[week2 tmi] 하이퍼바이저

[zzu-yaaa]

하이퍼바이저

개념

• 가상화 계층을 구현해주는 소프트웨어

• 물리 하드웨어와 가상 머신의 영역을 분리하고 자신이 그 사이에서 중간 관리자, 즉 인터페이스 역할을 함

  ex) 하드웨어 리소스를 가상머신에 할당, 각 가상머신의 리소스 사용 스케쥴링, 가상머신과 하드웨어 간의 I/O 명령 처리 등

• 가상 머신 매니저(Virtual Machine Manager 또는 Monitor, VMM)로 불림

유형

유형 1 하이퍼바이저 (Bare-Metal Hypervisor)

• native / bare-metal 하이퍼바이저
• HW 위에서 직접 설치되어 게스트 OS를 관리

• 장점
  • 하드웨어 위에 2번째 수준으로 실행되어 오버헤드가 적음
  • Ram 용량 초과 및 동적 할당 가능 → 하드웨어 전체 물리적 메모리 용량보다 큰 값으로 설정 가능
• 단점
  • 각 VM에 대한 자체적인 관리 기능이 없어, VM 관리를 위한 컴퓨터나 콘솔이 별개로 필요
• 예시
  • VMware의 ESXi, Citrix의 Xen, Microsoft의 Hyper-V
  • 기업용 데이터 센터에서 일반적으로 사용

++ 전가상화 / 반가상화

• 전가상화

  

  • 하드웨어 전체를 가상화
  • OS의 제약없이 사용 가능
  • Guest는 자신이 가상화 위에 동작하고 있다는 것을 인식할 수 없음
  • Guest OS에서 물리자원을 직접 접근불가

• 반가상화

  

  • 게스트OS가 자신이 가상머신 위에 동작하고 있다는걸 인식
  • OS의 제약이 있다
  • Guest OS에서 물리자원을 직접 접근가능
  • 하이퍼콜을 통해 각각의 명령어 지정

유형 2 하이퍼바이저 (Hosted Hypervisor)

• Host OS를 가지는 하이퍼바이저
• 하드웨어에 호스트 OS가 이미 설치되어 있고, 이 OS 위에서 하이퍼바이저가 소프트웨어로서 동작

• 장점
  • 기존 시스템 위에서 쉽게 사용 가능 (콘솔 필요 x)
• 단점
  • 게스트 OS가 하드웨어 위에 3번째 수준으로 실행 → 오버헤드 발생
  • 호스트 OS에 문제가 생기면 전체에 영향
• 예시

  • VMware Workstation, Oracle Virtual Box

    (개인 컴퓨터에서 VM을 사용하는 경우)

하이퍼바이저와 컨테이너

• 클라우드 기반 기술에서 모두 중요한 역할을 수행하며, 각자 사용 사례와 요구사항에 따라 알맞은 방법 선택

• 하이퍼바이저 가상화:

  장점:

  1. 물리적 서버에서 여러 운영 체제를 실행 가능
  2. 각 가상 머신은 완전히 격리되어 있어 보안 good
  3. 다양한 운영 체제 및 응용 프로그램을 호스팅하기에 적합
  4. 가상 머신은 자원을 독립적으로 할당하므로 예측 가능한 성능을 제공

  단점:

  1. 높은 오버헤드
  2. 지연 (부팅 시간 등)
  3. 가상화 관리 및 배포가 상대적으로 복잡할 수 있습니다.

• 컨테이너 가상화:

  장점:

  1. 컨테이너는 호스트 운영 체제의 커널을 공유하므로 가볍고 빠름
  2. 높은 이식성 = 동일한 컨테이너 이미지를 여러 환경에서 실행
  3. 스케일링 용이

  단점:

  1. 컨테이너는 호스트 OS 커널을 공유하므로 가상 머신보다 격리 수준 bad
  2. 보안 관리 중요

  

결론

- 최근 컨테이너 기술이 하이퍼바이저를 대체할 수 있는 가능성으로 인기
- but 보안문제도 있고 두 가지를 혼용하여 사용하는 것도 방법!