가상화, 분류 및 적용 분야. 가상화 시스템 비교 업무 용도

가상화컴퓨팅에서 원래 구성에 비해 몇 가지 이점을 제공하는 컴퓨팅 리소스 집합 또는 논리적 조합을 나타내는 프로세스입니다. 이는 구현, 지리적 위치 또는 구성 요소 부품의 물리적 구성에 의해 제한되지 않는 새로운 가상 리소스 보기입니다. 일반적으로 가상화된 리소스에는 컴퓨팅 성능과 데이터 스토리지가 포함됩니다.

“지난 몇 년 동안 서버 가상화 시장은 크게 성장했습니다. 많은 조직에서 서버의 75% 이상이 가상 서버입니다. 이는 포화도가 높다는 것을 의미합니다.”라고 Gartner의 연구 책임자인 Michael Warrilow는 말했습니다.

분석가들은 가상화에 대한 태도가 다양한 규모의 조직들 사이에서 그 어느 때보다 다양하다고 말합니다. 2014~2015년 IT 예산이 더 많은 기업에서 가상화가 인기를 얻었습니다. 같은 수준을 유지했습니다. 이러한 기업들은 계속해서 가상화를 적극적으로 활용하고 있으며 이 부문은 포화 상태에 가까워지고 있습니다. IT 예산이 적은 조직에서는 가상화의 인기가 향후 2년 동안(2017년 말까지) 감소할 것으로 예상됩니다. 이러한 추세는 이미 관찰되었습니다.

« 물리화»

Gartner에 따르면 기업들은 가상화 소프트웨어 없이 서버를 출시하는 소위 "물리화"에 점점 더 의존하고 있습니다. 2017년 말까지 이들 회사 중 20% 이상에서 x86 서버 운영 체제의 1/3 미만이 가상 운영 체제가 될 것으로 예상됩니다. 비교를 위해 2015년에는 그러한 조직의 수가 절반으로 줄었습니다.

분석가들은 기업들이 가상화를 포기하는 이유가 다양하다고 지적합니다. 오늘날 고객에게는 소프트웨어 정의 인프라 또는 하이퍼 컨버지드 통합 시스템을 활용할 수 있는 새로운 옵션이 있습니다. 이러한 옵션의 출현으로 인해 가상화 기술 제공업체는 즉시 사용할 수 있는 솔루션의 기능을 확장하고 제품과의 상호 작용을 단순화하며 고객의 투자 회수 기간을 단축하는 등 보다 적극적으로 행동해야 합니다.

하이퍼컨버지드 통합 시스템

2016년 5월 초 Gartner는 하이퍼컨버지드 통합 시스템에 관한 전망을 발표했습니다. 분석가에 따르면 2016년에 이 부문은 2015년에 비해 79% 성장하여 거의 20억 달러에 달할 것이며 5년 이내에 주류 단계에 도달할 것입니다.

앞으로 몇 년 안에 하이퍼컨버지드 통합 시스템 부문은 다른 통합 시스템 중에서 가장 높은 성장률을 경험할 것입니다. Gartner는 2019년 말까지 이 분야가 약 50억 달러 규모로 성장하여 통합 시스템 시장의 24%를 차지할 것으로 예상하며, 이 분야의 성장이 다른 시장 부문을 잠식할 것이라고 지적했습니다.

분석가들은 HCIS(하이퍼컨버지드 통합 시스템)를 소프트웨어 정의 컴퓨팅 노드와 소프트웨어 정의 스토리지 시스템, 표준 관련 장비 및 공통 제어판을 결합하는 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼이라고 부릅니다.

가상화 유형

가상화는 컴퓨팅의 여러 측면에 대한 리소스 추상화를 포괄하는 일반적인 용어입니다. 가상화의 가장 일반적인 예는 다음과 같습니다.

반가상화

반가상화는 게스트 운영 체제가 가상화된 환경에서 실행되도록 준비하고 해당 커널을 약간 수정하는 가상화 기술입니다. 운영 체제는 메모리 페이지 테이블과 같은 리소스를 직접 사용하는 대신 게스트 API를 제공하는 하이퍼바이저 프로그램과 통신합니다. 가상화와 관련된 코드는 운영 체제에 직접 현지화됩니다. 반가상화를 위해서는 하이퍼바이저에 맞게 게스트 운영 체제를 수정해야 하며, 이는 게스트 OS가 오픈 소스이고 라이선스에 따라 수정될 수 있는 경우에만 이러한 수정이 가능하기 때문에 이 방법의 단점입니다. 동시에 반가상화는 실제 비가상화 시스템과 거의 같은 성능을 제공할 뿐만 아니라 전체 가상화처럼 다양한 운영 체제를 동시에 지원하는 기능도 제공합니다.

인프라 가상화

이 경우 하드웨어와 독립적인 IT 인프라 구축을 이 용어로 이해하겠습니다. 예를 들어, 필요한 서비스가 게스트 가상 머신에 있는 경우 원칙적으로 해당 서비스가 어떤 물리적 서버에 있는지는 특별히 중요하지 않습니다.

