はじめに

みなさん、こんにちは！Red Hat OpenShift（以下OpenShift）の構築を担当している立古です
さっそくですが、「脱VM」や「クラウドネイティブ」という言葉が広がる中、仮想化のあり方も大きく変わりつつあります。そんな中で注目されているのが、OpenShift Virtualization（以下OCP-Virt）です。これは、OpenShift上で仮想マシンを動かせる機能で、コンテナとVMを同じ環境で一元管理できるのが大きな特徴です。
OCP-Virtを使えば、今までの仮想化環境からスムーズに移行できるだけでなく、目的に応じたVM環境を簡単に作り分けることができます。
本記事では、OCP-VirtでVMを作成し、VM専用ネットワークを構築する手順を紹介します。

OCP-Virtとは

OCP-Virtの主要コンポーネント

OCP-Virtの重要なコンポーネントを説明します。

• KubeVirt
  OCP-Virtの中核を担う仮想化エンジンで、KVMベースのVMをKubernetesのPodとして扱えるようにします。VMのライフサイクル管理、リソース割り当て、ネットワーク設定などをKubernetesの仕組みで制御できます。
• Containerized Data Importer（CDI）
  VMのディスクイメージを外部から取り込むための仕組みです。ISOやQCOW2などのイメージを、KubernetesのPVC（永続ボリューム）として取り込む際に使用されます。MTVでもこのコンポーネントが活用されます。
• Multus CNI
  VMに複数のネットワークインターフェースを割り当てるための仕組みです。Podネットワークとは別に、専用ネットワークやVLANを割り当てることで、環境分離やセキュリティ強化が可能になります。

OCP-Virtのエディション

OCP-VirtはOpenShiftの一部として提供されますが、コンテナを使わずVMのみを運用したいユーザー向けに、Red Hat OpenShift Virtualization Engine Editionという専用エディションも用意されています。
このエディションでは、OpenShiftのコンテナ機能を最小限に抑え、仮想化機能に特化した構成で運用することが可能です。VMベースのインフラを維持しつつ、将来的なコンテナ移行にも備えられる柔軟な選択肢です。

OCP-Virt導入

環境情報

Openshfitバージョン	4.18.15
Operatorバージョン	OpenShift Virtualization 4.18.2 NMState4.18.0-202505150334
OpenShiftクラスター情報 リソース	SNO（シングルノード） 16vCPU / 32GBMem / 500GBストレージ
ネットワーク	NIC4個 NIC0 / NIC1：machiNetwork NIC2 / NIC3：VM専用ネットワーク

構成図

OCP-Virt 構築手順

OCP-Virt Operatorインストール

まずは、OCP-Virtを使えるようにするためのOperatorをインストールします。

1. OpenShiftにログインし、左メニューから「Operators」→「OperatorHub」を開きます。
2. 検索バーに「Virtualization」と入力し、「OpenShift Virtualization」を選択します。

3. チャネルは "stable" 、バージョンは最新のものを選択し、[インストール]をクリックします。

4. 以下のデフォルトの設定で[インストール]します。

• 更新チャネル：stable
• バージョン：4.18.2
• インストールモード：クラスターの特定のnamespace
• インストール済みのnamespace：Operator推奨のnamespace:openshift-cnv
• 更新の承認：自動

インストールが完了すると、「Installed Operators」に表示されます。

HyperConverged作成

1. Webコンソールのメニューから「Operator > インストール済みのOperator > OpenShift Virtualization」を選択して表示される画面上の、OpenShift Virtualization Deployment の[インスタンスの作成]をクリックします。

2. パラメータは全てデフォルトのままで、一番下までスクロールし[作成]をクリックします。

3. 作成後、表示に従いWEBコンソールを更新します。

WEBコンソールのメニューに Virtualization の項目が追加されます。

ストレージ設定

Hostpath Provisioner (HPP) 設定

• Hostpath Provisioner (HPP)
  HPP は、OpenShift ノードのローカルディスク領域を使って、仮想マシンのディスク（PVC）を動的に作成・管理するために使用されます。
  HPP は、ホストの特定ディレクトリ（パス）をストレージプールとして登録し、OCP－VのVMが PVCを要求すると、HPP がそのパス内にディスクファイルを作成します。
  これにより、外部ストレージがなくても VM 用のディスクを簡単に提供できます。

