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Xen (仮想化ソフトウェア) - Wikipedia
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Xen (仮想かそう化かソフトウェア)

Xen（ゼン）は、仮想かそうマシンモニタの一ひとつ。一ひとつのハードウェアを用もちいて、複数ふくすうのオペレーティングシステム (OS) を並列へいれつ実行じっこう・制御せいぎょするサービスを提供ていきょうする。

Xen
Xenで NetBSD と3つの Linux ディストリビューションを実行じっこう中ちゅう
開発元かいはつもと Linux Foundation, The Xen Project
XenSource, Inc.
最新さいしん版ばん
4.18[1] / 2023年ねん11月17日にち (8か月げつ前まえ) (2023-11-17)[2]
リポジトリ
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対応たいおうOS Linux、その他たUnix系けい、*BSD、OpenSolaris、Microsoft Windows
種別しゅべつ ハイパーバイザ
ライセンス GPL
公式こうしきサイト http://www.xenproject.org/
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概要がいよう

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Xenは、ケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくのComputer Laboratoryにおいて最初さいしょのバージョンが開発かいはつされた。2010年ねんより、XenコミュニティはXenをGPLv2ライセンスの下もとで、フリーソフトウェアとして開発かいはつ・メンテナンスしている。Xenは、IA-32、x64、IA-64、そしてARMアーキテクチャにおいて利用りようが可能かのうである。

Xenでは、仮想かそうマシンの実行じっこう単位たんいをドメインと呼よぶ。Xenシステムにおいて、Xenハイパーバイザは最もっとも低ひくい特権とっけん層そうで動作どうさする、中核ちゅうかくとなるソフトウェアである[3]。Xenハイパーバイザ階層かいそうは一ひとつまたは複数ふくすうのゲストOSをサポートし、物理ぶつりCPUに対たいしてのスケジューリングを行おこなう。最初さいしょのゲストOSは、Xenの専門せんもん用語ようごにおいて「ドメイン 0 (dom0)」と呼よぶ。これは標準ひょうじゅんにおいて、ハイパーバイザが起動きどうする時ときに自動的じどうてきに実行じっこうされ、特別とくべつな管理かんり特権とっけんと、全すべての物理ぶつりハードウェアへの直接ちょくせつアクセスを受うけ持もつ。システム管理かんり者しゃは、追加ついかされた全すべてのゲストOSに対たいして、dom0を通とおしてログインすることができる。このときの管理かんり対象たいしょうを、Xenの専門せんもん用語ようごにおいて「ドメインU」(domU)と呼よび、ドメインUはuser domainsを意味いみする。

ドメイン0となるOSには、一般いっぱん的てきにLinux、NetBSD、Solarisの修正しゅうせい版ばんが用もちいられる。なお、従来じゅうらいLinuxにおいてもカーネルの修正しゅうせいが必要ひつようであったが、Linux kernel 2.6.23においてXenがmain lineに統合とうごうされている[4]。これ以降いこうのバージョンにおいてkernelの修正しゅうせいは必要ひつようなくなっている。

ドメインUは、完全かんぜん仮想かそう化かまたは準じゅん仮想かそう化かにおいて利用りよう可能かのうなオペレーティングシステムに違ちがいがある。ホストプロセッサがIntel VT-xやAMD-Vのようなx86仮想かそう化か支援しえん機能きのうを有ゆうする場合ばあいには、未み修正しゅうせいのオープンソース、あるいはMicrosoft WindowsのようなプロプライエタリなOSのコピーが完全かんぜん仮想かそう化かされた状態じょうたいで動作どうさする[5]。修正しゅうせいが行おこなわれているOSは、拡張かくちょうサポートのための特殊とくしゅなドライバを併用へいようして準じゅん仮想かそう化かされるのがXenの特徴とくちょうである。

現在げんざいでは、XenSourceはシトリックス・システムズの仮想かそう化か事業じぎょう部門ぶもんとして統合とうごうされており、製品せいひん版ばんの開発かいはつ・販売はんばいを担になっている。