서버, 데스크탑, 애플리케이션 가상화 - 이러한 독립적인 인프라를 생성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 경우 여러 가상 또는 "게스트" 시스템이 "하이퍼바이저"라는 특수 소프트웨어를 사용하여 하나의 물리적 서버 또는 호스트 서버에서 호스팅됩니다.

최신 가상화 시스템, 특히 VMware 및 Citrix XenServer는 대부분 베어 메탈 원칙에 따라 작동합니다. 즉, 베어 메탈에 직접 설치됩니다.

예

가상 시스템은 베어 메탈 하이퍼바이저가 아닌 Intel SR1500PAL 서버 플랫폼, Intel Xeon 3.2/1/800 프로세서 2개, 4Gb RAM, 2xHDD 36Gb RAID1 기반 Linux 운영 체제 CentOS 5.2 및 VMware 서버의 조합으로 구축되었습니다. RAID10 공유 볼륨 292Gb의 4xHDD 146Gb. 호스트 머신은 4개의 가상 머신을 호스팅합니다.

  • FreeBSD(Unix) 운영 체제를 기반으로 하는 Postfix 메일 서버입니다. POP3 프로토콜은 최종 사용자에게 메일을 전달하는 데 사용되었습니다.
  • 동일한 FreeBSD 시스템을 기반으로 하는 Squid 프록시 서버입니다.
  • Windows 2003 Server Standard Edition 기반의 전용 도메인 컨트롤러, DNS, DHCP.
  • Windows XP 기반의 사무실용 워크스테이션을 제어합니다.

서버 가상화

  • 가상 머신은 "게스트" 운영 체제에 하드웨어 환경으로 나타나는 환경입니다. 그러나 실제로는 호스트 시스템 소프트웨어에 의해 시뮬레이션되는 소프트웨어 환경입니다. 이 시뮬레이션은 게스트 드라이버가 안정적으로 작동할 수 있을 만큼 강력해야 합니다. 반가상화를 사용할 때 가상 머신은 하드웨어를 시뮬레이션하지 않고 대신 특수 기능을 사용합니다.

Kosmonova 회사의 전문가들은 자체 클라우드 작업과 설계 작업 수행 시 매일 다양한 가상화 시스템을 사용하여 작업합니다. 이 기간 동안 우리는 상당한 수의 가상화 시스템을 사용하여 각 시스템의 강점과 약점을 스스로 파악했습니다. 이 기사에서는 가장 일반적인 가상화 시스템과 그 간략한 특성에 대한 엔지니어의 의견을 수집했습니다. 프라이빗 클라우드 구축을 고려 중이고 이 문제를 해결하기 위해 다양한 가상화 시스템을 고려하고 있다면 이 기사가 도움이 될 것입니다.

먼저 가상화 시스템이 무엇이며 왜 필요한지 알아 보겠습니다. 물리적 머신(서버, PC 등)의 가상화를 통해 하나의 물리적 장치의 성능을 여러 가상 머신으로 나눌 수 있습니다. 따라서 이러한 가상 머신은 자체 운영 체제와 소프트웨어를 가질 수 있으며 이웃하는 가상 머신에 전혀 종속되지 않습니다. 오늘날 많은 가상화 시스템이 있으며 각각 고유한 특성을 가지고 있으므로 각각을 개별적으로 살펴보겠습니다.

VM웨어 vSphere - 수년 연속 가상화 시장 점유율의 확실한 선두주자인 VMware의 주력 제품입니다. 다양한 기능을 갖추고 있으며 클라우드 솔루션을 제공하는 데이터 센터와 다양한 규모의 프라이빗 클라우드를 구축하는 회사를 위해 특별히 제작되었습니다. 잘 고안된 인터페이스와 많은 양의 기술 문서가 있습니다. 가상화 경험이 거의 없다면 이 시스템이 좋은 선택이 될 것입니다. 코어 수에 관계없이 클라우드의 물리적 프로세서 수에 따라 라이선스가 부여됩니다. 광범위한 기능과 많은 모듈로 인해 이 시스템은 작동에 필요한 리소스 측면에서 상당히 까다롭습니다.

WM웨어 에시- VMware vSphere의 무료 아날로그입니다. 이 하이퍼바이저는 무료이기 때문에 좀 더 적당한 기능을 가지고 있지만 가장 일반적인 가상화 작업을 구현하고 프라이빗 클라우드를 관리하는 데는 충분합니다. 또한 사용하기 매우 쉽습니다.

하이퍼 - V- 2008년 버전부터 OS Windows 서버에 추가로 개발된 Microsoft 제품입니다. 별도의 제품으로도 존재하지만 운영을 위해 OS Windows 서버를 사용합니다. 이 하이퍼바이저는 구성 및 작동이 매우 쉽고 게스트 시스템용 OS Windows의 모든 버전을 지원하지만 제조업체는 많은 OS Linux의 작동을 보장하지 않습니다. 하이퍼바이저 자체는 무료 라이센스로 배포되지만 작동하려면 유료 OS Windows가 필요합니다.

