コンピュータの動作を模倣するソフトウェアにより、1台の物理マシン上で、複数の仮想コンピュータ(OS)を動作させるものです。

最近のパソコンには、ハードウェア仮想化支援機能を搭載しているものも多く、メモリも大容量になっており、基本OS(Windows等)が動作している環境でも、仮想マシンを動作させることが可能となっています。

科学技術計算システムのアプリケーションを利用するには、X Serverソフトが必要ですが、Windowsのパソコンに仮想化ソフトウェアを導入し、仮想環境にLinuxをインストールすることで、サーバ上で動作するX Windowに対応したアプリケーションを利用したり、オープンソースソフトウェアやプログラミング環境(GCCなど)の利用が可能です。

仮想マシンを動作させるための主なソフトウェア

• [VirtualBox] Oracle VM VirtualBox は、Windows, Mac OS X, Linux で動作する(本体はオープンソース)。機能拡張パック(Extention Pack) を法人で利用する場合は有償
• [VMware] VMware 社のソフトウェア製品。VMware Workstation Pro(Windows), VMware Fusion(macOS) 等がある。VMware Workstation Player を法人で利用する場合は有償
• [Parallels Desktop] Parallels Inc. のMac 向け仮想環境ソフトウェア製品。
• [KVM (Kernel-based Virtual Machine)] Linux カーネルに組み込まれた仮想化基盤

[VirtualBox] (Oracle VM VirtualBox)は、既存のオペレーティングシステム(ホストOS)上のアプリケーションとして動作する(ホストOS型)仮想化ソフトウェアパッケージの一つで、現在は、オラクル社が開発を行っています。

ホストOS として、Linux, macOS, Windows, Solaris をサポートしており、ゲストOS として、Linux, Windows などx86/x64 環境で動作するOS をインストールすることができます。 例えば、macOS をホストOS として、Windows を動作させたり、Windows マシン上で、Linux を動作させることができます。

• http://ja.wikipedia.org/wiki/VirtualBox
• https://www.virtualbox.org/

VirtualBoxに限らず仮想化環境では、複数のOS(ホストOS型であればホストOSが動作している状態で更にゲストOS)を動作させますので、CPUやメモリなどの資源に余裕が必要です。

CPU: IntelまたはAMDのx86系プロセッサであること。 必須では無いが、複数のコアを搭載し、ハードウェア仮想化支援機能(Intel VT, AMD-Vなど)を備えた高性能なCPU¹⁾が望ましい。

メモリ: ホストOSが動作するメモリ容量+2GB以上の余裕があること。ホストOSを含めたメモリ割り当てを考慮すると8GB以上のメモリが望ましい。

ディスク容量: VirtualBoxのインストールと、ゲストOS(仮想マシン)をインストールするため、数GB以上の空き容量が必要です。可能であれば、30GB以上が望ましい。

ホストOS: 4GB以上のメモリを使用するためには、64bit環境²⁾が必要です。

VirtualBox ダウンロードサイトから、ホストOS に対応したインストールパッケージをダウンロードします。(法人での追加機能パッケージ(Extention Pack) 利用は有償です。)

• https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
  • Windowsの場合: VirtualBox 6.X.X for Windows hosts

ホストOSによりインストール方法が違います³⁾が、ここでは、Windowsでのインストールを紹介します。

ダウンロードしたインストールパッケージを起動してインストールします。 インストールには、管理者権限が必要です。

インストール中に、ネットワークアダプタやUSBデバイスのインストールについて確認が求められますので、「インストール」を選択してインストールしてください。

仮想マシンにインストールするシステム(Linuxなど)のインストールメディアを用意します。

LinuxのインストールメディアやLive-CD(DVD)のDVDイメージファイル(*.iso形式ファイル)は、各ディストリビューションのダウンロードサイトや雑誌等の付録DVDなどから入手できます。Windowsも動作しますが、ライセンスが必要です。

仮想マシンで動作させますので、少ないメモリでも動作するディストリビューションを選択すると良いでしょう。

ここでは、Live-CD(DVD) のubuntu を紹介します。

• 最新バージョン等の情報は、ubuntu Japanese Team(https://www.ubuntulinux.jp/) やubuntu の公式ページ(https://www.ubuntu.com/) を確認してください。
• ubuntu をベースに、より軽量化したlubuntu(https://lubuntu.me/), xubuntu(https://xubuntu.org/)などは、少ないメモリでも動作します。

ubuntu は、長期サポートのLTS 版と最新機能を取り入れたバージョンがあります。X Window Server として使うだけであれば、lubuntu やxubuntu でも良いでしょう。

Oracle VM VirtualBoxマネージャーを起動し、新規仮想マシンの作成を実行します。

仮想マシン作成ウィザードに従って、仮想マシンの作成を行います。

• 仮想マシンの名前、OSタイプなどを設定
• メモリサイズを設定(2GBに設定)
  • PCに搭載されているメモリ容量と、ゲストOSのメモリ使用量を勘案して設定してください。
• 仮想ハードディスクの割り当て設定(Live-CDなので作成しない)
  • 通常のインストールを行う場合は、仮想ハードディスクを作成してください。

VirtualBoxマネージャーから、そのほかの設定を確認します。

• ネットワークが「NAT」であること。(仮想ネットワーク内でDHCPによりアドレスが割り当てられる)
• ストレージのCD/DVDに仮想CD/DVDディスクファイルとして、ダウンロードしておいたubuntuのiso形式のファイルを指定します。
• Live CD/DVDにチェックマークを入れて指定します。

• Oracle VM VirtualBoxマネージャーから仮想マシンを選択し、起動します。
• 別のウィンドウが開き、パソコンと同様に起動画面が表示されます。
• 仮想マシンのネットワークの設定が「NAT」になっていれば、DHCPでIPアドレスなどが自動で設定されます。

科学技術計算システムのアプリケーションを利用する手順は、「LiveCD(DVD) によるX Windowアプリケーションの利用」を参照してください。

• ターミナルを開き、SSHコマンドでログインします。
  • X11ポートフォワーディングを有効にする。(ssh -Y ユーザ名@接続先ホスト名)
  • 接続先のユーザ名を必ず指定すること。(「ubuntuを試す」では、ユーザ名がubuntuとなっている)
  • 最初の接続では、ホストキーの登録を行う。登録したキーは、ubuntu終了時に全て消失します。

科学技術計算システムにログインした後は、アプリケーションの起動コマンドを入力してアプリケーションを起動します。

通常のシステム停止(シャットダウン)手順で、システムを停止します。

CD/DVDのイメージファイルを設定している場合、ubuntuのCD取り出しは不要です。returnキーを押してシステムを停止します。