1. Webコンソールのメニューから「Operator > インストール済みのOperator > OpenShift Virtualization」を選択して表示される画面上の、HostPathProvisioners Deployment の[インスタンスの作成]をクリックします。

2. 必須項目の storagePool のパラメータを入力します。

• name：任意のストレージプール名（今回は vm-storage-pool）
• path：PV作成用のローカルディレクトリのパス（今回は /data/vm-volume）

注意：ストレージプールは OS と同じパーティションに置かないこと。
OS と同じパーティションに置くと、OS の領域を圧迫してしまい、ノードが不安定になる可能性があるため。

3. その他のパラメータはデフォルトで[作成]をクリックします。

4. ローカルディスクのstoragePoolを使用するストレージクラスを作成します。

• metadata.name：任意のストレージクラス名（今回は hostparh-csi）
• provisioner：kubevirt.io.hostpath-rovisioner
• volumeBindingMode：WaitForFirstConsumer
• parameters.storagePool：HPPで設定したストレージプール名

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: hostpath-csi
provisioner: kubevirt.io.hostpath-rovisioner
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
parameters:
  storagePool: my-storage-pool

クラスターにyamlを適用します。

$ oc create -f storageclass_csi.yaml [Enter]

デフォルトストレージクラス設定

デフォルトストレージクラスとは複数のストレージクラスが存在する場合にデフォルトで使用されるストレージクラスです。 今回の環境ではストレージクラスは1つですが、設定しておきます。また設定すると、仮想マシンを効率的に作成できるブートソースを自動的に更新します。

$ oc patch storageclass hostpath-csi -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}' [Enter]
$ oc patch storageclass hostpath-csi -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubevirt.io/is-default-virt-class":"true"}}}' [Enter]

ネットワーク設定～VM専用ネットワークを作成～

NMState Operatorインストール

OpenShiftクラスター上で ノードのネットワーク設定を管理するためのオペレーターです。
VMへの外部アクセスを設定するには、Kubernetes NMState Operator をインストールする必要があります。

1. OpenShiftにログインし、左メニューから「Operators」→「OperatorHub」を開きます。
2. 検索バーに「NMState」と入力し、「Kubernetes NMState Operator」を選択します。

3. チャネルは "stable" 、バージョンは最新のものを選択し、[インストール]をクリックします。

4. 以下のデフォルトの設定で[インストール]します。

• 更新チャネル：stable
• バージョン：4.18.0-202505150334
• インストールモード：クラスターの特定のnamespace
• インストール済みのnamespace：Operator推奨のnamespace:openshift-nmstate
• 更新の承認：自動

5. Webコンソールのメニューから「Operator > インストール済みのOperator > Kubernetes NMState Operator」を選択してNMStateのタブをクリックします。
6. [NMStateの作成]をクリックします。

7. パラメータは全てデフォルトのままで、一番下までスクロールし[作成]をクリックします。

8. 作成後、表示に従いWEBコンソールを更新します。

WEBコンソールのメニューのネットワーク の項目に関連リソースが追加され、GUIで設定できるようになります。

bondingの作成

NNCP（NodeNetworkConfigurationPolicy）はノードのネットワーク設定を定義するカスタムリソースです。NMStateOperator が読み取り、ノードに適用します。
物理NICの冗長化と可用性向上のために、bonding を作成します。

1. OpenShiftにログインし、左メニューから「ネットワーク」→「NodeNetworkConfigurationPolicy」を開きます。
2. NodeNetworkConfigurationPolicy の画面で[Create]をクリックします。

[From Form]を選択します。

3. パラメータを入力し、[Create]をクリックします。

• Policy name：任意のポリシー名（今回はcreate-bond1）
• Interface name：任意のインターフェース名（今回はbond1）
• Network state：Up
• Type：Bonding
• IP configuration：チェックしない（IPアドレスは割り当てない）
• Port：VMネットワーク用の物理インターフェースをカンマ区切りで指定
  （RHCOSにログインし事前に確認しておく。今回はens2f0,ens2f1）
• Aggregation mode：active-backup