오픈VZ- Linux 커널에 구현된 완전 무료 가상화 시스템입니다. 대부분의 Linux 시스템과 마찬가지로 성능 및 리소스 소비 지표가 우수하며 모든 Linux 배포판에서 게스트 OS로 완벽하게 작동합니다. 그러나 이 가상화 시스템은 보편적인 것으로 간주될 수 없는 OS Windows를 지원하지 않습니다.

KVM - 가상화 시스템 역시 Linux 커널을 기반으로 하며 무료 라이센스로 배포됩니다. 소비되는 자원의 양 측면에서 매우 우수한 효율성 지표를 가지고 있습니다. 이는 뛰어난 기능을 갖추고 있으며 모든 운영 체제를 절대적으로 지원하므로 게스트 운영 체제의 관점에서 볼 때 매우 보편적입니다. 순수한 형태로 구성하고 지원하려면 Unix 시스템 작업에 대한 특정 지식과 기술이 필요합니다. 그러나 무료 버전부터 유료 버전까지 다양한 라이센스 옵션을 갖춘 하이퍼바이저의 추가 기능으로 사용할 수 있는 GUI가 많이 있습니다.

젠- 캠브리지 대학에서 오픈 소스 코드로 개발한 제품입니다. 대부분의 구성 요소는 하이퍼바이저 외부로 이동되므로 우수한 효율성 지표를 얻을 수 있습니다. 하드웨어 가상화와 함께 반가상화 모드도 지원합니다. Xen은 대부분의 기존 운영 체제 실행을 지원합니다.

LXC- 하나의 물리적 시스템에서 Linux 운영 체제의 여러 인스턴스를 실행할 수 있게 해주는 운영 체제 수준의 상당히 새로운 가상화 시스템입니다. 이 시스템의 특징은 가상 서버가 아니라 공통 OS 커널을 사용하는 애플리케이션과 동시에 서로 격리되어 리소스 소비 효율성이 가장 높다는 것입니다.

가상화 시스템

지원되는 OS

장점

결함

특허

VMware vSphere

윈/린

사용하기 쉬운. 다양한 기능

자원 소비.

유급의. 프로세서 수별

WM웨어 에시시

윈/린

사용하기 쉬운

가장 광범위한 기능은 아닙니다.

무료

오픈VZ

리눅스

효율적인 자원 소비

리눅스만 지원

무료

윈/린

효율적인 자원 소비. 모든 OS 지원

무료

하이퍼-V

윈도우

사용하기 쉬운

Windows만 지원됩니다. 자원 소비

무료. 유료 OS에서 실행

윈/린

고효율. 오픈 소스.

구성 및 관리를 위해서는 Unix 시스템에 대한 지식이 필요합니다.

무료

리눅스

고효율

윈도우를 지원하지 않습니다

무료

또한 Kosmonov 클라우드에서는 최소한의 시간 지출로 가상화 시스템 및 하드웨어 운영의 복잡성에 빠지지 않고도 복잡한 인프라를 구현할 수 있다는 점을 상기시켜 드리겠습니다. Kosmonov 클라우드에서는 기성 솔루션과 클라우드 서버를 모두 사용하여 비즈니스 문제를 해결할 수 있습니다.

가상화라는 주제는 매우 광범위하며 나열된 가상화 시스템의 작동에는 하드웨어 설계의 다양한 변형과 ​​함께 많은 미묘한 차이가 있습니다. 이 글에서는 특정 시스템의 장점을 제시하는 것이 아니라, 초기 단계에서 적절한 시스템을 선택하기 위한 일반적인 특성을 제시합니다.

게으른 사람들만이 오늘날 가상화에 대해 들어본 적이 없습니다. 오늘날 이것이 IT 발전의 주요 추세 중 하나라고 해도 과언이 아닙니다. 그러나 많은 관리자들은 여전히 ​​해당 주제에 대해 매우 단편적이고 분산된 지식을 갖고 있으며, 가상화는 대기업에서만 가능하다고 잘못 믿고 있습니다. 주제의 관련성을 고려하여 새로운 섹션을 만들고 가상화에 대한 일련의 기사를 시작하기로 결정했습니다.

가상화란 무엇입니까?

오늘날 가상화는 매우 광범위하고 다양한 개념이지만 오늘은 이 기사의 범위를 훨씬 벗어나는 모든 측면을 고려하지는 않을 것입니다. 이 기술에 이제 막 익숙해진 사람들에게는 단순화된 모델이면 충분할 것이므로 특정 플랫폼에서의 구현에 대해 자세히 설명하지 않고 이 자료를 최대한 단순화하고 일반화하려고 노력했습니다.

그렇다면 가상화란 무엇일까요? 이는 하나의 물리적 컴퓨터에서 서로 분리된 여러 가상 머신을 실행하는 기능으로, 각 가상 머신은 별도의 물리적 PC에서 실행되고 있다고 "생각"합니다. 다음 다이어그램을 고려하십시오.

