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가상화는 재정 및 에너지 자원을 크게 절약할 수 있기 때문에 많은 기업 시스템에서 가상화의 필요성은 매우 중요합니다. 따라서 이 분야의 발전은 모든 유형과 규모의 조직에서 핵심적인 초점이 되고 있습니다. 이 블로그 게시물은 핵심 가상화 기술인 KVM에 초점을 맞춥니다. 이 게시물에서는 다음과 같은 핵심적인 측면을 살펴보겠습니다. KVM 하이퍼바이저의 기본 개념부터 고급 기능까지 살펴보고 가상 컴퓨팅에서 왜 이 기술이 선호되는지 설명합니다.
KVM이란 무엇인가요?
약어 KVM은 커널 기반 가상 머신의 약자입니다. 커널이 하이퍼바이저로 작동할 수 있도록 하는 Linux 커널의 가상화 모듈입니다. 이 기술은 최신 인텔 및 AMD 프로세서의 개발과 함께 필요하게 되었습니다. 차세대 프로세서는 하드웨어 가상화를 지원하며, 이 기능을 최대한 활용하기 위해 KVM 하이퍼바이저가 개발되었습니다.
하드웨어 가상화란 무엇인가요?
하드웨어 가상화가 무엇이며 최종 사용자에게 어떤 이점을 제공하는지 이해하려면 가상화의 초창기를 돌아보는 것이 도움이 됩니다. 초기에 가상 머신은 CPU와 같은 호스트의 하드웨어를 직접 사용할 수 없었습니다. 대신 하드웨어 기능을 시뮬레이션했습니다. 이 방법은 효율성이 떨어지고 호스트 시스템의 성능 저하로 이어졌습니다. 그 이유는 하드웨어 기능을 시뮬레이션하는 것이 운영 중에 호스트에 상당한 부담을 주었기 때문입니다.
이제 최신 CPU 아키텍처는 다음과 같이 발전했습니다. 직접 하드웨어 액세스 가상 머신이 직접 하드웨어에 액세스할 수 있도록 발전하여 가상화 효율성이 향상되었습니다.
KVM 하이퍼바이저
하이퍼바이저는 게스트 운영 체제와 서버의 물리적 하드웨어 사이의 중간 소프트웨어 수준입니다. 하이퍼바이저에는 하드웨어 플랫폼에서 직접 실행되어 특별히 구성된 운영 체제가 필요 없는 하이퍼바이저와 서버의 운영 체제 상에서 작동하여 해당 기능을 갖춘 서버 OS가 필요한 하이퍼바이저의 두 가지 주요 유형이 있습니다. KVM은 Linux OS가 설치된 하드웨어 장비를 첫 번째 유형의 하이퍼바이저로 전환하여 더 높은 효율성과 성능을 제공합니다.
그러나 I/O 스택, 메모리 관리자, 장치 드라이버, 작업 스케줄러, 네트워크 스택, 보안 관리자 등과 같은 일부 운영 체제 구성 요소는 올바른 작동을 위해 여전히 필요합니다. KVM 하이퍼바이저는 운영 체제의 일부이므로 이러한 모든 구성 요소에 직접 액세스할 수 있습니다.
KVM 하이퍼바이저의 이점
KVM은 Linux 운영 체제의 일부이고 Linux는 KVM의 일부이므로 하나의 공통 시스템으로 간주할 수 있습니다. 기업 인프라에서 KVM 하이퍼바이저를 구현할 때 얻을 수 있는 주요 이점을 살펴보겠습니다:
- 효율적인 메모리 관리: 필요에 따라 가상 머신의 메모리 할당을 동적으로 조정하는 볼루닝과 메모리 오버 커밋과 같은 기술을 사용하여 사용 가능한 물리적 메모리보다 더 많은 가상 메모리 할당을 허용하고 다음과 같은 방법을 통해 메모리 사용을 최적화합니다. 메모리 스와핑 및 커널 동일 페이지 병합(KSM).
- 스토리지의 유연성: KVM 하이퍼바이저는 로컬 디스크, NAS(네트워크 연결 스토리지), SAN(스토리지 영역 네트워크) 등 다양한 스토리지 유형을 지원하여 조직이 필요와 예산에 따라 최적의 스토리지 솔루션을 선택할 수 있는 유연성을 제공합니다.
- 보안 강화: KVM은 다음을 사용하여 보안을 강화합니다. sVirt 와 함께 가상 머신에 대한 필수 액세스 제어를 제공하여 가상 머신을 격리하고 무단 액세스를 방지함으로써 전반적인 가상 환경 보안을 강화합니다.
- 가상 머신의 동적 마이그레이션: KVM 하이퍼바이저를 사용하면 서비스 중단 시간 없이 물리적 호스트 간에 가상 머신을 실시간으로 마이그레이션할 수 있으므로 서버 간에 고가용성과 효과적인 부하 분산이 보장됩니다.
