linux vm と Windows Subsystemの違い

題名のとおりですが、
windowsにlinuxのvmを入れるのと、windows subsystem for linuxを有効にするのではどう違ってきますか？

coco_bauer

2017/05/26 00:44

何の違いについて知りたいのですか？　機能？　ファイルシステム？

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

###仮想環境について

vmというのはHyper-V、VMware Workstation、Oracle VirtualBox、QEMUのような仮想環境の事であってますでしょうか？こちらは非常に単純です。パソコンの中に仮想的なパソコンを作ると言う物です。

本来、LinuxのようなOSを動かすにはパソコンが必要です。最低限、CPUとメモリが必要であり、その他にも、内蔵ディスク、CD/DVDドライブ、ビデオカードとモニタ、キーボード、マウス、NIC等がなければ、OSはインストールしてまともに動作させることはできません。それらをエミュレートしてあたかも物理的に存在するように騙して、OSをインストールし動作できるようにする技術が仮想環境です。仮想環境上の物をゲストといい、その上のOSをゲストOSなどと表現します。仮想環境を提供する物はホストと言われます。ゲストOSとしてLinuxがあったとして、そのLinuxから見れば、物理的なマシンに入っているのと見分けが付きません。エミュレート方法が物理的なハードの動きを忠実に再現できていれば、大きな問題も無く動くようになっています。

この方法の問題は遅い事です。例えばファイルの読み書きについてですが、最終的にホスト上のファイルにデータを読み書きすることで物理的な内蔵ディスクを使用します。仮想環境ではない通常のファイルの書き込みは

アプリ->OSのAPI->OSのファイルシステムドライバ->ディスクコントローラー->ディスク

と言う流れですが、仮想環境では

アプリ->ゲストOSのAPI->ゲストOSのファイルシステムドライバ->仮想的なディスクコントローラー->ホストOSの仮想間環境アプリ->ホストOSのAPI->ホストOSのファイルシステムドライバ->物理的なディスクコントローラー->ディスク

と、段階が多くなります。これではどうやっても通常よりも遅くなってしまいます。

実際は高速化をするために数多くの工夫(例えば、CPUはIntel VTやAMD-Vという技術で、直接CPUに命令を渡せたりできる)が行われていますが、ホストOSで直接実行するよりはどうしても仮想環境によるオーバーヘッドが存在します。このオーバーヘッドをさらい少なくするために、完全なエミュレートをしない準仮想化や、ほとんどの処理をホストOSに委託してしまうコンテナ(Docker等で使われる技術です)等の仮想レベルを下げる(ホストにより密接にする)技術もあります。

###互換レイヤーについて

対して、Windows Subsystem for Linuxは互換レイヤーと言われる技術です。仮想環境のように物理的なマシンをエミュレートするのではなく、ゲストとホストとの差異だけエミュレートして、ほとんどの機能はホスト側で処理するという物です。たとえば、先ほどのファイルの書き込みですが、次のような形です。

アプリ->互換レイヤー->ホストOSのAPI->ホストOSのファイルシステムドライバ->ディスクコントローラー->ディスク

Windows Subsystem for Linuxで使用できるBash on Ubuntu on Windowsで実際にファイルを書き込むとWindowsでのファイルとして書き込まれます。しかし、LinuxとWindowsではファイルのモードへの考え方が異なるため、そういった差分だけ、互換レイヤーで常にエミュレートしているというものです。

互換レイヤーはとても薄いので、仮想環境と比べるととても高速です。また、ホストの仕組み、ディスクやネットワークをそのまま利用できますので、個別の設定等もほとんど必要ありません。その点では仮想環境に比べて有利と言えます。

しかし、欠点がないわけではありません。どうしても互換レイヤーで変換しきれない部分も出てきます。例えば、現在のBash on Ubuntu on WindowsではGUIを直接使うことはできません※。X Windowを入れてもX Serverを立ち上げることができないのです。まだベータ版と言うこともあり、CDドライブやUSBメモリも見に行けないと言う欠点もあります。将来的にはある程度はまかなえるようになると思われますが、仮想環境とは違って、できることの限界は必ず存在します。

※ X ServerをWindows側で用意すれば、X Clientをソフトを使うことは一応できます。

###どちらを使うべきか

利用目的によると思います。

Linux上で動作するソフトウェアの開発でのなるべく本番と同じにしたいというのであれば、仮想環境の方が良いでしょう。Bash on Ubuntu on WindowsではApacheを起動するだけでも色々と問題が起きたりする場合があり、それなりの知識が無いと難しいです。

そうではなく、WindowsでもLinuxの便利なコマンド類を気軽に使いたいというのであれば、Bash on Ubuntu on Windowsは優れています。何と言っても軽量であると言うことが大きいです。

なお、その他のUNIX/Linunxライクな環境の選択肢としてCygwinとMSYS2等があります。これらはよりWindowsを直接使っている仕組みです。興味があれば調べてみてください。

投稿2017/05/27 22:59

編集2017/05/27 23:01