실제 하드웨어 위에서 특수 소프트웨어가 실행됩니다. 하이퍼바이저(또는 가상 머신 모니터) - 가상 하드웨어 에뮬레이션 및 가상 머신과 실제 하드웨어의 상호 작용을 제공합니다. 또한 네트워크, 공유 폴더, 공유 클립보드 등을 통해 가상 PC와 실제 환경 간의 통신을 담당합니다.

하이퍼바이저는 하드웨어 위에서 직접 작동하거나 운영 체제 수준에서 작동할 수 있습니다. 최소한의 구성으로 특별히 구성된 OS 위에서 작동하는 하이브리드 구현도 있습니다.

하이퍼바이저를 사용하면 가상 머신이 생성되며, 이를 위해 필요한 최소 가상 하드웨어 세트가 에뮬레이트되고 ""라고 하는 메인 PC의 공유 리소스에 액세스할 수 있습니다. 주인". 일반 PC와 마찬가지로 각 가상 머신에는 자체 OS 인스턴스와 애플리케이션 소프트웨어가 포함되어 있으며 이후 이들과의 상호 작용은 일반 PC 또는 서버에서 작업하는 것과 다르지 않습니다.

가상 머신은 어떻게 설계되나요?

명백한 복잡성에도 불구하고 가상 머신(VM)은 특정 구현에 따라 파일이 포함된 폴더일 뿐이며 해당 세트와 수는 다를 수 있지만 모든 VM은 동일한 최소 파일 세트를 기반으로 합니다. 중요하지 않습니다.

가상 하드 디스크 파일은 가장 중요합니다. 손실은 일반 PC의 하드 디스크 고장과 같습니다. 두 번째로 중요한 것은 가상 머신의 하드웨어에 대한 설명과 이에 할당된 공유 호스트 리소스가 포함된 VM 구성 파일입니다. 이러한 리소스에는 예를 들어 호스트 공유 메모리의 전용 영역인 가상 메모리가 포함됩니다.

원칙적으로 구성 파일의 손실은 중요하지 않습니다. 가상 HDD 파일이 하나만 있으면 구성을 다시 생성하여 가상 머신을 시작할 수 있습니다. 하드 드라이브가 하나만 있는 것처럼 유사한 구성의 다른 PC에 연결하면 완전한 기능을 갖춘 시스템을 얻을 수 있습니다.

또한 가상 머신의 폴더에는 다른 파일이 포함될 수 있지만 중요하지는 않지만 손실이 바람직하지 않을 수도 있습니다(예: 가상 PC 상태를 롤백할 수 있는 스냅샷).

가상화의 이점

목적에 따라 데스크탑 가상화와 서버 가상화로 구분됩니다. 첫 번째는 주로 교육 및 테스트 목적으로 사용됩니다. 이제 일부 기술을 연구하거나 기업 네트워크에서 서비스 구현을 테스트하려면 상당히 강력한 PC 및 데스크탑 가상화 도구만 있으면 됩니다. 가상 실험실에서 보유할 수 있는 가상 머신 수는 디스크 크기에 의해서만 제한됩니다. 동시에 실행되는 머신 수는 주로 사용 가능한 RAM 용량에 의해서만 제한됩니다.

아래 그림에서는 Windows 8이 실행되는 테스트 연구소의 데스크톱 가상화 도구 창입니다.

서버 시각화는 모든 수준의 IT 인프라에서 널리 사용되며 하나의 물리적 서버를 사용하여 여러 가상 서버를 실행할 수 있습니다. 이 기술의 장점은 분명합니다.

컴퓨팅 리소스의 최적 사용

보급형 서버와 일반 PC의 컴퓨팅 성능도 많은 작업과 서버 역할에 과도하고 완전히 사용되지 않는다는 것은 누구나 다 아는 사실입니다. 이는 일반적으로 추가 서버 역할을 추가하여 해결되지만 이 접근 방식은 서버 관리를 상당히 복잡하게 만들고 오류 가능성을 높입니다. 가상화를 사용하면 각 중요 역할에 자체 서버를 할당하여 무료 컴퓨팅 리소스를 안전하게 사용할 수 있습니다. 이제 웹 서버 등의 유지 관리를 수행하기 위해 데이터베이스 서버를 중지할 필요가 없습니다.

물리적 자원 절약

여러 대가 아닌 하나의 물리적 서버를 사용하면 에너지, 서버실 공간, 관련 인프라 비용을 효과적으로 절약할 수 있습니다. 이는 장비의 물리적 크기 감소로 인해 임대 비용을 크게 줄일 수 있는 소규모 회사에 특히 중요합니다. 예를 들어 에어컨이 설치된 통풍이 잘되는 서버룸을 가질 필요가 없습니다.

인프라 확장성 및 확장성 향상

회사가 성장함에 따라 큰 비용을 들이지 않고 신속하게 기업의 컴퓨팅 성능을 향상시키는 능력이 점점 더 중요해지고 있습니다. 일반적으로 이러한 상황에는 서버를 보다 강력한 서버로 교체한 다음 기존 서버에서 새 서버로 역할과 서비스를 마이그레이션하는 작업이 포함됩니다. 실패, 다운타임(계획된 시간 포함) 및 다양한 종류의 "전환 기간" 없이 이러한 전환을 수행하는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 이러한 확장은 종종 밤낮으로 일해야 하는 회사와 관리자에게 작은 긴급 상황이 됩니다. 주말.

