仮想化って何だろう

2024/09/26 に開催された「クラメソさっぽろIT勉強会 (仮) #5:フリーテーマLT」の LT で使ったスライド。

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1. 仮想化って何だろう 古賀信哉 株式会社アットマークテクノ
2. 自己紹介 現在の会社（2021/04～） 株式会社アットマークテクノ 「めんどくさいところ」担当 プライベートの活動 GitHub : https://github.com/Shin-yaKoga SlideShare : https://www.slideshare.net/ShinyaKoga X : @shkoga ET ロボコン北海道地区大会実行委員 最近: IoT デバイス監視・運用サービス（Armadillo Twin） 引っ越し先検討中
3. 今日の話の流れ QEMU で自分のボードのエミュレータを 作ろう！ 身の回りにある仮想化の種類とはたらき 歴史についても、少しだけ QEMU の I/O エミュレーションの仕組み ほんのちょっと
4. 身の回りの仮想化と役割 身の回りにあるもの 仮想マシン (Type-2, Type-1:ハイパーバイザ) コンテナ 仮想記憶,仮想ファイルシステム（OS の機能） 役割 ないものをあるように見せる 分離による保護（始まりはメインフレーム） 汎化による I/F 共通化とプラグイン機構
5. 僕（弊社）の利用例 Type-2 仮想マシン : ATDE 自社 Linux 用のクロス開発環境 コンテナ 自社 Linux のアプリケーション実行環境 自社 Linux 用の仮想セルフビルド with CI/CD 意識せずに利用 仮想記憶,ハイパーバイザ クラウド基盤（IoT サービス用）
6. 僕（弊社）の利用例 Type-2 仮想マシン : ATDE 自社 Linux 用のクロス開発環境 コンテナ 自社 Linux のアプリケーション実行環境 自社 Linux 用の仮想セルフビルド with CI/CD 意識せずに利用 仮想記憶,ハイパーバイザ クラウド基盤（IoT サービス用）
7. ユーザーランドでの仮想化 システムディレクトリの切り替え Type-2 仮想マシン(ハードウェアの仮想化) 「ユーザーランド」？
8. ユーザーランドでの仮想化 (1/2) システムディレクトリの切り替え 例1: chroot, Python の venv アプリケーションの依存ライブラリの場所を仮想化 例2: コンテナ chroot + 名前空間の分離 + ネットワーク仮想化 アプリケーションだけ運ぶより互換性が高い 色々入れても壊れない（組み込みソフトウェア開発） 複数のバージョンを同時に使える
9. ユーザーランドでの仮想化 (2/2) Type-2 仮想マシン(ハードウェアの仮想化) 例: VMware Workstation, Paralles, QEMU, VirtualBox (1998～2007年) 仮想ハードウェア層（ソフトウェア実装）を はさむことで、より強力な分離 コンテナや仮想環境よりも高いセキュリティ 可搬性も、より高い（サイズは大きい）
10. カーネルより低レイヤでの仮想化 ユーザーモードと特権モードの切り替え とは違うやり方 システムコール vs ハイパーコール 少ない数（1/10） 低オーバーヘッド、ハードウェア支援 ハードウェアアクセス（小さい単位）で分離 より高いセキュリティ
11. カーネルより低レイヤでの仮想化 歴史 IBM のメインフレームが起源と言える TSS の実現の仕方（ハイパーバイザの祖先） いま PC での再発明 Type-2 仮想マシン（1998～2007年） Type-1 仮想マシン（2001年～） (VMware ESX) クラウド基盤 Hyper-V (2008年6月）-> Azure（2008年10月）
12. カーネルより低レイヤでの仮想化 歴史 IBM のメインフレームが起源と言える TSS の実現の仕方（ハイパーバイザの祖先） いま PC での再発明 Type-2 仮想マシン（1998～2007年） Type-1 仮想マシン（2001年～） (VMware ESX) クラウド基盤 Hyper-V (2008年6月）-> Azure（2008年10月）
13. QEMU の I/O エミュレーション どういう仕組み？ 仮想 CPU I/O 用仮想アドレス範囲とコールバック関数 I2C コントローラを実装してみた！ Zephyr OS のアプリケーションで I2C アクセス 現在、CAN コントローラの実装中。
14. おまけ ロボット動作のシミュレーション ET ロボコンのシミュレータ部門（Unity） WebGL 版はブラウザで動くよ！