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はじめに

VirtualBox 6.1でIntel CPU上のNested Virtualizationがサポートされました。

早速使ってみました。ゲストOSが動くことは動くのですが、とても遅いです。そこがちょっと残念。

公式にサポートされているのは、VirtualBox 6.1.0上でVirtualBox 6.1.0を動かすことです。

また、第５世代Core iプロセッサー以降のCPUがサポート対象です。

試した結果

こちらで確認できたのは次の２つです。実マシン上をLevel 0として、ゲストをLevel 1とLevel 2で表します。

なお、実マシンはCore i5 9400の自作PCです。

Level 1 ゲストのVirtualBoxで、ネステッドVT-x/AMD-Vを有効化にチェックが入っていないといけません。
Level 2 ゲストではグレーになってチェックできないようになっています。

VirtualBox上でVirtualBoxを動かす

Windows 10上のVirtualBox 6.1.0で、Ubuntu 18.04を動かし、そのUbuntu上でUbuntu 18.04のLiveCDは動きました。
また、２時間ほどかけてインストールもやってみましたが、正常に終了。

Level 0: Windows 10 VirtualBox 6.1.0
Level 1: Ubuntu 18.04 VirtualBox 6.1.0
Level 2: Ubuntu 18.04

どうして遅いのかをチェック。まず、sysbenchでCPUのスピードをチェック。
sysbenchというベンチマークソフトウェアで測定すると、
Level 1 ゲスト: 1398
Level 2 ゲスト: 1243
1243/1398 = 0.89
でした。
大体89%のスピードで動いているわけですが、体感的にはもっと遅く感じます。

次に、dbenchでディスクI/Oをチェック。Windows上で、シーケンシャルRead/シーケンシャルWrite = 500MB/s / 300MB/sくらい出るSSDを使っています。dbenchでスループットを測定すると、
Level 1 ゲスト: 152MB/s
Level 2 ゲスト: 20MB/s
でした。
ということで、ディスクアクセスが極端に遅くなっていることがわかりました。原因としては、NTFSファイルシステム上のext4ファイルシステム上のext4ファイルシステムということで、ファイルシステムを入れ子にしていることが考えられます。VirtualBoxに、SSDのパーティションを直接アクセスさせる方法があります。Rawハードディスクアクセスという方法です。マニュアルを調べてみると、MBR形式のハードディスクのパーティションは指定できるけれど、GPT形式のハードディスクの記述はないみたいですね。SSDを１つまるごと使うほかないのかな。それを使うと改善されるような気がします。

少しでも速くならないかとLevel 1 ゲストのVirtualBoxで、CPUプロセッサ数を２にしたところ、Level 1 ゲストごとフリーズしました。プロセッサ数は１でないと起動しないみたいです。

KVMを試す

また、KVMを試したところ、Ubuntu上のKVMでFedora 10のResucue CDは動きました。
でも、これは公式にはサポートされていません。

Level 0: Windows 10 VirtualBox 6.1.0
Level 1: Ubuntu 18.04 KVM
Level 2: Fedora 10

まとめ

Intel CPU上のNested Virtualizationを確認しました。安定して動いています。
Level 1 ゲストのVirtualBoxでCPUプロセッサ数を２にするとフリーズします。
まだVirtualBox上のVirtualBoxしかサポートされず、サポート範囲が狭いです。
KVMは一応動作します。
ゲストOSを入れ子にすることで、CPUは89%のスピードで動いています。
ディスクアクセスが極端に遅くなっていることがわかりました。対策すればなんとかなるかな。

おまけ

ちょっと技術的なことを付け加えると、Level 0のVirtualBox 6.1.0で、ゲストOSを動かしたときに、ログファイルを確認すると、VT-x featuresのVMX - Virtual-Machine Extensionsのところがhostとguestとも１になっています。guestが１になっていることがNested Virtualizationを許可するということです。

00:00:02.639739 *********************** VT-x features ***********************
00:00:02.639739 Nested hardware virtualization - VMX features
00:00:02.639740   Mnemonic - Description                                  = guest (host)
00:00:02.639740   VMX - Virtual-Machine Extensions                        = 1 (1)

また、その下の方のVmcsShadowingのところでhostが１になっています。第５世代Core iプロセッサー(Broadwell)以降でないとこの機能が使えないそうです。第４世代のHaswellの一部のプロセッサーでも有効との話がありますが、こちらでは未確認です。
UnrestrictedGuestのhostが１なことが最低でも必要だそうです。

00:00:02.639752   UnrestrictedGuest - Unrestricted guest                  = 0 (1)
00:00:02.639754   VmcsShadowing - VMCS shadowing                          = 0 (1)

ログファイルでVMXとVmcsShadowingが確認できたら、Level 1のゲストの中でLevel 2のゲストが使えると思います。

Level 1のLinuxのゲスト上では/proc/cpuinfoを確認することでもできます。

$ cat /proc/cpuinfo

これでflagsの中にvmxの文字があることを確認してください。

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VirtualBoxを5.2.30から6.0.8にアップデートした。

