仮想化におけるシームレスな体験の構築

仮想化におけるシームレスな体験の構築

仮想化フレームワークの最新アップデートを学びましょう。仮想マシン（VM）がディスプレイのサイズを自動的に変更するように設定する方法、実行中のVMの保存と復元について説明し、デスクトップまたはデータセンターで実行される仮想化アプリのためのストレージとパフォーマンスのオプションについて解説します。仮想化フレームワークの詳細については、WWDC22の「Create macOS or Linux virtual machines」をご覧ください。

関連する章
- 1:38 - Resize displays automatically
- 2:33 - Save and restore virtual machines
- 7:01 - Connect remote storage with Network Block Device
- 10:30 - Meet the NVMe storage device
- 11:48 - Add the Mac keyboard
- 12:01 - Improve Rosetta 2 performance in Linux virtual machines
リソース
関連ビデオ

WWDC22
- macOSやLinuxの仮想マシンの作成
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Virtualizationチームの Scott Mionisです今日はmacOS Sonoma の機能について説明します仮想化を使用してシームレスなエクスペリエンスを作成します仮想化フレームワークを使用して仮想マシンを構成管理実行します macOS Sonomaでは仮想MacとLinux仮想マシンがこれまで以上に強力になっていますより使いやすく新しい構成オプションにより高度にカスタマイズ可能ですこれを可能にする機能がたくさんありますこのセッションではいくつかの重要な項目とそれらをアプリで活用する方法について説明しますまず仮想マシンの新しいワークフローとユーザーエクスペリエンスの向上次に新しいストレージとキーボードの構成オプション最後にRosetta 2によって Linux仮想マシンで x86_64アプリがさらに高速に実行される仕組みについて説明します仮想マシンを操作する新しい方法をいくつか見てみましょう 2つの強力な新機能について説明しますまずディスプレイのサイズ変更が可能です実行時にウインドウ全体に収まるようにサイズが変更される仮想マシンの新しい表示オプションです次に仮想マシンの保存と復元です実行中の仮想マシンをディスクにシリアル化し後で再開できるようにするメカニズムですサイズ変更可能なディスプレイから始めましょう仮想Macで作業する場合画面サイズが大きな部分を占めますサイズ変更可能なディスプレイを使用すると仮想マシンはウインドウ全体を表示するよう画面解像度を動的に調整しスペースを最も効率的に利用できますこれをコードに落とし込んでみましょう
独自のアプリでサイズ変更可能な表示を使用するにはまずVZVirtualMachineView を初期化します
ディスプレイのサイズを変更するには新しいautomaticallyReconfiguresDisplay プロパティをtrueに設定しますそれだけです！ VZVirtualMachineView のサイズを変更すると仮想マシンに表示サイズを調整するよう自動的に指示されます表示を固定しておきたい場合はこのプロパティをデフォルト値のままにすることができます次に仮想マシンの保存と復元について説明します仮想マシンを停止するということは VMをパワーオフすることを意味します仮想マシンを起動するということはコールドブートを実行することを意味しますただしMacで作業している場合ほとんどのアプリは作業中の進行状況を保存します仮想マシンにも同じことが当てはまります
仮想マシンを実行しているとしますそして進捗状況を失わずに閉じたいと考えています仮想マシンをファイルに保存し後で実行を再開できますまたは作業内容をバックアップしたいとしますいつでも仮想マシンを保存できディスクや補助ストレージなどの外部リソースのクローンを作成できますそして時間を遡りたい場合は仮想マシンを巻き戻して前の状態に戻すことができますこの機能を使用するとさまざまなことが可能になりますそれでは実際に実行してみましょう私はmacOS Sonomaを実行していますデスクトップ上には同じく仮想化サンプルアプリ内に macOS Sonomaを実行する仮想Macがあります Apple Storeでのエキサイティングな旅のためにリサーチを行いますマップを開いて AirPodsの詳細のため Appleのサイトを閲覧しますここで仮想マシンをオフにせずに休憩したいと思いますアプリを終了するときに仮想マシンを保存します
その後アプリを再起動すると仮想マシンは中断したところから実行を再開しますすべてのタブを開いた状態ですこれを独自のアプリに組み込む方法を見てみましょう
仮想マシンを保存する前に仮想マシンを一時停止しますこれにより仮想マシンは実行が一時停止されて安定した状態になります次に新しい saveMachineState APIを呼び出して指定したURLにファイルを書き込みます仮想マシンの実行時の状態がすべて含まれます後で実行し続けるために必要なものがすべて揃っていますディスクイメージなどの外部リソースは個別にコピーする必要があります仮想マシンを保存したので復元しましょう
仮想マシンの状態を復元するには同じ構成から新しいVZVirtualMachine を作成することから始めます
仮想マシンを直接起動する代わりに仮想マシンをコールドブートします新しい restoreMachineState APIを呼び出し以前に保存したファイルのURLを渡しますそして今仮想マシンは以前とまったく同じ状態になっています
中断したところから実行を再開できます以前の保存から仮想マシンを復元する場合はいくつかの点に留意する必要がありますまず保存ファイルには仮想マシンのデータが含まれていますそれは保護する必要がありますこれらのファイルはハードウェアで暗号化され可能な限り強力な保証が提供されます他のMacまたはユーザーアカウントは他人の保存ファイルを読み取ったり仮想マシンを復元したりできませんまた現在保存されたファイルはバージョン管理されているため将来的に新しい機能を追加することができますファイル形式が変更され保存ファイルを復元できない場合フレームワークはアプリが処理できるように特定のエラーコードを返しますこの問題が発生した場合はファイルを破棄し仮想マシンを再起動すると元の状態に戻ります次に仮想マシンを構築する新しい方法をいくつか見てみましょうまずはネットワークブロックデバイスですこれによりストレージデバイスをネットワーク経由で仮想マシンに接続できるようになります次にvirtioブロックデバイスの代替となる NVMeコントローラデバイスのサポートですそして最後に仮想Macでの作業をより直感的にできる Macキーボードですグローブキーなどの Apple固有のキーをマッピングし仮想マシンに直接接続しますまずはネットワークブロックデバイスから始めましょう仮想化フレームワークでは通常ストレージはローカルで提供され同じMac上でディスクイメージの読み取りと書き込みを行いますしかしmacOS Sonomaでは仮想化フレームワークはサーバからリモートでストレージを提供できますこれを可能にするプロトコルはネットワークブロックデバイス(NBD)です仕組みを詳しく見てみましょう仮想化フレームワークはNBDプロトコルのクライアント側を実装します仮想マシンがディスクにアクセスするとリクエストは同じ仕様に準拠している NBDサーバに転送されます NBDサーバは必要なI/Oを実行した後データで応答しますこれは2つの理由から非常に柔軟ですまずストレージはどこにでも配置できるようになりました同じMac上またはネットワーク上のリモートサーバ上で次にストレージは独自のサーバによって管理されるため必要なカスタムI/Oを実装できますそれがカスタムイメージフォーマットであっても物理ドライブであってもこれらすべては仮想マシンに対して完全に透過的ですこれを設定する方法を見てみましょう仮想化フレームワークAPIではストレージデバイスの初期化が 2つの部分に分かれています
