가상화는 해당 실제 또는 물리적 리소스의 동작을 모방하는 시뮬레이션된 컴퓨팅 리소스의 생성을 의미합니다. 소프트웨어에서 개별 하드웨어 장치, 완전한 하드웨어 플랫폼에 이르기까지 다양한 유형의 리소스를 가상화할 수 있습니다. 이 게시물은 CPU, 메모리, 네트워크 카드, 디스크, 그래픽 어댑터 및 운영 체제와 같은 장치로 구성된 가상 머신에 중점을 둡니다. 가상 머신을 생성하고 실행하는 소프트웨어를 하이퍼바이저라고 합니다. 아래에서는 하이퍼바이저라는 이름의 기능에 대해 설명합니다. KVM .
가상화의 이점
과거에는 데이터 센터, 개발 회사 및 가정에서 균질성을 유지하는 것이 일반적이었습니다. 실제로 모든 시스템은 Linux, Windows 또는 FreeBSD에 관계없이 단일 운영 체제의 동일한 릴리스를 실행합니다. 시대가 바뀌었다.
오늘날 우리는 Linux 및 Windows와 같은 다른 OS와 심지어 다른 버전의 OS(예: Windows XP 및 10)가 동일한 컴퓨터 환경에 함께 배치될 것으로 예상합니다. 가상 머신이 없으면 여러 운영 플랫폼에서 애플리케이션을 실행하기 위해 여러 물리적 머신을 배포하고 유지 관리해야 합니다. 가상화는 잠재적으로 서로 다른 OS가 있는 여러 가상 시스템을 단일 물리적 시스템에서 실행할 수 있도록 합니다.
물리적 시스템에 비해 가상 시스템의 장점은 다음과 같습니다.
- 컴퓨터 리소스를 보다 효율적으로 사용합니다.
하드웨어 가격은 계속 하락하는 반면 처리 능력은 계속 상승합니다. 이러한 현실에서 오늘날 많은 강력한 시스템은 유휴 CPU 주기, 사용되지 않은 메모리 등으로 측정할 때 활용도가 낮은 경향이 있습니다. 가상 시스템을 더 적은 수의 물리적 시스템으로 통합하면 물리적 리소스가 줄어들고 따라서 효율성이 향상됩니다.
- 향상된 IT 반응성과 생산성.
새로운 물리적 하드웨어를 프로비저닝하려면 획득 대기 기간이 길어지고 도착 후 설치 및 배포 기간이 길어집니다. 이와 대조적으로 가상 머신 프로비저닝은 자동화할 수 있으며 기존 머신 획득에 며칠 또는 몇 주가 걸리던 것이 아니라 몇 분 만에 사용할 수 있게 되었습니다.
- 비용 절감.
빅 데이터 센터는 낮은 운영 비용으로 인해 비용을 절감할 것입니다. 절약은 냉각 및 전력 요구 사항이 낮아져 에너지 비용이 절감되는 형태로 나타납니다.
KVM 소개
커널 기반 가상 머신 또는 KVM 요컨대, 무료 오픈 소스 하이퍼바이저 솔루션입니다. 그것은 성숙한 산업에서 다음과 같은 오픈 소스 대안과 경쟁합니다. 젠 , 버추얼박스 , 다음과 같은 독점 제품뿐만 아니라 VMware vSphere , 시트릭스 젠서버 , 마이크로소프트 하이퍼-V .
2005년 이전에는 Xen 및 VirtualBox와 같은 하이퍼바이저 솔루션이 모두 소프트웨어 기반이었습니다. x86 아키텍처에는 가상화 지원을 위한 프로비저닝이 없었습니다. 2005년에 명령 세트 확장 Intel VT 및 AMD-V의 도입으로 가상화 환경이 영구적으로 변경되었습니다. KVM은 2006년에 첫 번째 버전을 출시했으며 가상화 성능을 최적화하기 위해 새로운 하드웨어 제공을 활용한 최초의 하이퍼바이저 중 하나였습니다.
Intel VT 또는 AMD-V 확장을 지원하는 하이퍼바이저 용어의 '호스트 머신'인 32비트 또는 64비트 x86 컴퓨터에 KVM을 설치할 수 있습니다. 오늘날 최신 하이퍼바이저는 일반적으로 하이브리드 가상화를 지원합니다. 가능한 경우 하드웨어 지원 및 구형 칩셋의 경우 소프트웨어 전용으로 장애 조치됩니다.