- 효과적인 리소스 제어 및 계획: Linux 커널을 활용하는 KVM 하이퍼바이저는 Linux의 고급 스케줄러가 가상 머신 간에 리소스를 최적으로 분배하여 효과적인 리소스 활용을 보장하므로 컴퓨팅 리소스를 효율적으로 관리할 수 있습니다.
- 확장성 및 성능: 데이터 센터와 같은 대규모 가상화 배포에 이상적인 KVM 하이퍼바이저는 확장성이 뛰어나 많은 수의 가상 머신을 효율적으로 관리할 수 있으며, 하드웨어 지원 가상화와 효율적인 리소스 관리 덕분에 부하가 많은 상황에서도 높은 성능을 제공합니다.
KVM 관리
KVM에서 가상 머신을 관리하려면 기본 작업을 위해 추가 소프트웨어가 반드시 필요하지 않습니다. 이러한 조작은 KVM의 자체 제품군에서 제공되는 명령줄 도구를 사용하여 수행할 수 있습니다. 그러나 대규모 기업 네트워크와 같이 복잡하고 규모가 큰 환경에서는 다음과 같은 타사 관리 도구를 추가로 사용하는 것이 일반적입니다. 레드햇 가상화와 같은 타사 관리 도구를 사용하는 것이 일반적입니다. 이 소프트웨어는 기본 물리적 장비와 가상 환경 모두와의 향상된 상호 작용을 지원합니다.
KVM 하이퍼바이저 패치 적용
KVM을 유지 관리하려면 보안과 효율성을 보장하기 위해 중요한 패치 프로세스가 필요합니다. KVM은 Linux 커널의 일부이므로 일반적으로 표준 Linux 운영 체제 업데이트를 통해 업데이트가 제공됩니다. 하지만 KVM 하이퍼바이저에 패치를 적용하려면 일반적으로 가상 머신을 재부팅하거나 실행 중인 다른 하이퍼바이저로 마이그레이션해야 합니다. 이로 인해 최종 사용자에게 영향을 미치는 서비스 중단이 발생할 수 있습니다.
가동 시간이 중요한 환경에서는 다음과 같은 솔루션이 적합합니다. QEMUCare 와 같은 솔루션은 QEMU/KVM 환경에 대한 라이브 패치를 제공하고 중요한 업데이트를 적용할 수 있도록 지원하여 KVM의 이점을 높여줍니다. 재부팅할 필요 없이 또는 가상 머신을 마이그레이션할 수 있습니다.
KVM 가상화의 단점
다른 소프트웨어 솔루션과 마찬가지로 KVM 하이퍼바이저 기술에도 몇 가지 단점이 있습니다. 다행히도 이러한 단점은 많지 않으며 일반적으로 큰 문제를 일으키지 않습니다. 주요 단점은 다음과 같습니다:
- 사용의 복잡성: KVM 환경을 설정하고 관리하려면 특히 Linux 운영 체제의 터미널에 대한 기술적 노하우가 필요합니다. KVM에는 대부분의 사용자에게 적합한 기본 설정이 제공되지만, 특정 작업에 맞게 이러한 설정을 이해하고 사용자 지정하는 것은 필요한 기술력이 없으면 어려울 수 있습니다.
- 상대적인 젊음: KVM은 Xen과 같은 오랜 전통의 기술에 비해 상대적으로 최신 기술입니다. 상대적으로 새롭기 때문에 드라이버 지원 및 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 구성과 KVM의 호환성에 때때로 문제가 발생할 수 있습니다.
이별에 대한 생각
2007년부터 Linux 커널의 일부인 KVM 하이퍼바이저는 가상화 효율성을 향상시키는 강력한 오픈 소스 기술로 발전해 왔습니다. 수년에 걸친 개발로 인해 클라우드 컴퓨팅 제공업체와 데이터 센터 소유자 사이에서 널리 채택되었습니다.
이 개요에서는 KVM 하이퍼바이저가 유용한 이유와 핵심 원칙에 대해 자세히 설명합니다. KVM은 회사 IT 인프라의 유연성과 확장성을 크게 향상시킵니다. KVM을 구현하는 것은 비교적 간단한 과정입니다. 가상화를 더 잘 제어할 수 있고 외부 클라우드 제공업체에 대한 의존도를 줄일 수 있지만, 달성하는 독립성의 정도는 특정 IT 인프라와 클라우드 통합에 따라 달라집니다. KVM을 사용하면 기업은 낮은 수준의 서버 설정에 보다 직접적으로 액세스할 수 있으므로 인프라를 보다 유연하고 맞춤식으로 관리할 수 있습니다.