歴史れきし

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Xenのオリジナルは、XenSource, Incの創立そうりつ者しゃでありケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくの上級じょうきゅう講師こうしであるイアン・プラット（英語えいご版ばん）が率ひきいる、ケンブリッジ大学けんぶりっじだいがくの研究けんきゅうプロジェクトである。XenSourceは、フリーソフトウェア・プロジェクトによる開発かいはつと、エンタープライズ版ばんを販売はんばいし、一般いっぱんへのXenの最初さいしょの公開こうかいは2003年ねんに行おこなわれた。

シトリックス・システムズは2007年ねん8月がつ15日にちにXenSourceの買収ばいしゅうを発表はっぴょうし、シトリックス・ブランドに合あわせてXenSourceの製品せいひん名めいを次つぎの通とおり変更へんこうした:

  • XenExpress : 過去かこの"XenServer Express Edition" と "XenServer OEM Edition" （組くみ込こみ向むけのハイパーバイザ）
  • XenServer : 過去かこの "XenServer Standard Edition"
  • XenEnterprise 過去かこの "XenServer Enterprise Edition"

後のちに、製品せいひん名めいはXenServer（フリー）、Essentials for XenServer Enterprise、そしてEssentials for XenServer Platinumに変更へんこうされている。

2007年ねん10月がつ25日にち、シトリックス・システムズはXenSourceの買収ばいしゅうを完了かんりょうし[6]、Xenプロジェクトを http://www.xen.org/ に移動いどうした。これに伴ともなって、11月頃ごろにはシトリックス・システムズ、IBM、インテル、ヒューレット・パッカード、ノベル、 レッドハット、サン・マイクロシステムズ[7]、オラクルをメンバーとして、Xen Project Advisory Board (Xen AB)[8] を公表こうひょうしている。

2010年ねんの春はるには、製品せいひん名めいが次つぎのように改あらためられている:

  • XenServer（無償むしょう版ばん）
  • XenServer Advanced Edition
  • XenServer Enterprise Edition
  • XenServer Platinum Edition

リリース履歴りれき

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バージョン リリース日び 備考びこう
1.0 2003-10-02[9][10]
2.0 2004-11-05[11]
3.0 2005-12-05[12][13]
  • Intel VT-x仮想かそう化か支援しえんをサポート
  • IA-64アーキテクチャをサポート

加くわえて、3.0.4のリリースにおいて次つぎの機能きのうが加くわえられた:

  • AMD SVM仮想かそう化か拡張かくちょうをサポート[14]
  • PowerPCアーキテクチャをサポート[15]
  • 準じゅん仮想かそう化かゲストに対たいしてグラフィカルフレームバッファをサポート[16]
3.1 2007-05-18[17]
3.2 2008-01-17[18] ホストシステムにPCIパススルーとACPI S3スタンバイモードをサポート
3.3 2008-08-24[19] PCIパススルーとパワーマネジメントに関かんする改良かいりょう
3.4 2009-05-18[20]
4.0 2010-04-07[21]
4.1 2011-03-25[22]

ホストの最大さいだい物理ぶつりメモリが5TBにアップ [23]

4.2 2012-09-17[24]
  • ホストの最大さいだい物理ぶつりCPU数すうが4095にアップ
  • PVゲストの最大さいだいCPU数すうが512にアップ
4.3 2013-07-09[25]
  • ARMアーキテクチャの実験じっけん的てきサポート
  • Open vSwitchのサポート
4.4 2014-03-10[26]
  • ARMアーキテクチャの正式せいしきサポート
4.5 2015-01-15[27]
  • 43種類しゅるいの新しん機能きのうの追加ついか
  • コードが全面ぜんめん的てきに見直みなおされ、約やく78000行ぎょうが追加ついか、約やく141000行ぎょうが削除さくじょされた
4.6 2015-10-13[28]
4.7 2016-05-23[29]
4.8 2016-12-05[30]
4.9 2017-05-28[31]
4.10 2017-12-12[32]
4.11 2018-07-10[33]
4.12 2019-04-02[34]
4.13 2019-12-18[35]
4.14 2020-07-24[36]
4.15 2021-04-08[37]
4.16 2021-12-02[38]
4.17 2022-12-14[39]
4.18 2023-11-17[2]

