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하이퍼바이저 ( Hypervisor ) + VM

pows1011 2024. 4. 19. 10:43
하이퍼 바이저란 
호스트 컴퓨터에서 여러 개의 운영 체제를 동시에 실행하기 위한 논리적인 플랫폼.
가상 머신 모니터 또는 가상 머신 매니저라고도 불리며,
컴퓨터의 하드웨어 자원을 가상화하여 각 운영체제에 할당하고 관리.

쉽게 말해 하이퍼 바이저는 우리가 사용하는 일반적인 컴퓨터 안에 작은 가상 컴퓨터를 만드어주는데 이 가상 컴퓨터는 각각 다른 종류이 운영체제를 가질 수 있으며, 각각이 독립적으로 작동하면서 서로 영향을 주지 않는다.
즉, 하이퍼 바이저는 한 대의 컴퓨터 안에서 여러개의 가상 컴퓨터를 만들어주는 프로그램

 

 

 

하이퍼 바이저의 역할

  • 큰 컴퓨터의 자원을 작은 가상 컴퓨터들에게 나눠주고 관리하는 것
  • 각 가상 컴퓨터는 필요한 만큼의 메모리,CPU 성능, 저장 공간 등의 자원을 할당받아 독립적으로 실행되며
    이렇게 가상화된 자원은 각 가상 컴퓨터에 의해 독립적으로 사용되므로 한 가상컴퓨터의 동작은 다른 가상 컴퓨터에 영향을 주지 않는다.

 

 

하이퍼 바이저의 종류

    • 타입 1 ( 네이티브 OR 베어 메탈 하이퍼바이저 )
      • 호스트 컴퓨터의 운영체제 위에 직접 설치되며, 가상 머신을 실행하기 위한 운영 체제로서의 역할을 수행
      • 최소한의 운영체제 기능만 갖추고 있으며, 하드웨어와 직접 상호 작용합니다.
      • 즉, 타입 1은 하드웨어와 바로 상호작용하여 가상화를 담당.
      • 예시 ) Xen , VMware ESX Server , Microsoft Hyper-V 등..
    • 타입 2 ( 호스트형 하이퍼 바이저 )
      • 일반 운영체제에서 실행되는 애플리케이션으로, 호스트 운영 체제 위에서 작동.
      • 운영체제의 파일 시스템, 네트워크 스택 등의 기능을 공유하며, 가상 머신은 애플리케이션으로써 실행된다.
      • 예시 ) VMware Workstaion, VirtualBox , Parallels Desktop 등..

 

    • 타입 1은 직접 하드웨어에 설치되어 동작하기 때문에 성능에서 이점을가지고, 또한 하이퍼바이저와 게스트 운영체제 사이의 상호작용이 더 직접적이고 효율적인 반면
      타입 2는 호스트 운영체제에서 실행되기 때문에 호스트 운영체제의 제약을 받을 수 있으나, 호스트 운영체제와의 통합이 더욱 쉽고 유연하다.

 

 

하이퍼 바이저의 장점

  • 자원의 효율성과 유연성
    • 하드웨어의 자원을 가상화하여 여러 운영체제에 동적으로 할당 하고 관리할 수 있습니다.
      이는 자원의 효율적인 활용을 가능하게 하며, 서버나 데이터 센터의 자원 사용량을 최적화하여 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 워크로드의 변화에 따라 리소스를 쉽게 조정하거나 이동 할 수 있어 유연한 운영이 가능.
  • 안정성과 보안성
    • 가상 머신간의 상호 영향을 차단하여 한 가상머신에서 발생한 문제가 다른 가상머신에게 영향을 주지 않도록 보호
    • 이는 시스템의 안정성을 유지하고 장애 복구를 용이하게 합니다. 또한, 하이퍼바이저는 가상 머신에 대한 접근 권한을 제어하여 보안 위협으로부터 보호할 수 있다.
  • 하드웨어의 독립성
    • 운영체제와 애플리케이션을 하드웨어로부터 추상화하여 특정 하드웨어 설정에 구속되지 않고,  소프트웨어를
      구성 , 배포, 관리 할 수 있습니다. 이는 다양한 하드웨어 플랫폼에서 소프트웨어를 실행하거나 마이그레이션하는데 유용

 

하이퍼 바이저의 단점

  • 성능 저하
    • 가상 머신 간의 자원 공유와 관리를 위해 오버헤드를 발생, 실제 하드웨어에서 직접 실행하는 것보다 성능이 약간 저하 될 수 있음. 특히 입출력 작업에 민감한 프로그램의 경우 성능 저하가 두드러질 수 있다.
  • 하드웨어 종속성
    • 하드웨어를 추상화하기 때문에 특정 하이퍼바이저가 지원하는 하드웨어 플랫폼에 종속적일 수 있다.
    • 다른 플랫폼으로 이전시 호환성 문제가 발생할 수 있으며 추가적인 작업과 호환성 검사가 필요
  • 단일 장애 지점
    • 하이퍼바이저는 모든 가상머신의 관리와 제어를 담당하는 중앙 집중화 시스템으로써,
      하이퍼바이저 자체에 문제가 생긴다면 모든 가상머신에 영향을 줄 수 있다.
  • 호환성 문제
    • 모든 운영체제와 애플리케이션이 하이퍼바이저에서 원활하게 작동하진 않을 수 있다
      특히,오래된 운영체제나 특정 애플리케이션은 호환되지 않거나, 추가 구성이 필요
  • 복잡성과 관리 부담
    • 가상 머신의 생성,구성,모니터링,보안 패치 등 다양한 작업을 수행해야 하며, 이에 대한 전문 지식과 추가 인력이 필요할 수 있다.
  • 라이센스 비용
    • 상용 하이퍼바이저 소프트웨어의 사용은 라이센스 비용이 발생할 수 있다.
Host OS = 기존에 있던 운영 체제라는 뜻으로, 컴퓨터에 본래 설치되어있던 운영 체제를 뜻한다.
Guset OS = PC에 추가적으로 설치한 운영체제들을 말한다.

 

 

 

 

가상 머신 ( Virtual Machine VM )
물리적 하드웨어 시스템에 구축되어 자체 CPU,메모리,네트워크 인터페이스 및 스토리지를
갖추고 가상 컴퓨터 시스템으로 작동하는 가상 환경
자체 컴퓨팅 자원과 OS를 갖춘 가상 컴퓨팅 환경을 가상 머신이라고 부릅니다.
VM을 게스트서버, VM들이 구동되는 서버를 호스트 서버라고 한다

장점
VM은 격리된 환경을 제공하므로, VM 내에서 어떤 대상이 실행되든 다른 시스템을 방해하지 않는다.
각 VM이 독립적인 OS를 갖기 때문에, 단일 서버에서 다양한 OS를 사용할 수도 있고, 유지 / 관리 및 자원 활용률 측면에서 장점을 가진다.

단점
VM이 많을수록 전통적인 방식 대비 성능의 안정성이 떨어지고 실행 속도가 느려진다.