Mark 21, 2018 3 min to read

[Cloud]5. 가상화 기술 소개1

[1. Virtualization Overview]

서버의 가상화(Virtualization) 기술이란 무엇인가?

• 데이터의 크기, 사용자 증가에 따른 리소스 증가에 맞는 환경을 구축해주기 위해 가상화 기술이 필요하다
• 하나의 물리적 서버에 논리적인 OS 인스턴스를 만드는 기술
• 모든 하드웨어들이 가상화될 수 있다. (물리적 하드웨어와 관계없이 동일하게 보이는 하드웨어)
• 각각의 가상 머신들은 독립적이어야 하고 유저는 가상화되었다는 사실을 몰라야 한다.

why virtualize

• 하드웨어를 더 효율적으로 활용하기 위해
• 효율적인 리소스 관리
• 긴 기간 리소스와 수요를 매칭
• 빠르고 신속한 서버 리소스를 공급해줘야함
• Testing & Troubleshooting
• 효율적인 중복성(redundancy) 제공
• application 이 다운되지 않고 하드웨어 유지
• 시스템을 이미징을 통해서 단순화 시킴
• 재난 복구

HW Utilization Facts

• 미시간 주의 정보시스템 데이터센터의 28서버 관찰(가상화를 위해 관찰)
• 44GB RAM, 138.15Ghz CPU, 1323GB HD
  • 99% 시간동안 메모리는 45%나 사용되지 않음
  • 동시에 25% 메모리가 사용되지 않음
  • 99%시간동안 CPU는 85%가 사용되지 않음
  • 동시에 81% CPU가 사용되지 않음
  • 하드웨어 공간 68%가 사용되지 않음 -> 데이터센터에 너무나 많은 자원 낭비가 있다.

Virtualization vs Consolidation(통합)

• 가상화 서버 : OS 분리
• Consolidation : 한개로 통합
• 가상화 서버는 각각 관리되어야 한다.
• Consolidation 어플리케이션은 충돌이 날 수 있다.

Strategy for web hosting

• Consolidating service는 cost를 줄일 수 있다.(관리해야 할 여러 머신이 하나로 관리되기 때문에)

Tactics(전략)

• 공유된 환경은 통합(Websphere, PHP…)
• 1~2개의 머신에 윈도우와 리눅스의 기능을 모아 놓는 것이 가능한지 조사해보자
• co-location serviec(유저가 자기 컴퓨터를 관리해달라는 서비스) 도 가상화 옵션으로 조사해보자

Virtualization Defined

• 가상화는 컴퓨팅의 여러 요소들을 포함하는 리소스의 추상화를 의미한다
• 우리의 목적 : 한개의 물리적 머신이 여러개의 가상 머신으로 동시에 동작할 수 있게 지원

왜 가상화인가?

• 너무 많은 서버들이 일은 별로 하지 않음
• 하드웨어가 노후화 되고 사용기간이 다 끝나가는 경우
• 뛰어난 성능의 하드웨어가 요구함(무중단 서버 등)
• 공유된 환경에서의 유연성

[2. Traditional Server]

예전 서버의 개념

• Web 서버, App 서버, DB 서버 등이 각각 존재
• 만약 App 서버가 문제가 생기면 기능을 못함(다른 서버들을 활용하지 못함)
• 특정 서비스(Web, App, DB 등)를 위해 하나의 하드웨어 리소스들이 할당
• 서버들은 기능별로 할당
• 특정 서버 공간이 가득차거나 오버헤드가 발생했을 때 관리자는 새로운 서버를 추가할 수밖에 없었음
• 한 서비스의 하드웨어가 failure가 되면 시스템은 다운됨
• 시스템 관리자는 장애에 대처하기 위해 클러스터를 구성해야 함. 그러나 클러스터를 구성해도 확정성에는 문제가 있음
• 장점 :
  • 개념이 단순함
  • 배포가 쉬움
  • backup이 쉬움
  • 한 서버에서 정해진 서비스가 여러개 실행될 수 있다.
• 단점 :
  • 하드웨어 유지보수가 비싸다
  • 동적 확장성이 낮다
  • 같은 기능의 서버를 복제하기가 쉽지 않다
  • Redundancy(중복) 구현이 어렵다
  • 하드웨어가 낡으면 위험요소가 많다
  • 대부분의 프로세서들의 사용량이 낮다

[3. Virtual Server]

가상서버의 개념

• 하드웨어와 OS사이에 가상화Layer를 둠
• N개의 OS환경에 M개의 하드웨어를 둘 수 있음
• Virtual Machine Monitor(VMM) Layer가 Guest OS와 하드웨어 사이에 존재
• 서버 소프트웨어(OS, application, storage 등)들을 하드웨어로부터 분리시켜서 encapsulation
• 서버에 필요한 모든 것이(OS, app, storage 등) 가상화 솔루션 위의 파일(이미지)로 관리
• 가상화서버는 한개 혹은 여러개의 호스트에서도 수행되어야 함
• 가상화서버는 기능별로 하나의 리소스를 공유하지만 여러개의 서버를 만들수는 있다
• 환경이 제대로 구성이 되면 가상화 서버는 재난 등으로부터 안전해질수 있다
• 호스트가 삭제되거나 신규 추가되는 등 원하는대로 관리할 수 있다
• 가상서버는 쉽게 확장할 수 있다(가상머신에 할당된 리소스들을 수정할 수 있음)
• 서버 템플릿(이미지)를 만들어 놓고 필요한 만큼 활용할 수 있다
• 원하는대로 host대 host로 migrate 시킬 수 있다
• 장점
  • resource pooling(리소스를 모을 수 있다)
  • highly redundant
  • highly available
  • rapidly deploy new servers
  • easy to deploy
  • reconfigurable while services are running
  • optimizes physical resources by doing more with less
• 단점
  • Slightly harder to conceptualize(개념잡기가 어려움)
  • Slightly more costly(하드웨어, OS, app, abstraction layer)

가상화를 위한 연구

• 물리 머신의 숫자를 줄여야함
• 고립된 환경 & 하드웨어는 공유
• 가지고 있는 capacity를 잘 쓸수 있어야 함
• 인프라 요구를 줄이기 위한 Network리소스 가상화 & SAN Interface
• 유지관리를 위한 경제성 확보 필요

가상화 소프트웨어

• MS Virtual PC 2004
• VMWare workstation 5
• MS Virtual Server 2005 Standard/Enterprise
• VMWare GSX Server 3.1
• VMWare ESX Server 2.5

More Software Options

• 많은 가상화 상품들이 이용 가능함
• 리눅스에도 여러 가상화 기술이 결합되어 좋은 성능을 발휘할 수 있게 됨

*출처 :

• 클라우드 컴퓨팅 핵심기술 요소의 이해 사내교육 참고