
ホストOSを必要としないため，ゲストOSがハードウェアを直接...
このため仮想マシンの速度低下を最小限に抑えられる。~
複数の仮想マシンを効率よく稼働させるための様々な仕組みが...
- デメリット~
現在動作しているOSを一般的にはそのまま利用出来ない((Linux...
専用のコンピュータを新規に用意して，構築していく必要があ...
** コンテナ
プロセスを隔離した環境（他のプロセスへ影響を与えない）で...
コンテナを複数実行したりすることで，プロセスの管理がしや...
//#ref(container.png,,50%)
ホストOS型仮想マシン（VM）ではホストOSの上に仮想化ソフト...
特徴としては，以下のようなことがある。
- 単一のOS上で隔離された複数のコンテナを実行することが出...
- ベースとなるOSと異なるOS用のコンテナは実行出来ない。~
例えば，Linux上でWindowsコンテナを動かすことは出来ない。~
- コンテナ間でベースとなるOS（Kernel）は共有される。~
- コンテナはプロセスとして実行されて，この時仮想化は行わ...
仮想化と出来ることが似ているため，''コンテナ型仮想化''と...
- Linux上ではLXCやlibcontainerが，コンテナ実行に利用され...
以下のようなメリット・デメリットがある。~
- メリット~
-- 構成が仮想化よりも単純でOSなどは含まないため，サイズが...
-- 単に実行プロセスを隔離するだけなので，マシン実行を仮想...
-- 新しいコンテナの起動は，仮想マシン（VM）と比較すると遥...
- デメリット~
-- OSと異なるシステムのコンテナを起動させることは出来ない...
-- OS（カーネル）を全てのコンテナで共有するため，OS（カー...
*** 仮想マシン（VM）とのちがい
コンテナと仮想マシン（VM）との違いは，仮想化しているわけ...
仮想マシン（VM）はマシン単位での仮想化を行っているのに対...
コンテナでは仮想マシンやゲストOSは存在せず，コンテナに作...
仮想マシン（VM）は，リソースの消費は大きいが自由度が高い。~
対してコンテナは，OSをホストと共有してしまう点では自由度...
*** Dockerとは
Docker=コンテナというイメージがあるが，Dockerは''コンテナ...
コンテナ技術というのは，なにもDockerだけではない。Linux上...
*** Dockerのアーキテクチャー
Dockerはクライアント・サーバー型の構成になっている。~
//#ref(docker.png,,50%)
DockerクライアントがDockerデーモンと通信することで，Docke...
- Dockerデーモン~
Dockerデーモンは，ホストマシン上で動作する。~
コンテナの生成・実行・モニタリングとともに，Dockerイメー...
ユーザーは直接デーモンとは通信せず，Dockerクライアントか...
- Dockerクライアント~
Dockerクライアントは，DockerデーモンとHTTP経由で通信・操...
デフォルトではUnixドメインソケットが使われるが，TCPソケッ...
すべての通信はHTTPを用いて行うので，リモートのDockerデー...
ユーザーからのコマンドを受け付けると，Dockerデーモンと通...
- Dockerイメージ~
Dockerイメージは，コンテナの元になるひな形のこと。~
Docker Hub上で配布されている物もあるが，Dockerfileという...
イメージはリポジトリに保存されるので，複数のイメージが保...
また，これらのイメージは，Docker Hub（Dockerイメージの管...
* 仮想化アプリケーション・環境のいろいろ
- ハイパーバイザー型~
[[Microsoft Hyper-V>./Hyper-V]]~
- ゲストOS型~
[[VMware Workstation>./VMware Workstation]]~
[[Oracle VertualBox>./Oracle VirtualBox]]~
終了行:
* 仮想化技術
仮想化というのは昔（1960年代）から使われていて，コンピュ...
仮想化技術に共通するものは，カプセル化によって「機能を隠...
仮想化は，例えばアクセスを多重化したり，別の場所にあるリ...
- プラットフォームの仮想化~
これはコンピュータ機器をエミュレーション（シュミレーショ...
- プロセスやリソースの仮想化~
プロセス単位の集合化などをエミュレーション（シュミレーシ...
仮想化はコンピュータ以外でも重要で，制御システムは複雑な...
例えば，最近の自動車のアクセルは単にエンジンへの空気吸入...
ビジネスでの仮想化だと，事務所や店舗を構えたビジネス形態...
** プラットフォームの仮想化
プラットフォームの仮想化は，そのハードウェア上でホストプ...
この時，ゲストソフトウェアは通常はOSであるのが一般的で，...
単一のマシン上で複数の仮想マシンをエミュレート（シミュレ...
