Linuxで仮想化ワークステーションを構築する方法｜KVMの導入からVM管理まで徹底解説

近年、仮想化技術はますます一般的になっています。既存のマシン上に複数の仮想マシン（VM）を構築できることで、教育、テストや実験、業務効率化など、さまざまな場面で大きなメリットが得られます。Linuxは人気と高い性能を兼ね備えているため、個人用の仮想化サーバーやワークステーションを構築するのに最適なプラットフォームです。この記事では、Linux仮想化ワークステーションをゼロから構築する方法を解説します。

ハードウェアの仮想化対応を確認する

パッケージのインストールを始める前に、まずCPUがハードウェア仮想化に対応しているかどうかを確認しましょう。最近のノートPCやデスクトップ向けCPUの多くは対応していますが、念のためチェックしておくと安心です。以下のコマンドで「/proc/cpuinfo」ファイルに必要な技術が含まれているかを確認できます。どちらのCPUかわからない場合は、両方試しても問題ありません。

grep vmx /proc/cpuinfo # Intel CPUの場合 
 
grep svm /proc/cpuinfo # AMD CPUの場合

筆者のシステムはIntel CPUなので、出力は次の画像のようになります。

コマンドで何も出力されない場合は、lscpuの出力にある「Virtualization（仮想化）」の項目を確認してください。筆者の環境では次の画像のように表示されます。

これでシステムが仮想化に対応していることがわかりました。また、メモリは最低8GBを搭載しておくことをおすすめします。より快適に使いたいなら16GB、32GB、さらには64GBあると理想的です。十分なRAMがあれば、メモリ不足を心配せずに複数のVMを同時に稼働でき、1台のシステム上でクライアント/サーバー構成のネットワークや複数のワークステーション群を構築することも可能になります。

KVMのインストール

KVM（Kernel-based Virtual Machine）は、Linuxネイティブのハイパーバイザーとして最も優れた存在です。パフォーマンスが非常に高く、KVM仮想マシンを管理する方法も複数用意されています。多くの場合、QEMUがハードウェアエミュレーションの役割を担う形でKVMと組み合わせて使われます。

サーバーに必要なものをすべてインストールするには、以下のコマンドを実行します。

Fedoraの場合：

sudo dnf -y groupinstall "Virtualization Host";
sudo dnf -y install virt-install

UbuntuおよびUbuntuベースのディストリビューションの場合：

sudo apt -y install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-daemon virtinst bridge-utils libosinfo-bin libguestfs-tools virt-top

KVMをインストールしたら、以下のコマンドでカーネルモジュールが正しくロードされていることを確認します。

lsmod | grep kvm

続いて、以下のコマンドでlibvirtデーモンを起動し、システム起動時に自動的に立ち上がるよう設定します。

sudo systemctl start libvirtd
sudo systemctl enable libvirtd
sudo systemctl status libvirtd

出力は次の画像のようになるはずです。

他の多くのガイドでは、ここでVMが外部ネットワークにアクセスできるようブリッジを設定する手順が紹介されます。本記事では詳しく触れませんが、さまざまな設定方法を学べるArch Wikiを参考にするとよいでしょう。VMにネットワークサービスを提供させたい場合には役立ちますが、テストやサンドボックス用途であれば、デフォルトのネットワーク設定でも十分です。

GUIツールでKVM VMをインストール・管理する

KVM仮想マシンの管理方法はいくつかあります。Linuxワークステーションやサーバーでグラフィカルデスクトップを使っている場合は、「Virtual Machine Manager」や「GNOME Boxes*」を利用できます。CLIのみのサーバーでGUIインターフェースが必要な場合は、「Cockpit」を使い、画面の「アプリケーション」メニューから「Machines」アプリケーションをインストールしてVMを管理できます。いずれのGUIツールでもKVM VMのインストールが可能です。

*GNOME BoxesはKVM仮想マシンを扱う最も手軽な方法ですが、ネットワーク、ストレージ、ハードウェア構成に関する細かい制御は、他のツールほど自由に行えません。

ターミナルからKVM VMをインストールする

前述のコマンドでインストールしたパッケージに含まれるCLIツールを使うこともできます。virt-installは、XML定義を直接編集することなくKVM仮想マシンをインストールできる便利なツールです。多数のオプションが用意されていますが、筆者が最もうまくいっているのは次のテンプレートです。

sudo virt-install \
--connect qemu:///system \
--name <NAME> \
--memory <MEMORY_IN_MB> \
--vcpus <CPUs> \
--disk size=<SIZE> \
--cdrom /PATH/TO/ISO/FILE

これでシステムに必要な要素がすべて定義されます。ネットワーク経由でのインストールやイメージのインポートにも対応しており、sizeオプションの後にカンマ区切りで「path=/PATH/TO/DIR/DISKNAME.qcow2」と指定すれば、ディスクの保存先も指定できます。詳細はRed Hatのvirt-installドキュメントを参照してください。

コマンドを実行するとRemote Viewer（virt-viewerとも呼ばれます）が開き、通常どおりOSのインストール作業を進められます。GUIへのアクセスが必要になるため、ヘッドレスサーバーの場合は前述のCockpitの利用をおすすめします。また、kickstartファイルを使えば、RHEL系ディストリビューションをvirt-installで自動インストールすることもできます。

ターミナルからKVM VMを管理する

KVM VMの管理で主に使うコマンドはvirshです。単体のコマンドとしても対話型シェルとしても利用でき、sudo virshと入力してEnterキーを押すだけで起動します。

たとえば、list --allですべてのドメイン（VM）を一覧表示したり、startでドメインを起動したり、shutdownでシャットダウンしたりできます。

virshには非常に多くのオプションが用意されているので、manページを参照しながら、ターミナルから管理できるさまざまな機能をぜひ探ってみてください。

また、IPアドレスを指定してSSHでVMに接続することもできます。VMはvirbr0インターフェースからIPアドレスを取得し、VMのネットワークインターフェースはデフォルトでSSHアクセスが許可されています。

これでLinuxシステム上に仮想化ワークステーションが完成しました。さらに一歩進みたい方は、仮想マシンを簡単に高速化する方法や、VNCを使ってLinux VMにアクセスする方法も学んでおきましょう。