KVM은 호스트 운영 체제 내에서 실행되는 유형 2 하이퍼바이저로 분류됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 KVM은 커널 기반이며 더 정확하게는 Linux 커널입니다. 따라서 KVM이 호스트 OS로 Linux만 지원한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. (KVM은 이후 FreeBSD로 이식되었습니다.) 오픈 소스 다중 플랫폼 유형 2 하이퍼바이저를 원한다면 VirtualBox가 좋은 후보입니다. VirtualBox는 Windows, Linux, Mac OS X 및 Solaris에서 기본적으로 실행할 수 있습니다.
이와 대조적으로 Xen은 베어 메탈 하이퍼바이저라고도 하는 유형 1 하이퍼바이저이며 호스트 시스템에서 펌웨어로 직접 실행됩니다. 유형 2에 비해 유형 1의 장점은 기본 하드웨어에서 직접 실행되는 하이퍼바이저로 인해 얻은 효율성입니다. 단점은 유형 1 하이퍼바이저가 유형 2 하이퍼바이저의 호스트 운영 체제만큼 광범위한 호스트 장치를 지원하지 않을 수 있다는 것입니다.
하이퍼바이저는 호스트 OS가 필요한지 여부가 다를 수 있지만 지원하는 게스트 OS, 즉 가상 머신이 실행할 수 있는 OS에 관해서는 매우 유사합니다. KVM은 다음 게스트 OS의 가상화를 지원합니다.
- Debian, Ubuntu, Centos, Fedora, RedHat Enterprise Linux를 포함한 Linux 배포판
- OpenBSD, FreeBSD, NetBSD와 같은 BSD
- 솔라리스
- 창
KVM은 수정되지 않은 게스트 OS 이미지를 실행할 수 있습니다. 이 기능을 전체 가상화라고 하며 호스트 시스템보다 가상 시스템에서 실행하기가 훨씬 더 어려운 작업을 특별하게 처리하기 위해 게스트 OS가 수정되는 반가상화와 대조됩니다.
KVM 작동 방식
KVM은 커널과 사용자 공간의 두 가지 기술 구성 요소로 구성됩니다. 커널 구성 요소는 2개의 로드 가능한 커널 모듈인 kvm.ko와 kvm-intel.ko 또는 kvm-amd.ko로 구성됩니다. kvm.ko 모듈은 핵심 아키텍처 독립적인 가상화 처리를 제공합니다. kvm-intel.ko 및 kvm-amd.ko 모듈은 Intel 및 AMD 프로세서별 모듈에 해당합니다. 이 모듈은 커널 버전 2.6.20부터 Linux 커널에 병합되었습니다.
KVM과 Linux 커널의 긴밀한 통합에는 장점이 있습니다. KVM은 시스템 작업을 수행하도록 Linux에 위임할 수 있으며 하드웨어에 의해 노출되는 새로운 가상화 명령을 처리하는 데 중점을 둡니다. KVM은 또한 더 큰 Linux 커뮤니티의 업스트림에서 지속적인 시스템 개선을 상속함으로써 이점을 얻습니다.
중요한 것은 커널 모듈이 게스트 OS가 실행되는 가상 머신 하드웨어를 에뮬레이트하지 않는다는 것입니다. 해당 작업은 사용자 공간에 속합니다. KVM 사용 QEMU , 게스트 OS와 상호 작용하는 가상 머신을 구축하기 위해 사용자 공간에서 실행됩니다. 각 가상 머신은 단순히 일반적인 Linux 프로세스입니다. 한 가지 큰 이점은 top 및 kill과 같은 친숙한 Linux 명령을 사용하여 가상 머신을 모니터링하고 관리할 수 있다는 것입니다.
요약 및 결론
KVM은 Linux 호스트 플랫폼에서 전체 가상화를 위한 뛰어난 오픈 소스 솔루션입니다. 10년 이상의 활발한 개발 끝에 KVM은 많은 Linux 배포판에서 사실상의 표준 머신 수준 가상화 도구가 되었습니다.