가상화(Virtualization)

I. 서버 자원 사용 극대화 전략, 가상화의 개요

가. 가상화의 정의

한정된 물리적 자원을 가상의 논리적 자원으로 구성하여 자원 사용의 효율성을 제고, 비용 절감을 추구하는 기술

나. 가상화의 등장배경

등장배경	내용
비효율성	- 하드웨어가 지속적으로 추가되나 낮은 가동률 운영
비용증가	- 서버, 스토리지 등 장비의 증가로 에너지 비용, 유지보수 비용 증가
수익제고	- 투자대비효과(ROI) 증가의 필요성 인지

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II. 가상화의 유형

가. 가상화의 유형

유형	특징	가상화기술
서버 가상화	- 물리적인 서버의 자원들에 가상화 기술을 적용하고, 사용자에게 가상 머신을 프로비저닝 해주는 서비스 및 기술 - On-Demand, 실시간성, 확장성, 다중 수용성	- 에뮬레이션 - 전/반 가상화 - OS 가상화
스토리지 가상화	- 물리적인 스토리지를 논리적인 스토리지로 추상화하는 기술 - 스토리지 공용화(Pooling), Thin Provisioning 등을 통한 스토리지 사용률 극대화	- 호스트 기반 - 스토리지 장비 기반 - 네트워크 기반
네트워크 가상화	- 물리적인 네트워크 자원을 논리적인 단위로 가상화하여 공유하는 기술 - 네트워크 사용의 효율성 증대 및 구성의 유연성 확보	- VLAN, VPN - L2~L7 활용

나. 서버 가상화의 유형

구분	유형	구조	설명
Hypervisor 가상화	반 가상화		- 하드웨어를 완전히 가상화하는 것으로 하이퍼바이저로 하드웨어를 제어하고 다양한 OS 사용 가능(Guest OS 수정 불필요)
	전 가상화		- 하드웨어 가상화 없이 하이퍼바이저가 제공하는 API를 통해 OS를 제어하는 기술(Guest OS 수정 필요)
OS가상화			- 하나의 운영체제 환경 위에서 복수의 운영체제 환경으로 분할/지원하는 기술(OS 수준에서 서버 가상화)

III. 가상화 기술의 발전방향

등장배경	내용
요소 가상화	- 구현하기 가장 쉬운 형태의 가상화 단계 - HW, SW, NW 등의 개별적 자원들이 가상화 되어 서비스 공급
통합화된 가상화	- SLA 수준이 자동적으로 충족될 수 있는 가상화 단계 - 다수의 IT 자원을 최적화하는 단계
완전한 IT 유틸리티	- 가상화가 지향하는 궁극적인 목표 - 모든 IT 자원이 가상화 되어 자동화 기술을 통해 관리되고, 유틸리티 컴퓨팅의 개념으로 IT 자원이 운영되는 단계

- 가상화 기술은 요소 가상화 à 통합화된 가상화 à 완전한 IT 유틸리티 컴퓨팅 단계로 발전

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IV. 가상머신과 컨테이너의 비교

가. 가상머신과 컨테이너의 개념 비교

구분	가상머신	컨테이너
개념	- Hypervisor 위에 각 가상머신마다 Guest OS가 존재하는 하드웨어 수준 가상화	- Container Runtime 위에 컨테이너가 직접 실행되는 운영체제 수중 가상화
개념도

나. 가상머신과 컨테이너의 특징 비교

구분	가상머신	컨테이너
Guest OS	- Guest OS 설치 필요	- Guest OS 설치 필요 없음
운영체제	- VM간 다양한 운영체제 가능	- 컨테이너 간 동일한 운영체제 사용
네트워크	- 네트워크 생성 가능	- 호스트의 Docker 전용 NIC 통신
격리성	- Host OS와 가상머신 간 완벽한 격리성 제공	- Host OS 자원을 App이 직접 사용하여 격리성 약함
보안	- 독립된 OS 사용으로 상대적으로 보안성 강함	- 호스트 OS와의 보안경계가 적어 상대적으로 보안성 약함
유연성	- OS단위 개발 및 배포로 유연성 부족	- 응용 프로그램 단위 개발 및 수정으로 유연한 구성
신속성	- 배포 및 구동 속도 느림 (OS-App 실행 위해 분단위 시간 소요)	- 배포 및 구동 속도 빠름 (App 실행위해 초 단위 시간 소요)
자원효율성	- OS 포함 많은 자원 요구됨 (일반적으로 수 GB 용량)	- App에만 필요한 적은 자원이 요구됨 (일반적으로 수십 MB)