가상화를 사용하면 이 문제를 훨씬 더 효율적으로 해결할 수 있습니다. 사용 가능한 호스트 컴퓨팅 리소스가 있는 경우 사용 가능한 메모리 양을 늘리거나 프로세서 코어를 추가하는 등 원하는 가상 머신에 쉽게 추가할 수 있습니다. 성능을 더욱 대폭 향상해야 하는 경우 리소스가 필요한 가상 머신이 전송되는 보다 강력한 서버에 새 호스트가 생성됩니다.

이 상황에서 가동 중지 시간은 매우 짧으며 한 서버에서 다른 서버로 VM 파일을 복사하는 데 필요한 시간으로 귀결됩니다. 또한 많은 최신 하이퍼바이저에는 호스트를 중지하지 않고 호스트 간에 가상 머신을 이동할 수 있는 "실시간 마이그레이션" 기능이 포함되어 있습니다.

내결함성 향상

아마도 서버의 물리적 오류는 시스템 관리자의 작업에서 가장 불쾌한 순간 중 하나일 것입니다. OS의 물리적 인스턴스가 거의 항상 하드웨어에 종속되어 다른 하드웨어에서 시스템을 빠르게 시작할 수 없다는 사실로 인해 상황이 복잡해집니다. 가상 머신에는 이러한 단점이 없습니다. 호스트 서버에 장애가 발생하면 모든 가상 머신이 문제 없이 다른 작업 서버로 신속하게 전송됩니다.

이 경우 서버 하드웨어의 차이는 아무런 역할을 하지 않습니다. Intel 플랫폼의 서버에서 가상 머신을 가져와서 몇 분 후에 AMD 플랫폼에서 실행되는 새 호스트에서 성공적으로 시작할 수 있습니다.

동일한 상황에서 유지 관리를 위해 서버를 일시적으로 내보내거나 서버에서 실행 중인 가상 머신을 중지하지 않고 하드웨어를 변경할 수 있습니다. 일시적으로 다른 호스트로 이동하는 것만으로도 충분합니다.

레거시 운영 체제를 지원하는 능력

지속적인 발전과 새로운 소프트웨어 버전의 출시에도 불구하고 기업 부문에서는 오래된 소프트웨어 버전을 계속 사용하는 경우가 많습니다. 1C:Enterprise 7.7이 좋은 예입니다. 가상화를 사용하면 이러한 소프트웨어를 추가 비용 없이 최신 인프라에 통합할 수 있으며, 오래된 OS를 실행하는 오래된 PC가 고장나서 최신 하드웨어에서 실행할 수 없는 경우에도 유용할 수 있습니다. 하이퍼바이저를 사용하면 오래된 하드웨어 세트를 에뮬레이션하여 이전 운영 체제와의 호환성을 보장할 수 있으며 특수 유틸리티를 사용하면 데이터 손실 없이 물리적 시스템을 가상 환경으로 전송할 수 있습니다.

가상 네트워크

일종의 네트워크 연결이 없는 최신 PC는 상상하기 어렵습니다. 따라서 최신 가상화 기술을 사용하면 컴퓨터뿐만 아니라 네트워크도 가상화할 수 있습니다. 일반 컴퓨터와 마찬가지로 가상 머신에는 호스트의 물리적 네트워크 인터페이스 중 하나를 통해 외부 네트워크에 연결되거나 가상 네트워크 중 하나에 연결될 수 있는 하나 이상의 네트워크 어댑터가 있을 수 있습니다. 가상 네트워크는 가상 머신의 네트워크 어댑터가 연결되는 가상 네트워크 스위치입니다. 필요한 경우 이러한 네트워크에서는 하이퍼바이저를 사용하여 DHCP 및 NAT 서비스를 구현하여 호스트의 인터넷 연결을 통해 인터넷에 액세스할 수 있습니다.

가상 네트워크의 기능을 사용하면 동일한 호스트 내에서도 매우 복잡한 네트워크 구성을 만들 수 있습니다. 예를 들어 다음 다이어그램을 살펴보겠습니다.

호스트는 물리적 네트워크 어댑터를 통해 외부 네트워크에 연결됩니다. 랜 0, VM5 가상 머신은 네트워크 어댑터를 통해 동일한 물리적 인터페이스를 통해 외부 네트워크에 연결됩니다. VM LAN 0. 외부 네트워크에 있는 다른 시스템의 경우 호스트와 VM5는 두 개의 서로 다른 PC이며, 각각 고유한 네트워크 주소와 고유한 MAC 주소가 있는 고유한 네트워크 카드를 갖습니다. 두 번째 VM5 네트워크 카드는 가상 네트워크 가상 스위치에 연결됩니다. VMNET 1, 가상 머신 VM1-VM4의 네트워크 어댑터도 여기에 연결됩니다. 따라서 하나의 물리적 호스트 내에서 VM5 라우터를 통해서만 외부 네트워크에 액세스할 수 있는 안전한 내부 네트워크를 구성했습니다.

