[cloud] 가상머신(Virtual Machine)

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가상머신(Virtual Machine)

가상머신이란?

가상머신(Virtual Machine, VM)은 물리적 컴퓨터의 하드웨어를 소프트웨어적으로 구현한 시스템을 의미

VM은 물리적 컴퓨터와 유사한 환경을 제공하며, CPU, 메모리, 스토리지, 네트워크 등을 가상화하여 독립적인 실행 환경을 만든다.

전통적인 배포 방식과 가상화의 차이

1. 전통적 배포 방식

• 특징 : 물리적 컴퓨터에 하나의 운영체제(OS)와 여러 프로그램을 설치하여 사용
• 문제점
  • 프로그램 간의 의존성 충돌: 하나의 프로그램 설치가 다른 프로그램에 영향을 미칠 수 있음
  • 자원 낭비: 하나의 OS만 실행 가능하므로 자원의 효율적 사용이 어려움
  • 확장성 부족: 추가 서버를 배치하려면 물리적 하드웨어와 설치 시간이 필요

2. 가상화 배포 방식

가상화를 활용하면 한 대의 물리적 서버 위에 여러 개의 VM을 실행할 수 있다.

핵심 구성 요소

• 하이퍼바이저(Hypervisor)
  • 가상머신을 생성하고 관리하는 중간 계층 소프트웨어
  • 물리적 하드웨어를 여러 VM이 공유할 수 있도록 지원하며, OS와 하드웨어 간의 추상화 계층을 제공한다.
• VM 내부 구성
  • 가상 하드웨어 (CPU, 메모리, 네트워크 등)
  • 운영체제(OS): VM마다 별도로 설치
  • 애플리케이션: OS 위에서 실행

가상화의 장점

1. 자원 효율성
   • 한 대의 물리적 서버에서 다수의 VM을 실행하여 CPU, 메모리, 스토리지와 같은 하드웨어 자원을 효율적으로 사용
2. 독립성
   • 각 VM은 독립적인 실행 환경을 가짐
   • 한 VM에서 발생한 오류나 충돌이 다른 VM에 영향을 미치지 않음
   • VM 간 프로그램은 서로 접근할 수 없는 샌드박스(Sandbox) 상태
3. 확장성
   • 추가로 VM을 생성하거나 자원을 증설하는 것이 쉽고 빠름
   • 하드웨어 추가 없이 소프트웨어 설정만으로 자원을 조정 가능
4. 유지보수 및 복구 용이성
   • VM의 백업 및 복구가 간편
   • 특정 VM에 문제가 생길 경우, 다른 VM은 계속 정상 동작

가상머신의 단점

1. 오버헤드(Overhead)
   • 하이퍼바이저와 각 VM의 OS가 실행되면서 자원 소모가 증가
2. 운영체제 설치 부담
   • 각 VM에 운영체제를 설치해야 하므로 초기 설정 시간이 소요됨
3. 성능 제한
   • 물리적 하드웨어의 성능에 따라 VM의 수와 성능이 제한됨

가상머신과 클라우드

클라우드 컴퓨팅의 기반 기술이 바로 가상화이다.

가상화를 통해 클라우드는 다음과 같은 서비스를 제공

1. 다수 사용자 지원

   한 대의 물리적 서버에서 여러 사용자가 독립적으로 서비스를 이용할 수 있음

2. 유연한 확장성

   사용자가 필요한 만큼 VM을 생성하거나 삭제하여 자원을 효율적으로 활용

3. 서비스 격리

   사용자의 데이터와 애플리케이션이 독립적으로 실행되므로 보안성을 높임

가상머신 vs 컨테이너

항목	가상머신(VM)	컨테이너(Container)
독립성	독립된 OS 환경 제공	동일한 OS 커널 공유
시작 속도	부팅 시간이 길다	경량화되어 빠르게 시작
자원 효율성	상대적으로 자원 소모가 크다	더 효율적
격리 수준	강한 격리성 제공	약한 격리성 제공
사용 예	전통적인 서버 배포	마이크로서비스, DevOps 환경

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