また，ホストOSとゲストOSは同じである必要はない。~
ゲストソフトウェアは特定の周辺機器（ハードディスクやネッ...
プラットフォーム仮想化を行う場合，いくつかの手法がある。~
- エミュレータ（シュミレータ）~
仮想マシンによってハードウェア全体を擬似的に再現する。~
''全く異なるアーキテクチャー（CPUが違う等）のハードウェア...
この手法は，新しいCPUなどの開発を行うときにそれが完成する...
具体例としては，[[Bochs:https://bochs.sourceforge.io/]]，...
実際のエミュレーションのための技術としては，様々な物が使...
- ネイティブ仮想化~
''同じアーキテクチャーのプラットフォーム上で，ゲストOSを...
この方法は，[[IBM CP-40:https://en.wikipedia.org/wiki/IBM...
具体例としては，[[VMware Workstation Player/Server:https:...
- ハードウェアによる仮想化~
ゲストOSにハードウェアリソースを割り当て，隔離された状態...
2005年頃，IntelとAMDが仮想化をサポートするハードウェア機...
-- 完全仮想化~
使用するゲストOSに全く手を加えることなく，そのまま仮想マ...
具体例としては，[[VMware ESX/ESXi:https://docs.vmware.com...
-- 準仮想化~
ゲストOSに修正を加えて，特殊なAPIを提供して動作する仮想マ...
Citrix XenServer，Win4Lin 9x，Sun Microsystemsの論理ドメ...
-- 部分仮想化~
特にメモリ空間などのハードウェア環境に限って，複数の実体...
プロセスが同時並行して動作出来るようになるが，ゲストOSが...
一般には仮想マシンとは見なされないが，仮想化技術としては...
その後，Unix，Linux，Microsoft Windows，なども基本的にこ...
- OSレベルの仮想化~
物理サーバーをOSレベルで仮想化し，複数の仮想サーバーを単...
あるゲストOS環境で動作するアプリケーションから見れば，独...
具体例としては，Linux-VServer，Virtuozzo，OpenVZ，LXC (Li...
** プロセス・リソース仮想化
アプリケーション単位のプロセスでの仮想化や，補助記憶装置...
- アプリケーション仮想化~
セキュリティや信頼性・移植性を強化する目的で，アプリケー...
仮想環境はアプリケーションの実行に最低限必要な要素を備え...
例えば，''[[Java VM:https://docs.oracle.com/cd/E19620-01/...
上記のプラットフォームの仮想化での各種仮想化とは異なる手...
- リソースの集約/連結/結合などにより，大きなリソースプー...
-- 仮想記憶は，個々のアプリケーションに別々の仮想空間を提...
-- RAIDと論理ボリュームマネージャーは，複数のディスク装置...
-- ストレージエリアネットワークでよく使われる技術で，物理...
物理ストレージのリソースを1つに集約し，そこから論理ストレ...
物理ストレージ装置はネットワーク上に分散配置可能だが，ユ...
-- チャネルボンディングとは，複数の通信路（インタフェース...
-- Virtual Private Network（VPN）とネットワークアドレス変...
- コンピュータ・クラスターやグリッド・コンピューティング...
- パーティショニングは，ディスクやネットワークなどの単一...
** 仮想化の使用例
- サーバ・コンソリデーション~
多数の物理サーバを仮想マシンによって1つ（あるいは少数）の...
- ディザスタリカバリ~
仮想マシンによって，一種の「ホットスタンバイ」環境を構築...
バックアップ・イメージを仮想マシンで起動し，使用するワー...
- テストと教育~
OS開発などにおける評価や教育用途に仮想マシンを用いる。開...
- ポータブルアプリケーション~
USBメモリなどの可搬記憶媒体上にアプリケーションをインスト...
例えば，Microsoft Windowsではレジストリを使用しているので...
- ポータブルワークスペース~
iPodやUSBメモリなどのマスストレージ機器上に，ポータブルな...
-- アプリケーションレベル~
Thinstal：可搬記憶媒体にインストールされたアプリケーショ...
-- OSレベル~
MojoPac，Ceedo，Aargo，U3：可搬記憶媒体にアプリケーション...
-- マシンレベル~
moka5，LivePC：可搬記憶媒体上に仮想マシンからOSやアプリケ...
- ハードウェア仮想化技術~
x86仮想化：IntelのVanderpoolとAMDのPacifica。~
Sun UltraSPARC T1 hypervisor。~
IBM PowerVM（Advanced POWER virtualization）。~
* 仮想マシン（VM）とコンテナ
** 仮想マシン（VM）
仮想マシン（Virtual Machine: VM）は，通常は物理的に存在し...
単一の物理リソースを複数の論理リソースに分けることで，ま...
