가상화(Virtualization)는 하나의 물리적 시스템에 여러 개의 가상 시스템을 생성함으로써 하드웨어 자원의 사용 효율성을 높이는 기술입니다. 이러한 가상화 기술을 사용하면 여러 개의 운영 체제(OS)를 단일 컴퓨터에서 동시에 실행할 수 있으며, 각각의 가상 시스템은 동일한 하드웨어 환경에서 서로 격리되어 작동하므로 보안성이 향상됩니다.
이번 포스팅에서는 가상화에 대한 내용과 그의 장단점, 동작 원리, 그리고 대표적인 가상화 기술들에 대해 알아보겠습니다.
가상화의 장단점
장점
- 하나의 물리적 시스템에 여러 개의 가상 시스템을 생성함으로써 하드웨어 자원의 사용 효율성을 높일 수 있습니다.
- 서버 가상화를 통해 서버 용량 사를 수 있다.
- 여러 운영 체제를 단일 컴퓨터에서 실행시킬 수 있기 때문에 개발자는 테스트용 가상 머신에서 이상적인 환경을 만들어 테스트 수행이 가능합니다.
- 가상 서버는 하나가 죽어도 다른 가상 서버는 영향을 받지 않는다.
- 가상화는 하드웨어와 소프트웨어 호환성이 높아져 새로운 기술에 대한 테스트가 쉽다.
- 이전에는 여러 대의 서버가 필요했지만 가상화 기술을 활용하면 한 대의 컴퓨터 안에서 구동되므로 초기 비용을 절약할 수 있습니다.
단점
- 가상화된 운영 체제는 시스템의 성능을 해치기 때문에 하드웨어나 인터넷 대역폭이 충분하지 않으면 멈추거나 느려질 수 있습니다.
- 가상화 기술이 점점 발전하면서 보안 문제가 점점 더 커지고 있습니다.
- 다수의 논리적인 운영 체제가 동작하기 때문에, 시스템을 관리하기가 어렵습니다.
동작 원리
가상화는 하드웨어와 OS 레벨의 가상화가 있습니다. 하드웨어 가상화는 하드웨어를 가상적으로 에뮬레이트하여 여러 개의 OS를 구동하도록 합니다. OS 레벨 가상화는 단일 OS에서 여러 개의 가상 환경을 만들어내는 것입니다.
하드웨어 가상화
하드웨어 가상화는 각 가상 머신에서 하드웨어에 대한 직접적인 접근 방식 대신 가상 드라이버를 통해 하드웨어와 통신합니다. 하드웨어 가상화는 다수의 물리적 서버 대신 가상 서버를 사용하는 서버 합치기나 클라우드 컴퓨팅과 같은 대규모 컴퓨터 시스템에서 자주 사용됩니다.
하드웨어 가상화의 이점은 여러 개의 운영 체제를 실행할 수 있다는 점입니다. 하지만 각 가상 머신의 vCPU(가상 CPU)가 다수의 실제 CPU를 공유하면서 성능에 손실이 있을 수 있습니다.
OS 레벨 가상화
OS 레벨 가상화는 단일 OS 내부에서 컨테이너(가상 환경)을 구축합니다. 각 컨테이너는 자체 파일 시스템, 라이브러리, 장치, 자원, IP 주소 등을 가질 수 있지만 각 컨테이너는 기본 운영 체제 커널을 공유합니다.
OS 레벨 가상화는 하드웨어 가상화보다 성능 손실이 적고 더 나은 성능을 가지고 있으며 관리하기가 쉬워 대규모 서버 환경에서 거의 모든 규모에서 사용됩니다.
대표적인 가상화 기술
가상화 기술은 VirtualBox, VMWare, KVM(Kernel-based Virtual Machine), Xen, Docker 등 많은 기술이 있습니다. 각 가상화 기술은 서로 다른 방식으로 가상화 작업을 수행하며, 이 기술들은 서로 다른 요구 사항을 충족시키기 위해 사용됩니다.
여러분이 어떤 가상화 기술을 선택하느냐는 사용 목적에 따라 달라집니다. 가상화는 운영체제의 동작 원리와 하드웨어의 성능에 대해 깊이 이해해야합니다. 하지만 가상화 기술은 서버 관리 시스템 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 대규모 컴퓨팅 시스템 환경에서 매우 중요한 역할을 할 수 있습니다.
가상화의 장단점을 참고하고, 동작 원리, 그리고 대표적인 가상화 기술들에 대해 배울 수 있었습니다. 어떤 분야에서도 매우 중요한 역할을 하는 가상화 기술, 이것을 성공적으로 활용하면 훌륭한 성과를 이끌어 내길 바라겠습니다.