가상화 기술

가상화란?

가상화란 단일 시스템에서 특정 환경을 위한 전용 리소스를 임시로 할당하는 기술 말한다.

가상화하는 대상에 따라 가상머신, 가상OS 등으로 불릴 수 있다.

가상머신은 하드웨어를 소프트웨어적으로 구현한 것을 말한다.

virtual box 같은 것들을 통해 만드는 것이 바로 가상머신이다.

우리는 virtual box 를 통해 원하는 CPU, 메모리, 디스크를 할당해서 간단하게 하드웨어를 구현할 수 있다.

이렇게 구현한 가상머신 위에 OS를 설치하면 가상OS가 되는 것이다.

그런데 하드웨어에는 기본적으로 OS가 따라오기 때문에 가상머신 == 가상OS 라고 생각해도 무방하다.

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하이퍼바이저(hypervisor)

가상화를 구현하기 위한 기반기술이다.

가상화를 통해 여러 OS가 존재할 경우 각 OS에서는 하드웨어 자원을 사용하기 위해

여러가지 명령을 날리게 된다.

문제는 이러한 명령의 표현이 리눅스, 윈도우 같은 OS마다 모두 다르다는 것이다.

이를 중재해주는 것이 바로 하이퍼바이저이다.

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하이퍼바이저의 적용은 아래와 같이 Type1, Type2 두 가지로 나뉜다.

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하이퍼바이저 Type1

Type1 방식은 위에서 보다시피 하드웨어 위에 바로 하이퍼바이저가 설치되는 구조이다.

하이퍼바이저에서 바로 하드웨어를 제어할 수 있기 때문에 당연히 오버헤드가 적다.

하지만 하이퍼바이저 자체에는 별도의 관리기능이 없기 때문에

구동시 그 기능을 담당할 DOM0라는 관리머신이 함께 구동된다.

또한 DOM0에서 얼마나 많은 일을 처리하느냐에 따라 또 다시 아래와 같이 두 가지로 나뉜다.

전가상화 방식의 경우 OS마다 다른 명령의 표현을 DOM0 에서 해석하고 하이퍼바이저로 넘겨준다.

그리고 하이퍼바이저가 하드웨어에게 최종 명령을 전달한다.

모든 명령이 DOM0를 통하기 때문에 반가상화 방식에 비해 비교적 느리다.

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반가상화 방식의 경우 OS 자체에서 명령을 번역해서 보낸다.

이를 통해 DOM0을 통할 필요없이 하이퍼바이저로 직접 명령을 넘겨준다.

이를 Hyper-Call 이라고 한다.

다만 OS에서는 Hyper-Call에 대한 지식이 없기 때문에 가상OS의 커널을 직접 수정해줘야 한다.

DOM0를 거치지 않기 때문에 당연히 전가상화 방식에 비해 성능이 좋다.

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하이퍼바이저 Type2

Type2 방식은 그냥 virtual box 를 사용하는 걸 생각하면 된다.

OS가 설치된 하드웨어에 하이퍼바이저를 설치하고 그 위에 가상OS를 띄운다.

virtual box 가 곧 하이퍼바이저가 된다.

이때 하드웨어에 설치된 OS를 호스트OS라 하고

virtual box 에서 구동하는 OS를 게스트OS라 한다.

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호스트 OS에서 하드웨어를 컨트롤하고 관리하기 때문에 DOM0 같은 관리툴이 따로 필요없다.

하지만 구조가 Type1에 비해 복잡하기 때문에 당연히 오버헤드가 크다.