このような仮想マシン（VM）には，技術的には大きく分けて2種...
- ホストOS型~
- ハイパーバイザー型~
*** ホストOS型
ホストOS型は，あるOS上で動作する仮想化ソフトウェアをイン...
具体例としては，''VMware Workstation Player/Pro''，VMware...
これらの仮想化ソフトウェアにより仮想的なハードウェアを作...
//#ref(host.png,,50%)
ホストOS上で仮想環境が動作しているので，もしホストOSにト...
- メリット~
すでに利用しているPCやサーバー機に追加で仮想化ソフトウェ...
- デメリット~
ハードウェアへアクセスするにはホストOSを経由するので，オ...
ハードウェア・リソースは排他的に利用することになり，また...
*** ハイパーバイザー型
ハイパーバイザー型は，コンピュータへ仮想化ソフトウエアを...
具体例としては，''VMware vSphere ESXi''，''Microsoft Hype...
すべてのゲストOSを仮想化ソフトウエアにより作成された仮想...
//#ref(hyper.png,,50%)
- メリット~
ホストOSを必要としないため，ゲストOSがハードウェアを直接...
このため仮想マシンの速度低下を最小限に抑えられる。~
複数の仮想マシンを効率よく稼働させるための様々な仕組みが...
- デメリット~
現在動作しているOSを一般的にはそのまま利用出来ない((Linux...
専用のコンピュータを新規に用意して，構築していく必要があ...
** コンテナ
プロセスを隔離した環境（他のプロセスへ影響を与えない）で...
コンテナを複数実行したりすることで，プロセスの管理がしや...
//#ref(container.png,,50%)
ホストOS型仮想マシン（VM）ではホストOSの上に仮想化ソフト...
特徴としては，以下のようなことがある。
- 単一のOS上で隔離された複数のコンテナを実行することが出...
- ベースとなるOSと異なるOS用のコンテナは実行出来ない。~
例えば，Linux上でWindowsコンテナを動かすことは出来ない。~
- コンテナ間でベースとなるOS（Kernel）は共有される。~
- コンテナはプロセスとして実行されて，この時仮想化は行わ...
仮想化と出来ることが似ているため，''コンテナ型仮想化''と...
- Linux上ではLXCやlibcontainerが，コンテナ実行に利用され...
以下のようなメリット・デメリットがある。~
- メリット~
-- 構成が仮想化よりも単純でOSなどは含まないため，サイズが...
-- 単に実行プロセスを隔離するだけなので，マシン実行を仮想...
-- 新しいコンテナの起動は，仮想マシン（VM）と比較すると遥...
- デメリット~
-- OSと異なるシステムのコンテナを起動させることは出来ない...
-- OS（カーネル）を全てのコンテナで共有するため，OS（カー...
*** 仮想マシン（VM）とのちがい
コンテナと仮想マシン（VM）との違いは，仮想化しているわけ...
仮想マシン（VM）はマシン単位での仮想化を行っているのに対...
コンテナでは仮想マシンやゲストOSは存在せず，コンテナに作...
仮想マシン（VM）は，リソースの消費は大きいが自由度が高い。~
対してコンテナは，OSをホストと共有してしまう点では自由度...
*** Dockerとは
Docker=コンテナというイメージがあるが，Dockerは''コンテナ...
コンテナ技術というのは，なにもDockerだけではない。Linux上...
*** Dockerのアーキテクチャー
Dockerはクライアント・サーバー型の構成になっている。~
//#ref(docker.png,,50%)
DockerクライアントがDockerデーモンと通信することで，Docke...
- Dockerデーモン~
Dockerデーモンは，ホストマシン上で動作する。~
コンテナの生成・実行・モニタリングとともに，Dockerイメー...
ユーザーは直接デーモンとは通信せず，Dockerクライアントか...
- Dockerクライアント~
Dockerクライアントは，DockerデーモンとHTTP経由で通信・操...
デフォルトではUnixドメインソケットが使われるが，TCPソケッ...
すべての通信はHTTPを用いて行うので，リモートのDockerデー...
ユーザーからのコマンドを受け付けると，Dockerデーモンと通...
- Dockerイメージ~
Dockerイメージは，コンテナの元になるひな形のこと。~
Docker Hub上で配布されている物もあるが，Dockerfileという...
イメージはリポジトリに保存されるので，複数のイメージが保...
また，これらのイメージは，Docker Hub（Dockerイメージの管...
* 仮想化アプリケーション・環境のいろいろ
- ハイパーバイザー型~
[[Microsoft Hyper-V>./Hyper-V]]~
- ゲストOS型~
[[VMware Workstation>./VMware Workstation]]~
[[Oracle VertualBox>./Oracle VirtualBox]]~
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