利点りてん

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Xenは、他たの仮想かそうマシンに共通きょうつうする以下いかの利点りてんを提供ていきょうする。

可用性かようせいの向上こうじょう
動作どうさ中ちゅうの仮想かそうマシンをほぼ瞬時しゅんじに別べつハードウェアに移動いどうすること（マイグレーション）ができるため、ハードウェアのメンテナンスやアップグレードがサービスを停止ていしせずに行おこなえる。
柔軟じゅうなん性せいの向上こうじょう
仮想かそうマシン間あいだでCPUやメモリなどの資源しげん配分はいぶんを指定していすることで、ニーズに応おうじて適切てきせつな資源しげんを無駄むだなく割わり当あて活用かつようできる。
運用うんようコストの低下ていか
サーバ群ぐんにおいて、他たのサーバに環境かんきょうを構築こうちくするのが容易よういである。
セキュリティの向上こうじょう
仮想かそうマシン環境かんきょうは互たがいに隔離かくりされており、ある仮想かそうマシンで動作どうさする有害ゆうがいなソフトウェアがほかの環境かんきょうや仮想かそうマシンモニタに悪影響あくえいきょうを与あたえることはできない。

また、Xenは準じゅん仮想かそう化か手法しゅほうも採用さいようしており、完全かんぜん仮想かそう化かのそれにくらべより小ちいさいオーバーヘッドを実現じつげんしている。

Xenの特徴とくちょう

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仮想かそう化かモデル

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準じゅん仮想かそう化か (ParaVirtualization)

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Xenは準じゅん仮想かそう化かと呼よばれる実装じっそう手法しゅほうを標準ひょうじゅん採用さいようしている。 実在じつざいのハードウェアを完全かんぜんにエミュレートする代かわりに、仮想かそうマシン環境かんきょうを実現じつげんするのに都合つごうの良よい仮想かそう的てきなハードウェアを再さい定義ていぎする。 この仮想かそうハードウェアは、実在じつざいのハードウェアに似にているが、操作そうさをするためにはハイパーバイザコールを呼よび出だす必要ひつようがある。 Xenはこのハイパーバイザコールの要求ようきゅうに応おうじて、仮想かそうマシン環境かんきょうに変更へんこうを加くわえる。

この実装じっそう手法しゅほうはエミュレーションのオーバーヘッドを最小限さいしょうげんに抑おさえることができるため、性能せいのう面めんで大おおきなアドバンテージがあるが、 OSをXen仮想かそうハードウェア上じょうに移植いしょくする必要ひつようがある。

完全かんぜん仮想かそう化か (FullVirtualization)

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Xenはハードウェアの完全かんぜん仮想かそう化か機能きのうも提供ていきょうしている。この機能きのうを利用りようすると、実じつハードウェア用ように用意よういされたOSをそのままXen上じょうで動作どうささせることが可能かのうとなる。Xenでは、完全かんぜん仮想かそう化かされたドメインをHVMドメイン (Hardware Virtual Machine) と呼よぶ。

この完全かんぜん仮想かそう化か機能きのうが提供ていきょうする仮想かそうマシン環境かんきょう内ないのOSは、特権とっけんモードで動作どうさし完全かんぜんに物理ぶつりハードウェアを支配しはいしているかのように振ふる舞まう。実際じっさいには、仮想かそうマシン側がわのOSが仮想かそうハードウェアを制御せいぎょする命令めいれいを実行じっこうしたとき、仮想かそうハードウェアがそれを検出けんしゅつし、例外れいがいのようなものが発生はっせいしてXenに制御せいぎょを渡わたす。制御せいぎょを渡わたされたXenは、OSが行おこなおうとした処理しょりを分析ぶんせきし、仮想かそうハードウェアの動作どうさをエミュレートする。完全かんぜん仮想かそう化かの環境かんきょうは、準じゅん仮想かそう化か方式ほうしきに比くらべると、エミュレーションのためのコストが大おおきくなるが、ソフトウェアをユーザの手てで変更へんこうすることが難むずかしいWindowsなどのOSも動作どうささせることができる。

