// シス担のミカタ
クラウドコンピュート

ハイパーバイザー はいぱーばいざー

ハイパーバイザー仮想化VMMType1Type2KVM
ハイパーバイザーについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

1台の物理サーバー上で複数の仮想マシンを動かすための「管理ソフトウェア」のこと。物理リソース（CPU・メモリ）を各VMに分け与える司令塔みたいな存在だよ。クラウドの仮想化インフラの根幹を支えてる。

ハイパーバイザーとは

ハイパーバイザー（Hypervisor）とは、物理ハードウェアの上で複数の仮想マシン（VM）を同時に実行するためのソフトウェアです。VMM（Virtual Machine Monitor）とも呼ばれます。各VMにCPU時間・メモリ・I/Oを割り当て、VM同士が互いに干渉しないよう分離・制御します。

ハイパーバイザーはクラウドの「縁の下の力持ち」であり、AWS・Azure・GCPの仮想マシンサービスはすべてハイパーバイザー技術の上に構築されています。利用者は通常ハイパーバイザーを直接意識することはありませんが、インスタンスの性能・セキュリティ分離・ライブマイグレーション能力などに直接影響します。

Type 1 vs Type 2 ハイパーバイザー

種類動作形態代表例主な用途
Type 1（ベアメタル型）ハードウェア上で直接動作（OSなし）KVM, Xen, Hyper-V, ESXiサーバー仮想化・クラウド
Type 2（ホスト型）ホストOS上でアプリとして動作VirtualBox, VMware Workstation開発・テスト環境

クラウドサービスはすべてType 1ハイパーバイザーを使用しています。Type 2はパフォーマンスのオーバーヘッドが大きく本番環境には不適です。

主要ハイパーバイザーの比較

ハイパーバイザー開発元採用クラウド特徴
XenXenProject（オープンソース）AWS初期（現在はNitro）安定性・実績
KVMLinuxカーネル組み込みGCP, OpenStackオープンソース
Hyper-VMicrosoftAzureWindowsとLinux両対応
AWS Nitro SystemAmazon独自AWS（現在）ハードウェアオフロード高性能
ESXi（vSphere）VMwareオンプレ主流管理機能豊富

歴史と背景

仮想化技術の起源は1960年代のIBM System/360時代に遡ります。x86 PC向けには1998年にVMwareが初の商用ハイパーバイザーを開発しました。

クラウドでは、AWS創業時（2006年）はXenハイパーバイザーを使用していましたが、2017年からAWS Nitro Systemという独自アーキテクチャへ移行しました。Nitroは専用ハードウェア（ASICカード）でI/O処理をオフロードし、ハイパーバイザーのオーバーヘッドをほぼゼロにすることで「ベアメタルに近い性能の仮想マシン」を実現しています。

ハイパーバイザーの動作概念

Type1 ハイパーバイザーの構造 VM 1 OS + アプリ VM 2 OS + アプリ VM 3 OS + アプリ ハイパーバイザー（Type 1） CPU・メモリ・I/O・ネットワークを各VMに仮想的に割り当て・分離 物理ハードウェア CPU, メモリ, SSD/NVMe, NIC, GPU ... ハイパーバイザーがVMを完全に分離→VM間の干渉を防止

関連する規格・RFC

規格内容
Intel VT-xIntelのCPU仮想化支援技術
AMD-V（AMD-Vi）AMDのCPU仮想化支援技術
IOMMUI/O仮想化のためのメモリ管理ユニット
DMTF OVF仮想マシンのポータブルなパッケージ形式

関連用語