[AWS 이론] 가상화란?

먼저 가상화라는 개념은 AWS에서 처음 등장하는 개념이 아니다. AWS 이전에 OS, 즉 운영체제에서도 등장하는 개념이다. 그렇다면 이 가상화라는 개념은 무엇을 의미하는 것일까? 이 부분에 대해 개인적으로 공부하면서 찾아보고 기록하면서 정리를 해보았다.

 

 

가상화

가상화는 하드웨어에서 종속된 리소스(CPU, GPU, RAM 등의 자원)의 추상화를 일컫는 말이다. 즉 물리적으로 한계가 가진 리소스들을 추상화를 통해 멀티태스킹이 가능하고 자원을 용이하게 사용하는 것이다. 우리는 가상화를 통해 하나의 자원에서는 하나의 작업만 실행할 수 있다는 한계를 멀티태스킹이라는 여러 개의 작업을 빠른 속도로 전환하며 동시에 진행할 수 있게 되는 것이다.

 

가상화를 통한 자원관리

여러 대의 물리적 자원에서 실행을 하던 서버를 가상화를 통해 하나의 하드웨어로 마이그레이션을 하면 자원의 효율적 사용 및 남은 잉여 자원의 활용 및 자원의 소모 감소로 이어져 비용상의 절감도 가능하다. 이러한 가상화는 다양하게 사용이 되는데 아래에 간략하게 정리했다.

 

가상화 유형

• 데이터 가상화
  • 분산된 데이터를 단일 소스로 통합 → 필요한 데이터를 형식에 맞춰서 사용자에게 제공 가능
• 데스크톱 가상화
  • 중앙 관리자 or 자동화 관리 툴을 통해 수백 개의 물리 머신에 동시에 배포되도록 지원
  • 모든 가상 데스크 탐에서 구성, 업데이트, 보안 점검을 대규모로 수행
• 서버 가상화
  
  • 특정 태스크를 효과적 처리 → 노트북 및 데스크톱 등의 다른 컴퓨터가 다양한 작업을 처리할 수 있도록 함.
• 운영 체제 가상화
  • 운영체제 중앙 관리자(kernel) 이루어짐
  • 하나의 컴퓨터에서 window / linux의 동시 실행 가능하게 해 줌
• 네트워크 가상화
  • 디렉터리 서비스, 파일 공유, IP 설정 같은 네트워크 주요 기능을 분리하며 기능들을 사용 환경에 배포 / 할당
  • 사용 환경에 해당 분리된 기능을 배포하면서 독점 서버가 아닌 표준 서버에서 자체 네트워크를 사용하게 된다.
  • 각 네트워크에 필요한 전용 하드웨어를 불필요하게 준비할 필요가 사라짐

 

하이퍼 바이저

 

가상 머신(virtuall machine)을 생성하고 구동하는 소프트웨어이다. 이 하이퍼 바이저를 통해 하드웨어와 게스트 os(프로그램)상에서 중계자 역할을 하며 하드웨어의 리소스를 공유하게 해 준다. 하이퍼 바이저를 통해 서로 다른 여러 개의 운영체제를 같이 구동할 수 있으며, 앞에서 말한 가상화된 하드웨어 리소스를 공유하면서 사용한다.

 

 

하이퍼 바이저 유형

 

• 네이티브 - 베어 메탈
  • 호스트의 하드웨어에서 직접 실행 및 게스트 운영체제를 관리한다.
  • 기업 기반의 데이터센터와 서버 기반 환경에서 사용이 된다.
• 호스팅
  
  • 컴퓨터 프로그램처럼 운영체제에서 소프트웨어 계층으로 실행
  • 게스트 운영체제를 추상화하는 방식으로 작동한다
  • 개인 컴퓨터에 여러 개의 운영체제를 구동하려는 개인 사용자에게 이상적이다.

 

 

 

HVM - Hardware Virtual Machine

 

하드웨어에서 직접 가상화를 지원하는 것을 일컫는다. 직접 실행하려는 시스템과 하드웨어가 유기적으로 통신을 하면서 빠른 속도를 낼 수 있다. AWS의 경우 클라우드 환경에서 리소스를 빠르게 구성 및 변화시키는 것이 바로 이 가상화를 통한 것이다.

 

Aws Ec2 인스턴스 시작시 설정

 

앞서 말한 하이퍼 바이저와의 차이점은 하이퍼 바이저라는 중간 관리자가 하드웨어와 게스트 os 사이에서 중간 관리를 해준다면 HVM의 경우 하드웨어가 하이퍼 바이저의 역할까지 하면서 중계자의 자리가 사라졌다는 점이다. 이를 통해 좀 더 빠른 처리속도가 가능했다. Aws에서는 이러한 HVM을 지원한다.

 

비교