エミュレーションのオーバヘッドを最小限さいしょうげんに抑おさえるために、デバイスドライバのみ準じゅん仮想かそう化かされたものを用もちいることも可能かのうである。

デバイスドライバのモデル

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Xen自体じたいはデバイスドライバを持もたず、ドメイン0上じょうのOSが物理ぶつりデバイスの制御せいぎょを行おこなう。 この仕組しくみにより、そのOSが動作どうさするハードウェアであればどこでもXenによる仮想かそうマシン環境かんきょうを利用りようできる。

動作どうさするOS

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2009年ねん6月がつ現在げんざい、Linux、MINIX、Plan 9 from Bell Labs、NetBSD、OpenBSD、FreeBSD、OpenSolaris、NetWare、GNU/Hurd/Mach、OZONEがXenの上うえで動作どうさする。

動作どうさ環境かんきょう

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多おおくのLinuxディストリビューションが標準ひょうじゅんでXenを含ふくんでいる。Fedora Core 4以降いこう、Xenoppix、SUSE Linux 10.0、Debian Etch、RHEL5、Ubuntu、NetBSDなどでサポートされている。またSolaris/OpenSolarisにも移植いしょくされている[40]。

Xen3.0.2はP6 (Pentium Pro) 以上いじょうのCPUで動作どうさする。（一部いちぶのモバイル向むけCPUはPAE非ひ対応たいおうのため動作どうさしない）

完全かんぜん仮想かそう化か機能きのうを用もちいるためにはインテル製せいのIntel VT対応たいおうCPU、もしくはAMDのAMD-V対応たいおうCPUが必要ひつようとなる。他たに、サポートしているプラットフォームとしては、IA-64やPowerPC上うえでも稼動かどうする。

Hyper-Vとの関係かんけい

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XenSourceとマイクロソフトはハイパーバイザ形式けいしきの仮想かそう化かシステムに関かんし、共同きょうどう開発かいはつを行おこなっており、XenとHyper-Vは共ともに同一どういつの仮想かそう化かコアを用もちいている。両者りょうしゃはそれぞれ独自どくじの各種かくしゅ用語ようごを用もちいているが、その主おもな違ちがいは、実じつハードウェアのサポートを受うけ持もつXenで言いうところのDOM0に標準ひょうじゅん搭載とうさいされている管理かんり用ようOSが主おもにライセンスの関係かんけい[41]で、XenではLinuxであり、Hyper-VではWindows Server 2008である程度ていどである。このため、XenとHyper-Vの上うえで動作どうさする対応たいおうOSは同一どういつである[42]。また、両者りょうしゃの仮想かそうディスクも相互そうご運用うんようが可能かのうとなっており、Xenで運用うんようしている仮想かそうマシンをHyper-Vに、Hyper-Vで運用うんようしている仮想かそうマシンをXenに移行いこうといった事ことが特とくに意識いしきせず可能かのうとなっている。