4. NNCPのステータスを確認します。

$ oc get nncp [Enter]
NAME            STATUS    REASON
create-bond1      Available    SuccessfullyConfigured

RHCOSにログインして、$ nmcli connection show でbond1が作成されていることを確認してみてください。

Linuxブリッジ作成

VMが物理ネットワークに直接接続できるようにするためにLinuxブリッジを作成します。
こちらもNNCPで設定していきます。

1. OpenShiftにログインし、左メニューから「ネットワーク」→「NodeNetworkConfigurationPolicy」を開きます。
2. NodeNetworkConfigurationPolicy の画面で[Create]をクリックします。

[From Form]を選択します。

3. パラメータを入力し、[Create]をクリックします。

• Policy name：任意のポリシー名（今回はcreate-br-ex1）
• Interface name：任意のインターフェース名（今回はbr-ex1）
• Network state：Up
• Type：Linux bridge
• IP configuration：チェックしない（IPアドレスは割り当てない）
• Port：作成したbonding NIC を指定（今回はbond1）

• NNCPのステータスを確認します。

$ oc get nncp [Enter]
NAME            STATUS    REASON
create-bond1      Available    SuccessfullyConfigured
create-br-ex1      Available    SuccessfullyConfigured

RHCOSにログインして、$ nmcli connection show でbr-ex1が作成されていることを確認してみてください。

NetworkAttachmentDefinitions（NAD）作成

VMがLinuxブリッジに接続できるようにするために、NADを作成します。

1. OpenShiftにログインし、左メニューから「ネットワーク」→「NetworkAttachmentDefinitions」を開きます。
2. NetworkAttachmentDefinitions の画面で[Create]をクリックします。

3. パラメータを入力し、[Create]をクリックします。今回はdefaultのプロジェクトに作成します。defaultのプロジェクトに作成すると、すべてのネームスペースのVMでNADを割り当て可能です。

• Name：任意のNAD名（今回はnad-br-ex1）
• Network Type：Linux bridge
• Bridge name：作成したbonding インターフェースを指定（今回はbr-ex1）

• NADが作成されていることを確認します。

# oc get network-attachment-definitions.k8s.cni.cncf.io [Enter]
NAME                           AGEnad-vr-ex1                     1m

OCP-Virt仮想マシン設定

仮想マシン作成

Webコンソールを使用して、RHEL 9.6の仮想マシンを作成します。
事前に、virtctl image-upload コマンドを用いて、RHEL 9.6のQCOW2イメージ（rhel-9.6-x86_64-kvm.qcow2）を、default ネームスペースのPVCにアップロード済みです。
このPVCのクローンを仮想マシンのディスクとして指定し、仮想マシンの作成を進めていきます。

1. 「Virtualization」→「Virtual Machines」
2. OpenShiftにログインし、左メニューから「Virtualization」→「Virtual Machines」を開きます。
3. VirtualMachinesの画面で[Create VirtualMachine]をクリックします。

[From template]を選択します。

4. VirtualMachineのテンプレート画面で、RHEL9を選択します。

今回はdefaultのネームスペースに仮想マシンを作成してしまいましたが、用途ごとにネームスペースをわけて管理するのが好ましい運用です。

5. 仮想マシンを作成するための各種設定を画面上で行います。以下は必須項目です。

• Storage > Disk source：PVC（clone PVC）
• PVC project：QCOW2イメージを格納するアップロード先PVCのネームスペース（今回はdefault）
• PVC name：QCOW2イメージを格納するアップロード先PVC名
• Disk size： rootdisk のサイズ

デフォルトストレージクラスが使用されます。

今回はQCOW2のPVCが30GiBで作成されているのでデフォルト値は切り上がりで31GiBが表示されていました。

• VirtualMachine name：任意の仮想マシン名（今回はtest-rhel9.6）

画面下部には、仮想マシンの作成方法として以下の2つのオプションが表示されます：
Quick create VirtualMachine：基本設定のみで素早く仮想マシンを作成します。
Customize VirtualMachine：リソース、ストレージ、ネットワークなどの詳細設定を行うことができます。
今回は、VM専用ネットワークに接続するためのNICを追加する必要があるため、[Customize VirtualMachine] を選択して、仮想マシンの詳細設定画面へ進みます。