まずデバイスの種類を選択しますこれは仮想マシンに提供されるインターフェイスを定義しますそして添付ファイルを選択すると Mac上でデータが実際にどのように表現されるかを選択します仮想マシンではさまざまなものを組み合わせることができます仮想化フレームワークは virtioブロックデバイスや USB大容量ストレージデバイスなどの仮想デバイスをサポートしますこれらのデバイスのいずれでもディスクイメージ上のデータを読み取り書き込むディスクイメージの添付ファイルなどの添付ファイルや NBDサーバ上のデータの読み取りと書き込みを行う新しいネットワークブロックデバイスアタッチメントを使用できますこのNBD添付ファイルをコードで設定してみましょうこれをアプリで使用するにはまずNBDサーバを指す URLを指定しますこれは特定のサーバ上の特定のディスクを識別する特別なURLです次にこのURLを使用して新しいNBD ストレージアタッチメントを初期化します最後にこのアタッチメントを使用してストレージデバイスを初期化しますこの例ではvirtioブロックデバイスを使用しますほとんどのユースケースでは最もパフォーマンスの高いオプションですストレージはネットワーク経由で提供されるため接続がいつでも失われる可能性がありますこういった事態が起こった場合には何らかのアクションを起こす必要があり仮想マシンを一時停止するか接続を再確立します
この場合接続の状態が変化したときに通知されるカスタムデリゲートクラスをアタッチして必要なコードを実行できます仮想化フレームワークのストレージオプションへの追加は Non-Volatile Memory Express (NVMe)です NVMeは多くのLinuxカーネルで有効になっている標準化されたテクノロジーでありそのアプリはより具体的ですなぜそれを使用したいのかから始めましょうほとんどのユースケースでは virtioブロックストレージによって提供される準仮想化インターフェイスは最も簡単かつ高速に使用できますこれは確かに仮想Mac の場合に当てはまりますただし一部の Linux仮想マシンには virtioドライバーがありませんこれらは仮想環境で実行するように構築されていないカーネルかもしれませんこれらのカーネルにはNVMe コントローラデバイス用のドライバーが含まれていることがよくあります macOS Sonomaでは NVMeコントローラデバイスは仮想化フレームワークでエミュレートされより多くのオペレーティングシステムを仮想マシンで実行できるようになります NVMeを構成するには仮想マシンを構築するときに新しいデバイスタイプを使用します NVMeはLinux仮想マシン専用でもちろんNBDもサポートしますそして今Macキーボードでは Apple固有のキー押下は仮想Macによってキャプチャされますつまり仮想Macで言語切り替えやエモートなどの機能にグローバルキーを使用できるということですさてRosetta 2 について話しましょう Linux仮想マシンの Rosetta 2は macOSで使用されているのと同じテクノロジーですそしてmacOS Sonomaではパフォーマンスの向上により仮想Linux環境でRosetta 2はさらに高速に実行されますこれがどのように可能になるかを見ていきましょう
Rosetta 2は実行可能ページをオンデマンドで変換し実行可能ファイルを tx86_64アプリ全体を変換するのに待つより速く起動できるようにしますアプリの実行中に Rosetta 2は定期的に実行を停止しコードの新しい領域を変換する必要がありますアプリが実行を開始したばかりのときこのオーバーヘッドが最も顕著になる可能性がありますコードを初めて変換する必要があるためですしかし同じライブラリにリンクしたり同じ実行可能ファイルを実行する別のアプリを起動するとたとえそのコードがすでに返還されていたとしても Rosetta 2ではその作業をすべてやり直す必要がありますこの問題はキャッシュで解決できますライブラリまたは実行可能バイナリが転換されるたびに Rosetta 2は結果をディスク上のキャッシュに保存しますそしてそれを必要とする他のアプリとそれを共有し不必要な再変換のオーバーヘッドを回避します macOS Sonomaでは仮想化フレームワークは新しいランタイムデーモンを使用して Linux仮想マシンにこの最適化をもたらしますこれを設定するには 2つの手順を実行する必要がありますまずRosetta 2ランタイムと新しいキャッシュデーモンの間の通信チャネルを構成するための新しいAPIがあります次に仮想マシンでデーモンを起動する必要があります Rosetta 2ランタイムと新しいデーモンが仮想マシン内で並行して実行されるようになります 2つのプログラムは仮想化フレームワークと通信して接続を確立します動的リンカーリクエストなどはキャッシュを管理するデーモンに転送されますそしてRosetta 2ランタイムは事前に変換されたバイナリをフェッチしますデーモンから直接変換するため再変換のオーバーヘッドがなくなりますコンパイルやパッケージのインストールなど実行負荷の高いタスクに最大の影響が見られます仮想化フレームワークを使用するとアプリに非常に多くの優れたオプションを導入できます始める方法について話しましょう仮想MacとLinux仮想マシンの両方でサイズ変更可能なディスプレイを使用することを検討してくださいたった1行のコードでユーザーエクスペリエンスが大幅に向上します Macキーボードは最新の仮想Macとシームレスに連携できるように特別に設計されていますこのデバイスを使用して仮想Macを構成するとユーザーエクスペリエンスを向上させる簡単な方法ですこれらの機能のいくつかは強力なエクスペリエンスを構築するために使用できる構成要素です仮想マシンを保存する機能は一例です巻き戻しや進行状況の保存がアプリにどのように適合するかを調査し始めてください NBDが提供する柔軟性は驚くべきものです NBDはカスタムIOを必要とするアプリの多くの可能性を解き放ちますこれはmacOS Sonomaで仮想マシンができることのほんの始まりにすぎませんご視聴ありがとうございました Virtualizationチームでは皆さんの今後の開発の取り組みを楽しみにしています ♪ ♪

