클라우드 서비스의 기초, VM에 대해 알아보자✨
VM(Virtual Machine)은 무엇일까?
VM은 가상머신으로 하드웨어(물리환경) 위에서 가상환경으로 만들어진 소프트웨어 컴퓨터 환경을 말한다. 즉, 컴퓨터처럼 동작하지만 사실상 물리적으로 하드웨어가 아닌 소프트웨어를 통해 구현된 환경을 의미한다.
이에 사용자의 입장에서 볼 때는 VM 환경은 우리가 보는 일반적인 컴퓨터 환경과 동일하다.
📚 1. VM의 동작 방법
VM의 동작 방법은 가상화 기술을 기반으로 한다. 이는 물리적 하드웨어 위에서 가상의 컴퓨터 환경을 생성하여 실행하는 것이다. 이 과정은 주로 하이퍼바이저(Hypervisor)라는 소프트웨어에 의해 관리된다.
📌 1. 아키텍쳐 구성 방식(Trad vs Virtual)
전통적인 아키텍쳐 구성과 가상환경 아키텍쳐 구성을 비교하면 다음과 같다.
📌 2. 하이퍼바이저의 기능 및 역할
그렇다면 하이퍼바이저(Hypervisor)란 무엇일까?
하이퍼바이저는 VM을 관리하고 물리적 하드웨어 - VM 간의 중개 역할을 한다.
📌 3. 하이퍼바이저 관리 방식(Bare-metal vs Hosted)
하이퍼바이저의 관리 방식에는 총 2가지 타입이 있다.
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Type 1: Bare-metal(베어메탈)
- 하드웨어 위에서 직접 실행된다.
- 성능이 뛰어나며, 서버 가상화에 주로 사용된다.
- ex) VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, Xen -
Type 2: Hosted(호스트)
- 호스트 운영 체제 위에서 실행된다.
- 개인PC나 테스트 환경에 적한다.
- ex) VMware Workstation, Oracle VirtualBox
📚 2. VM의 주요 특징
📌 1. 독립성
- VM은 물리적 하드웨어와 분리되어 동작하므로, 운영 체제나 애플리케이션은 물리적 서버 환경에 구애받지 않는다.
📌 2. 격리성
- VM은 각각 독립된 환경을 제공한다. 이에 하나의 VM에서 발생한 문제가 다른 VM이나 호스트 시스템에 영향을 미치지 않는다. (보안성 및 안정성 강화 가능)
📌 3. 리소스 가상화
- CPU, 메모리, 스토리지, 네트워크 등의 물리적 자원을 가상화하여 여러 VM이 공유한다.
- 하이퍼바이저(Hypervisor)가 이 자원 관리 역할을 담당한다.
📌 4. 다중 OS 지원
- 하나의 물리적 서버에서 여러 OS를 동시에 실행할 수 있다.
- 예를 들어, 한 서버에서 Window, Linux, macOS 등 동시에 운영 가능하다.
📌 5. 확장성
- VM은 파일 형식으로 저장되므로, 쉽게 백업하거나 다른 서버로 이전할 수 있다.
- 클라우드 환경 내에서 필요에 따라 쉽게 리소스의 추가 및 제거가 가능하다. (유연성 및 이식성)
📌 6. 스냅샷 및 복원 기능
- VM의 상태를 특정 시점에서 스냅샷(저장)하고, 필요하면 해당 상태로 복원할 수 있다. (테스트 및 오류 복구에 유용)
📌 7. 비용 효율성
- 하나의 물리적 서버에서 여러 VM을 실행하므로써 하드웨어 사용률을 극대화하고, 하드웨어 구매 비용을 절감할 수 있다. (개발 및 테스트 환경 구축 시 유용)
📚 3. VM의 사용 사례
📌 1. 개발 및 테스트 환경
- 애플리케이션 테스트
- 코드 디버깅 및 실험
- 버전 별 환경 테스트: 다양한 SW 버전
📌 2. 서버 통합 및 리소스 최적화
- 여러 물리적 서버를 가상 머신으로 통합하여 리소스 활용도를 극대화하고 유지 비용 절감
- ex. 한 서버에서 여러 VM을 실행하여 다양한 애플리케이션(Web Server, DB 등)을 분리
📌 3. 클라우드 컴퓨팅 서비스
- VM은 클라우드 서비스의 핵심 기술로 사용자의 필요에 따라 가상 리소스를 생서앟고 확장 가능하다
📌 4. 애플리케이션 격리
- 동일한 서버에서 여러 애플리케이션을 독립적으로 실행하기 위해 사용
- ex. 한 VM에서 웹 서버를 다른 VM에서 데이터베이스 서버를 실해야하여 격리된 환경 유지
📌 5. 레거시 시스템 지원
- 오래된 소프트웨어나 운영체제를 최신 하드웨어에서 실행하기 위해 사용
- 상황에 따라 레거시 애플리케이션이 여전히 필요한 경우 유용
📌 6. 보안 실험 및 테스트
- 취약점 분석: VM을 격리된 환경에서 보안 테스트 및 침투 테스트에 활용
- 악성코드 분석: 악성코드의 동작을 확인하기 위해 안전한 VM 환경에서 분석
📌 7. 교육 및 학습 도구
- 운영 체제나 서버 관리 기술을 학습하기 위한 실습 환경 제공
- 네트워크 시뮬레이션, 서버 설정 등 다양한 학습 시나리오에 활용
📌 8. 백업 및 복구
- VM 상태를 스냅샷으로 저장하고, 필요 시 이전 상태로 쉽게 복원 가능
- 시스템 오류나 데이터 손실 발생 시 빠르게 복구
📌 9. 소프트웨어 배포
- 애플리케이션을 VM으로 패키징하여 사용자에게 배포
- 일관된 실행 환경 제공으로 배포 과정에서의 오류 감소
📌 10. 테넌트 분리
- 하나의 물리적 서버에서 여러 사용자를 독립적으로 분리하여 서비스 제공
- ex. 웹 호스팅 서비스에서 고객 별로 VM을 제공하여 각 고객의 데이터를 분리
마지막으로 요약하자면 VM은 하이퍼바이저를 통해 물리적 하드웨어를 가상화하고, 독립적인 운영 체제와 애플리케이션을 실행할 수 있는 환경을 제공한다. 이 동작 원리는 물리적 자원의 효율적인 활용과 높은 유연성을 가능하게 하며, 서버 가상화와 클라우드 컴퓨팅의 핵심 기술로 활용되고 있다.
