[Arch Linux] Virt-Managerの使い方 Windows 11インストール編

前回は Virt-Manager の導入方法を掲載しましたが、いよいよ Windows 11 を仮想マシンにインストールします。

本記事は下記の環境で動作確認しています。

ホストOS：Arch Linux
ゲストOS：Windows 11 Pro 23H2 64bit

Virt Manager：4.1.0
Libvirt：10.2.0

事前準備
インストール

事前準備

Windows 11 を Virt-Manager で動かすためのパッケージやプログラムを用意します。

ホストOS （Arch Linux）が必要なパッケージ

ディスプレイドライバ
Arch Linux の場合は qemu-desktop パッケージ群をインストールすれば間違いないです。
VirtIO ディスプレイドライバさえ動けばよければ以下のパッケージだけでも動きます。
- qemu-desktop
TPM エミュレーター
Windows 11をインストールするには TPM 2.0 以上に対応している必要があります。システムが対応していればパススルーできますが対応していなければエミュレートする必要があります。
- swtpm
SecureBoot ファームウェア
オープンソースソフトウェアがセキュアブートできるようにするソフトウェアが必要です。
- edk2-ovmf
Windows 11 ISO ファイル
- Virt Manager に読みませるための Windows OS 11 インストールメディアを事前に用意しておきます。

ゲストOS （Windows 11）が必要なプログラム

ゲストOS にインストールするプログラムは仮想マシンに Windows をインストールしてから用意します。

Virt-Manager はグラフィックス、音声や外部ストレージへのアクセスなど、それぞれどのサーバやドライバを使うのか細かく設定することができます。選択肢が多いのはメリットではありますが画面転送サーバは SPICE の方が良いとかグラフィックスドライバは VirtIO の方が良いとか音声は Qemu Pipewire 経由が良いとか色々あって若干ややこしいです。

VirtIO ドライバ安定版最新版
- KVM/Linux用の準仮想ドライバです。
QEMU ゲストツール [任意]
- ホストOSから virsh コマンドを使って Windows のスナップショットやサスペンド、シャットダウンRTC同期などを行えるようにするエージェントです。VirtIO ドライバを同梱した virtio-win-guest-tools というインストーラがもあります。
SPICE ゲストツール [任意]
- クリップボードやファイルの共有を行いたい場合に必要です。
- ⚠ 最終アップデートが2018年。Windows 11 23H2 で動作確認。

プログラムの解説

VirtIO ドライバー

VirtIO ドライバは IBM 傘下の Red Hat が開発している KVM / Linux 用の準仮想ドライバです。 KVM 仮想マシンにインストールされた OS にこのドライバーをインストールすることによって様々な機能やネイティブに近いパフォーマンスを発揮することもできます。

このドライバは従来のエミュレータ型のドライバとは違いハードウェアに直接アクセスするため比較的高速です。詳しい説明は以下のリンク先をご参照ください。

IBM Developer「Virtio: An I/O cirtualization framework for Linux」

下記のチャートはインストールされるドライバー一覧です。

ただ VirtIO ドライバーのバージョンやサイトの説明などによってドライバー名が違ったりするのでかなりとっ散らかっています。

パッケージ名	ドライバ名	解説
Ballon	`virtio-balloon`	仮想マシンが実際にアクセスするメモリー量を制御するために使用されます。これにより、メモリーのオーバーコミットメントが改善されます。
Network	`virtio-net`	この準仮想化ネットワークドライバーは、rtl などのエミュレートされたデバイスでパフォーマンスを強化します。
Pvpanic	`pvpanic`	QEMU pvpanic デバイスドライバー。pvpanic はゲストOSがパニック/クラッシュしたときにクラッシュダンプが収集される前にハイパーバイザーにシグナルを送ってくれる準仮想デバイスです。
Fwcfg	`qemufwcfg`	FWCfg デバイスドライバー。このHWインターフェイスはファームウェアがどのように設定されるのかや、様々なデータ（blob）をゲストOSが取得することを可能にします。ブート順、ACPI SMBIOS テーブル、仮想マシン UUIDなどなど。
Qemupciserial	`qemupciserial`	QEMU PCI シリアルデバイスドライバー。
Vioinput	`vioinput` or `virtio-input`	VirtIO 入力ドライバー。マウス、キーボードやタブレットなど準仮想ヒューマンインタフェースを追加することを可能にします。
Viorng	`viorng` or `virtio-rng`	VirtIO RNG（乱数ジェネレーター）デバイスドライバー。仮想 RNG (random number generator) デバイスであり、RNG データをゲスト仮想マシンのオペレーティングシステムにフィードします。これにより、要求に応じてゲスト仮想マシンに新しいエントロピーを提供します。
Vioscsi	`vioscsi` or `virtio-scsi`	VirtIO SCSI パススルーコントローラー。SCSI コマンドに対応、Discard などの機能も有しています。Proxmox では viostor よりもこちらが推奨されています。
Vioserial	`vioserial` or `virtio-serial`	VirtIO シリアル・デバイス・ドライバー。複数のシリアルポートをサポートします。改善されたパフォーマンスは、ネットワークの複雑化を回避する仮想マシンとホスト間の高速通信に使用されます。この高速通信は、ゲストエージェント、および仮想マシンとホスト間のクリップボードのコピーアンドペーストやログ記録などの他の機能に必要です。
Viostor	`viostor` or `virtio-block`	VirtIO ブロックドライバー。VirtIO ディスクのためのシンプルで高速なドライバーですが機能が限定されています。
Viofs	`virtio-fs`	VirtIO ファイル・システムドライバー。ゲストOS とホストOS がディレクトリツリーを共有するためのファイル・システムです。
Viogpudo	`virtio-gpu-dod`	VirtIO GPU DOD ドライバー。QXL の後継にあたるドライバーでいくつか新しい機能が追加されています。しかしパフォーマンスの面ではあまり大きな違いはありません。

参考：Red Hat Customer Portal 「 3.3. ゲストエージェントおよびドライバーのインストール」

事前にISO ファイルを用意する方法もありますが、今回はゲストシステムにインストールプログラムをダウンロードしてドライバをインストールします。理由は ISO はダウンロードサイズが大きいこととインストールプログラムを使ったほうが簡単だからです。

SPICE デスクトップ転送プロトコル

SPICE (Simple Protocol for Independent Computing Environments) は仮想環境のための画面転送プロトコルです。デスクトップ転送プロトコルとも呼ばれています。

古い記事ですが ITmedia さんが非常に詳しい解説を載せています。SPICE の方が VNC（Virtual Network Computing）よりも新しく、様々な新機能が盛り込まれています。

@IT – 次世代デスクトップ転送技術、SPICE入門

	SPICE	VNC
BIOS画面の表示	可能	可能
フルカラー表示	可能	可能
解像度の変更	可能	可能
マルチモニタ	マルチモニタ対応（4画面まで可能）	1画面のみ
画像転送	図形／画像転送	画像転送
動画再生支援	動画のアクセラレーションが可能	なし
音声転送	双方向の音声転送が可能	なし
マウスカーソル	サーバ側／クライアント側制御	サーバ側制御
USB転送	ネットワーク経由でUSB転送可能	なし
暗号化	SSLによる通信の暗号化が可能	なし