// virtualMachine is a VZVirtualMachine.
let virtualMachineView = VZVirtualMachineView()
virtualMachineView.virtualMachine = virtualMachine

virtualMachineView.automaticallyReconfiguresDisplay = true

4:20 - Save a virtual machine

// virtualMachine is a running VZVirtualMachine.
try await virtualMachine.pause()

let saveFileURL = URL(filePath: "SaveFile.vzvmsave", directoryHint: .notDirectory)
try await virtualMachine.saveMachineStateTo(url: saveFileURL)

4:58 - Restore a virtual machine

let configuration = VZVirtualMachineConfiguration()
// Customize configuration.

let virtualMachine = VZVirtualMachine(configuration: configuration)

let saveFileURL = URL(filePath: "SaveFile.vzvmsave", directoryHint: .notDirectory)
try await virtualMachine.restoreMachineStateFrom(url: saveFileURL)

try await virtualMachine.resume()

9:28 - Configure a Virtio block device with the NBD attachment

let url = URL(string: "nbd://localhost:10809/myDisk")!
let attachment = try VZNetworkBlockDeviceStorageDeviceAttachment(url: url)

let blockDevice = VZVirtioBlockDeviceConfiguration(attachment: attachment)

10:02 - Respond to events with a delegate with the NBD attachment

let url = URL(string: "nbd://localhost:10809/myDisk")!
let attachment = try VZNetworkBlockDeviceStorageDeviceAttachment(url: url)

// NetworkBlockDeviceAttachmentDelegate implements the delegate protocol.
let delegate = NetworkBlockDeviceAttachmentDelegate()
attachment.delegate = delegate

let blockDevice = VZVirtioBlockDeviceConfiguration(attachment: attachment)

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クエリの送信中にエラーが発生しました。インターネット接続を確認して、もう一度お試しください。

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