실제로 가상 네트워크를 사용하면 하나의 물리적 서버 내에서 다양한 보안 수준으로 여러 네트워크를 쉽게 구성할 수 있습니다. 예를 들어 네트워크 장비에 대한 추가 비용 없이 잠재적으로 안전하지 않은 호스트를 DMZ에 배치할 수 있습니다.

스냅샷

유용성을 과대평가하기 어려운 또 다른 가상화 기능입니다. 그 본질은 언제든지 가상 머신의 작업을 중단하지 않고도 현재 상태의 스냅샷과 둘 이상의 스냅샷을 저장할 수 있다는 사실로 요약됩니다. 때묻지 않은 관리자에게는 갑자기 문제가 발생하면 쉽고 빠르게 원래 상태로 돌아갈 수 있는 일종의 휴일일 뿐입니다. 하드 드라이브의 이미지를 생성한 다음 이를 사용하여 시스템을 복원하는 데 상당한 시간이 걸릴 수 있는 것과 달리 스냅샷 간 전환은 몇 분 안에 이루어집니다.

스냅샷의 또 다른 용도는 교육 및 테스트 목적입니다. 이를 통해 가상 머신의 전체 상태 트리를 생성하고 다양한 구성 옵션 간에 빠르게 전환할 수 있습니다. 아래 그림은 우리 자료를 통해 매우 친숙한 테스트 연구소의 라우터 사진 트리를 보여줍니다.

결론

간략한 개요만 제공하려고 노력했음에도 불구하고 기사가 상당히 길어졌습니다. 동시에 이 자료 덕분에 가상화 기술이 제공하는 모든 가능성을 실제로 평가하고 IT 인프라가 얻을 수 있는 이점을 의미있게 제시하고 새로운 자료와 실제 구현에 대한 연구를 시작할 수 있기를 바랍니다. 일상 업무에서의 가상화.

가상 환경 개념

집계 기술을 사용하여 전체 네트워크 인프라에 대한 전반적인 전체적인 그림을 제공하는 새로운 가상화 방향입니다.

가상화 유형

가상화는 컴퓨팅의 여러 측면에 대한 리소스 추상화를 포괄하는 일반적인 용어입니다. 가상화 유형은 다음과 같습니다.

소프트웨어 가상화

동적 방송

동적 번역 중( 이진 번역) 게스트 OS의 문제가 있는 명령은 하이퍼바이저에 의해 차단됩니다. 이러한 명령이 안전한 명령으로 교체되면 게스트 OS에 대한 제어권이 반환됩니다.

반가상화

반가상화는 게스트 운영 체제가 가상화된 환경에서 실행되도록 준비하고 해당 커널을 약간 수정하는 가상화 기술입니다. 운영 체제는 메모리 페이지 테이블과 같은 리소스를 직접 사용하는 대신 게스트 API를 제공하는 하이퍼바이저 프로그램과 통신합니다.

반가상화 방법은 동적 변환 방법보다 더 높은 성능을 달성합니다.

반가상화 방식은 게스트 OS에 라이선스에 따라 수정 가능한 오픈소스 코드가 있거나, 하이퍼바이저와 게스트 OS가 게스트 OS의 반가상화 가능성을 고려하여 동일한 제조사에서 개발된 경우에만 적용 가능하다. 하이퍼바이저는 하이퍼바이저 하위 수준에서 실행된 다음 하이퍼바이저 자체의 반가상화를 실행할 수 있습니다.

이 용어는 데날리 프로젝트에서 처음 등장했습니다.

내장된 가상화

장점:

  • 두 운영 체제(디렉토리, 프린터 등) 간에 리소스를 공유합니다.
  • 다른 시스템의 응용 프로그램 창을 위한 사용자 친화적인 인터페이스(응용 프로그램 창 중첩, 호스트 시스템에서와 동일한 창 최소화)
  • 하드웨어 플랫폼에 맞게 미세 조정하면 성능은 원래 기본 OS와 거의 차이가 없습니다. 시스템 간 빠른 전환(1초 이내)
  • 게스트 OS를 업데이트하는 간단한 절차입니다.
  • 양방향 가상화(한 시스템의 애플리케이션이 다른 시스템에서 실행되고 그 반대의 경우도 마찬가지)

구현:

하드웨어 가상화

장점:

  • 하드웨어 관리 인터페이스와 가상 게스트 시스템 지원을 제공하여 가상화 소프트웨어 플랫폼 개발을 단순화합니다. 이를 통해 가상화 시스템을 개발하는 데 필요한 노동 강도와 시간이 줄어듭니다.
  • 가상화 플랫폼의 성능을 향상시키는 기능. 가상 게스트 시스템은 성능을 향상시키는 작은 미들웨어 계층인 하이퍼바이저에 의해 직접 관리됩니다.
  • 보안이 향상되고 하드웨어 수준에서 실행 중인 여러 독립 가상화 플랫폼 간 전환이 가능해졌습니다. 각 가상 머신은 자체 하드웨어 리소스 공간에서 서로 완전히 분리되어 독립적으로 작동할 수 있습니다. 이를 통해 호스트 플랫폼 유지 관리와 관련된 성능 손실을 제거하고 보안을 강화할 수 있습니다.
  • 게스트 시스템은 호스트 플랫폼의 아키텍처 및 가상화 플랫폼 구현과 관련이 없게 됩니다. 하드웨어 가상화 기술을 사용하면 32비트 호스트 시스템(호스트에 32비트 가상화 환경 포함)에서 64비트 게스트를 실행할 수 있습니다.