Ubuntu 16.04ゲストでGuestAdditionsをインストールすると、起動途中の壁紙が出たところで画面がちらついたまま安定せず、デスクトップが出てきません。設定のディスプレイで、3Dアクセラレーションを有効化をオフにしたら安定して使えるようになりました。

CentOS 7.6ゲストでは初めから3Dアクセラレーションはチェックされてなくて問題は起きませんでした。

なお、VirtualBox 6.0.4以前にUbuntuをインストールしようとすると、マウスカーソルが表示されなくなる問題が起きているそうです。以下のように設定のディスプレイでグラフィックコントローラーをVBoxVGAにして、システムのポインティングデバイスをUSBタブレットにすると回避できるそうです。

VirtualBox 6.0で作成した仮想マシンにCentOSをインストールしようとするとマウスカーソルが表示されない問題への対処

こちらで、VirtualBox 6.0.8にUbuntu 18.04をインストールしても、マウスカーソルは消えなかったです。でも、VirtualBoxを終了して、VMware Player 15.1.0を使ったときに問題が発生しました。VMware Player 15.1.0の画面をリサイズすると追随してくれなくて、右と下が切れてしまいます。位置もずれて強制的に終了するしかありません。

VirtualBox 6.0.8のUbuntu 18.04の設定で、ディスプレイのグラフィックスコントローラーをVMSVGAになっていたところを、VBoxVGAにしたところ、VMware Playerの変な挙動は直りました。VirtualBoxのグラフィックコントローラーのVMSVGAは、バグを持っている感じがします。

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VirtualBox 6.0 でAMDのCPU上でNested Virtualizationがサポートされました。なんと、Intel CPUではなくAMD CPUです。

何はともあれ、サポートされたことはめでたい。

Nested Virtualiztionというのは、ゲストOSの中でゲストOSを動かせるということです。これで、仮想環境の中でOpenStackなどの仮想化ソフトをテストすることができます。

VMware Playerでは、Intel CPUしかサポートされていないみたいなので、AMDの人には朗報ですね。

でも、フォーラムを見るとThreadripperでは動かないという報告もあるようです。まだ、出来たばかりでバグがあるということでしょう。

Intel CPU上でもサポートされるよう気長に待ちましょう。

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Windows 10 October 2018 Updateにしたら、VirtualBox 5.1.30のネットワークが動かなくなりました。そのため、VirtualBoxを5.2.18にアップデートしました。

無事ネットワークが動いて一安心。

Guest Additionsも再インストールしました。

ここで、CentOS 7は、yum clean all しないと、404 errorでyum updateできなかったです。

CentOSもUbuntuも最近のOSは、再起動すると更新プログラムを自動で見に行っているのですね。手動でyumやaptを動かそうとしてもエラーになって動かないです。便利だか不便だかわからないなと思いました。自動更新は止められるのでしょうけど、今後の課題です。

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VirtualBoxの共有フォルダを自動マウントしようとしたところ、以前とは少し違っていたので紹介します。

まず、VirtualBoxのメニューのデバイス、共有フォルダで設定をします。名前をshareとしました。自動マウントと永続化のチェックは入れておきます。

次に、Ubuntu 16.04 x64で手動でマウントするには以下のようにします。

$ mkdir sharepoint
$ sudo mount -t vboxsf -ouid=hoge,gid=hoge share sharepoint

これを、Ubuntuの起動時に自動でマウントするには/etc/fstabに次のようなエントリーを加えます。
名前がhogeさんの場合です。

/etc/fstab

share	/home/hoge/sharepoint	vboxsf uid=hoge,gid=hoge,comment=systemd.automount	0	0

fstabの各項目の間はtabを使うといいです。

そして、/etc/modulesに次の項目を加えます。

/etc/modules

vboxsf

ここで、手動でマウントできるか確かめてみます。

$ sudo mount share

マウントできれば/etc/fstabの設定は大丈夫です。あとは再起動して自動でマウントできるか確かめます。/etc/modulesの設定を忘れるとUbuntuの起動が途中で止まってしまいます。

以前作ったときは、/etc/fstabにcomment=systemd.automountという設定は必要なかった気がします。systemdではこれがないといけないようです。

VirtualBoxのGuestAdditionsのサービスが起動してからでないとマウントできないからというのが理由だそうです。

Vagrantだと、Vagrantfile内でsynced_folderを設定すると自動でやってくれます。その辺が少し違っていますね。

参考にしたサイト
Virtualbox shared folder mount from fstab fails; works once bootup is complete
VirtualBoxの共有フォルダの自動マウント化

なお、共有フォルダの設定で自動マウントにすると/media/sf_(共有フォルダ名)でマウントされています。でも、所有者がrootグループがvboxsfになっていて使いにくいのですね。それで自分でマウントすることにしました。

そのあたりのことはこちらを参照ください。

VirtualBoxにおいて、ホストOSとゲストOS (CentOS) 間の共有フォルダを作成する方法

追記(2017/06/30)

共有フォルダの自動マウントで設定された/media/sf_(共有フォルダ名)は、vboxsfというグループに自分のユーザー名を加えると簡単に読み書き出ることがわかりました。

sudo gpasswd -a (ユーザー名) vboxsf

こうすれば、わざわざ自分でマウントする必要はなかったですかね。