仮想マシンのNIC追加

1. 詳細設定のCustomize and create VirtualMachineの画面で Network interfaces のタブをクリックします。

2. Network interfaces の画面でタブをクリックします。

3. この画面では、仮想マシンへのNICの追加や、既存NICの設定変更が可能です。

[Add network interface] ボタンからVM専用ネットワークに接続するためのNICを追加します。

4. 設定後、[Save] をクリックすることで、NICの追加が完了します。

• Name：インターフェース名（今回はvmnet）
• Model：デバイスモデル（今回は推奨かつデフォルトのvirtio）
• Network：仮想マシンのNICが接続されるNAD

[Create VirtualMachine]でVMを起動します。
仮想マシンがVM専用ネットワークのみを使用する場合はPod networking用のNICは削除しても問題ありません。

6. 仮想マシンの作成直後は、ステータスが 「Provisioning」 となり、バックエンドでディスクの割り当てやネットワーク設定などの初期処理が行われます。この状態では、仮想マシンはまだ起動しておらず、準備中の段階です。

数分待つと、ステータスが 「Running」 に変わり、仮想マシンが正常に起動したことを示します。

RHEL VMのネットワーク設定

1. 仮想マシン起動後、仮想マシンのweb コンソール にログインします。
2. 仮想マシンに複数のNICが接続されている場合、各NICのMACアドレスを確認します。

この情報をもとに、OpenShift上で設定したNIC（今回は vmnet）に対応するデバイス名（例：eth1など）を特定します。

3. 対象のNICに対して、nmcli や nmtui を使用して、静的IPアドレスを割り当てます。これにより、VM専用ネットワーク上での通信が可能になります。

※MACアドレスは、仮想マシン詳細画面でも確認できるため、VM内のMACアドレスと照合することで、正確にNICを識別できます。

（参考）VLANタグ付きネットワークのアクセス

OCP-Virtでは、VM専用ネットワークを構成する際に、VLANタグ付きネットワークへの接続も可能です。

 

代表的な構成方法は以下の2通りです。

項目	方法①：VLANブリッジフィルタリング	方法②：VLANインターフェース＋ブリッジ
構成要素	１つのLinux bridgeに複数のVLANをフィルタリングして接続	VLANごとに専用のインターフェースとブリッジを作成
物理NICとの関係	1つの物理NICに対して１つのブリッジ	物理NICに対してVLANインターフェース（例：eth0.100）を複数作成
NADでのVLAN指定	必要（仮想NICにタグを付与）	不要（物理的にタグ付きインターフェースに接続）
NNCP設定内容	‐bridgeの作成 ‐vlanFiltering:trueの指定 ‐interfaceに物理NICを指定	‐VLANインターフェース（例:eth0.100）の作成 ‐各VLANインターフェースに対するbridgeの作成 ‐interfacesにVLANインターフェースも指定
NAD設定内容	‐vlanセクションでVLAN IDを指定 ‐bridge名を指定	‐bridge名のみ指定（VLAN IDの指定は不要）
NNCPのGUI設定対応可否	不可（YAMLでのみ設定可能） ※GUIではvlanFilteringやinterfacesの詳細設定は不可	不可（YAMLでのみ設定可能） ※GUIではVLANインターフェースの作成やブリッジの紐づけは不可

まとめ

OpenShift Virtualizationを使えば、コンテナと仮想マシンを同じ環境で動かせるだけでなく、VM専用ネットワークやVLANによる分離も柔軟に構成できます。
従来の仮想化環境からのステップアップや、クラウドネイティブな運用を目指す方にもぴったりの仕組みです。
「仮想化ってOpenShiftでもできるんだ！」という気づきのきっかけになれば嬉しいです。
ぜひこの機会に、OpenShift上での仮想化を気軽に試してみてください！

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