적용 예:

  • 테스트 실험실 및 교육: 운영 체제 설정에 영향을 미치는 응용 프로그램(예: 설치 응용 프로그램)을 가상 머신에서 테스트하는 것이 편리합니다. 가상 머신은 쉽게 배포할 수 있기 때문에 새로운 제품과 기술에 대한 교육에 자주 사용됩니다.
  • 사전 설치된 소프트웨어 배포: 많은 소프트웨어 개발자는 사전 설치된 제품으로 가상 머신의 기성 이미지를 만들어 무료 또는 상업적 기반으로 제공합니다. 이러한 서비스는 Vmware VMTN 또는 Parallels PTN에서 제공됩니다.

서버 가상화

  1. 하나의 물리적 서버 내에 여러 논리 서버 배치(통합)
  2. 특정 문제를 해결하기 위해 여러 물리적 서버를 하나의 논리적 서버로 결합합니다. 예: Oracle Real Application Cluster, 그리드 기술, 고성능 클러스터.
  • 스비스타
  • twoOStwo
  • 서버용 Red Hat Enterprise Virtualization
  • PowerVM

또한 서버 가상화를 사용하면 특정 구성에 관계없이 사용 가능한 모든 컴퓨터에서 오류가 발생한 시스템을 더 쉽게 복원할 수 있습니다.

워크스테이션 가상화

리소스 가상화

  • 리소스 공유(파티셔닝). 리소스 가상화는 하나의 물리적 서버를 여러 부분으로 나누는 것으로 생각할 수 있으며, 각 부분은 소유자에게 별도의 서버로 표시됩니다. 이는 가상 머신 기술이 아니며 OS 커널 수준에서 구현됩니다.

두 번째 유형의 하이퍼바이저가 있는 시스템에서는 두 운영 체제(게스트 및 하이퍼바이저) 모두 물리적 리소스를 소비하며 별도의 라이선스가 필요합니다. OS 커널 레벨에서 동작하는 가상 서버는 성능 저하가 거의 없어 별도의 라이선스 없이 하나의 물리적 서버에서 수백 개의 가상 서버를 구동할 수 있다.

디스크 공간이나 네트워크 대역폭을 동일한 유형의 리소스보다 가벼운 여러 개의 작은 구성 요소로 나눕니다.

예를 들어, 리소스 공유 구현에는 하나의 물리적 인터페이스를 기반으로 여러 가상 네트워크 인터페이스를 생성할 수 있는 (Crossbow Project)가 포함됩니다.

  • 여러 리소스를 더 큰 리소스로 집계, 배포 또는 추가하거나 리소스를 풀링합니다. 예를 들어, 대칭형 다중 프로세서 시스템은 많은 프로세서를 결합합니다. RAID 및 디스크 관리자는 여러 디스크를 하나의 대형 논리 드라이브로 결합합니다. RAID 및 네트워킹 장비는 단일 광대역 채널로 나타나도록 결합된 여러 채널을 사용합니다. 메타 수준에서 컴퓨터 클러스터는 위의 모든 작업을 수행합니다. 때로는 여기에는 Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL과 같이 구축된 데이터 스토리지에서 추상화된 네트워크 파일 시스템도 포함됩니다.

애플리케이션 가상화

장점:

  • 애플리케이션 실행 격리: 비호환성 및 충돌이 없습니다.
  • 매번 원래 형식으로 유지됩니다. 레지스트리가 복잡해지지 않고 서버에 필요한 구성 파일도 없습니다.
  • 전체 OS를 에뮬레이트하는 것에 비해 리소스 소비가 적습니다.

또한보십시오

연결

  • 가상화 기술, 아키텍처 및 구현 개요(Linux), www.ibm.com
  • 가상 머신 2007. Natalia Elmanova, Sergey Pakhomov, ComputerPress 9'2007
서버 가상화
  • 서버 가상화. 닐 맥알리스터, InfoWorld
  • 표준 아키텍처 서버의 가상화. Leonid Chernyak, 개방형 시스템
  • 채널 2009의 리더에 대한 대안, 2009년 8월 17일
하드웨어 가상화
  • 하드웨어 가상화 기술, ixbt.com
  • 하드웨어 가상화가 나선형으로 진행되고 있습니다. 알렉산더 알렉산드로프(Alexander Alexandrov), 오픈 시스템

노트


위키미디어 재단. 2010.

다른 사전에 "가상화"가 무엇인지 확인하십시오.