脚注きゃくちゅう

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[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]
  1. ^ “Xen Project Releases Version 4.18”. Xenproject.org. 2024年ねん6月がつ22日にち閲覧えつらん。
  2. ^ a b https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.18_Release_Notes
  3. ^ Xen 3.0 User Manual
  4. ^ 末すえ安あん 泰三たいぞう (2007年ねん10月がつ10日とおか). “仮想かそう化かソフト「Xen」に対応たいおうした、Linuxカーネル2.6.23が公開こうかい”. Nikkei Business Publications, Inc.. 2012年ねん2月がつ10日とおか閲覧えつらん。
  5. ^ Xen OS Compatibility
  6. ^ “Citrix Systems » Citrix Completes Acquisition of XenSource”. Citrix Systems (2007年ねん7月がつ12日にち). 2012年ねん2月がつ10日とおか閲覧えつらん。
  7. ^ 現在げんざいではオラクルに買収ばいしゅうされている。
  8. ^ 山やま幡はた 為ため佐久さく（VA Linux Systems Japan） (2008年ねん11月12日にち). “Xenの歴史れきしと実装じっそう - the hitchhiker's guide to xen”. 情報処理じょうほうしょり学会がっかい システムソフトウェアとオペレーティングシステム研究けんきゅう会かい. 2012年ねん2月がつ10日とおか閲覧えつらん。
  9. ^ Xen / [Xen-devel] [ANNOUNCE] Xen high-performance x86 virtualization
  10. ^ The first stable Xen release [LWN.net]
  11. ^ Xen 2.0 released [LWN.net]
  12. ^ Xen 3.0 released [LWN.net]
  13. ^ XenSource: Press Releases
  14. ^ http://lists.xensource.com/archives/cgi-bin/mesg.cgi?a=xen-users&i=A95E2296287EAD4EB592B5DEEFCE0E9D4BA296%40liverpoolst.ad.cl.cam.ac.uk
  15. ^ [Xen-devel] Xen 3.0.3 released! - Xen Source
  16. ^ [Xen-devel] FW: Xen 3.0.4 released! - Xen Source
  17. ^ http://lists.xensource.com/archives/html/xen-announce/2007-05/msg00002.html
  18. ^ http://vmblog.com/archive/2008/01/17/xen-3-2-0-officially-released.aspx
  19. ^ http://www.h-online.com/newsticker/news/item/Xen-3-3-0-hypervisor-ready-for-download-737027.html
  20. ^ http://community.citrix.com/display/ocb/2009/05/18/Xen.org+Announces+Release+of+Xen+3.4+Hypervisor
  21. ^ http://www.h-online.com/open/news/item/Virtualisation-Xen-is-looking-to-catch-up-by-releasing-version-4-974405.html
  22. ^ http://blog.xen.org/index.php/2011/03/25/xen-4-1-releases/
  23. ^ http://wiki.xen.org/wiki/Xen_Release_Features
  24. ^ http://blog.xen.org/index.php/2012/09/17/xen-4-2-0-released/
  25. ^ http://blog.xen.org/index.php/2013/07/09/xen-4-3-0-released/
  26. ^ http://blog.xen.org/index.php/2014/03/10/xen-4-4-released/
  27. ^ https://blog.xenproject.org/2015/01/15/less-is-more-in-the-new-xen-project-4-5-release/
  28. ^ http://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.6_Release_Notes
  29. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.7_Release_Notes
  30. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.8_Release_Notes
  31. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.9_Release_Notes
  32. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.10_Release_Notes
  33. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.11_Release_Notes
  34. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.12_Release_Notes
  35. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.13_Release_Notes
  36. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.14_Release_Notes
  37. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.15_Release_Notes
  38. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.16_Release_Notes
  39. ^ https://wiki.xenproject.org/wiki/Xen_Project_4.17_Release_Notes
  40. ^ Xen at OpenSolaris.org
  41. ^ XenSource買収ばいしゅうも事前じぜんに相談そうだん、MSとシトリックスの関係かんけいとは － ＠IT
  42. ^ マイクロソフトと XenSource が、Windows Server “Longhorn” Virtualization に向むけた相互そうご運用うんようテクノロジを共同きょうどう開発かいはつ

参考さんこう文献ぶんけん

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  • Paul Barham; Boris Dragovic, Keir Fraser, Steven Hand, Tim Harris,. Alex Ho, Rolf Neugebauer, Ian Pratt, Andrew Warfield. (2003). “Xen and the art of virtualization”. Proceedings of the nineteenth ACM symposium on Operating systems principles (New York, NY, USA: ACM Press): 164 - 177. doi:10.1145/945445.945462. 

関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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