    가상화- SNIA 협회의 저작물에는 다음과 같은 일반적인 정의가 나와 있습니다. "가상화는 인프라 내부 구성 요소(백엔드)의 여러 장치, 서비스 또는 기능을 추가 외부 구성 요소(프론트... ...

    가상화- 네트워크의 물리적 계층(장치의 위치 및 연결)을 논리적 계층(작업 그룹 및 사용자)에서 분리합니다. 물리적 기준 대신 논리적 기준을 사용하여 네트워크 구성을 구성합니다. ... 기술 번역가 가이드

    네트워크 가상화는 하드웨어와 소프트웨어 네트워크 리소스를 단일 가상 네트워크로 결합하는 프로세스입니다. 네트워크 가상화는 외부, 즉 여러 네트워크를 하나의 가상 네트워크로 연결하는 것과 내부적으로 생성되는... ... Wikipedia로 구분됩니다.

가상화- 컴퓨팅 자원을 축적하고 결합하는 과정을 설명하는 개념으로, 원래 구성과 비교하여 이점을 제공합니다. 가상화된 리소스는 일반적으로 컴퓨팅 성능과 기본 데이터 스토리지로 구성됩니다.

두 개 이상의 프로세서를 갖춘 대칭형 다중 프로세서 아키텍처는 "가상화"의 전형적인 예라고 할 수 있습니다. 이러한 경우 운영 체제는 일반적으로 여러 프로세서가 하나의 단일 모듈로 결합되는 방식으로 설계됩니다. 이 구성을 사용하면 여러 프로세서 구성을 고려할 필요가 없기 때문에 응용 프로그램을 훨씬 더 빠르고 쉽게 실행할 수 있습니다. 대부분의 소프트웨어 애플리케이션은 여러 개의 별도 프로세서를 포함하는 모듈일 수 있는 단일 가상 컴퓨팅 모듈용으로 작성되었습니다.

“가상화”라는 용어는 매우 일반적이고 추상적이기 때문에 구체적으로 정의하기가 어렵습니다. 컴퓨팅의 다양한 측면을 다루고 있습니다.

가상화에는 여러 유형이 있습니다.

  • 소프트웨어 가상화;
  • 하드웨어 가상화.

소프트웨어 가상화 또한 여러 하위 유형이 포함됩니다.

  • 동적(바이너리) 번역- 문제가 있는 게스트 OS 명령을 안전한 명령으로 교체하는 과정입니다.
  • 반가상화- 게스트 운영 체제가 가상화된 환경에서 작동하기 위해 커널을 수정하는 프로세스입니다. OS는 게스트 API를 제공하는 하이퍼바이저와 통신합니다. 이는 메모리 페이지 테이블의 사용을 제거합니다. 반가상화는 동적 변환에 비해 더 높은 성능을 보장하지만 게스트 OS가 오픈 소스이거나 하이퍼바이저와 게스트 OS가 동일한 제조업체의 제품인 경우에만 적합합니다. 이 용어는 데날리 프로젝트의 일부로 형성되었습니다.
  • 내장된 가상화- 하드웨어 지원 가상화 기능을 기반으로 한 새로운 방법으로, 사용자는 작업 환경에 맞는 다양한 옵션과 함께 모든 버전의 OS를 사용할 수 있습니다. 기본적으로 임베디드 가상화는 하드웨어에 구현된 전체 가상화입니다. 이 접근 방식은 BlueStacks 다중 OS(MOS) 프로젝트의 일부로 구현되었습니다.

소프트웨어 가상화의 장점:

  • 두 운영 체제 모두에 대한 리소스(디렉터리, 프린터 등)의 가용성
  • 응용 프로그램 창의 편리한 인터페이스;
  • 하드웨어 플랫폼을 미세 조정하면 성능이 원래 OS와 거의 차이가 없습니다. 시스템 간 전환은 1초 이내에 이루어집니다.
  • 게스트 OS 업데이트를 위한 간단한 절차;
  • 양방향 가상화(한 시스템의 응용 프로그램이 다른 시스템에서 실행되고 그 반대의 경우도 마찬가지)

하드웨어 가상화

하드웨어 가상화는 하드웨어 지원을 통해 지원되는 가상화 프로세스입니다. 소프트웨어 가상화와 근본적인 차이점은 없습니다. 하드웨어 가상화는 가상화되지 않은 시스템과 유사한 성능 수준을 제공하므로 실제로 널리 사용됩니다.

장점:

  • 가상화 소프트웨어 플랫폼 개발 용이성, 하드웨어 관리 인터페이스 가용성, 가상 게스트 시스템 지원
  • 하이퍼바이저를 사용하여 가상화 플랫폼의 성능을 향상합니다.
  • 보안, 여러 개의 독립적인 가상화 플랫폼 간 전환 기능. 각 가상 머신은 자체 하드웨어 리소스 공간에서 독립적으로 작동합니다. 완전한 격리를 통해 호스트 플랫폼 유지 관리와 관련된 성능 손실을 제거합니다.
  • 게스트 시스템은 호스트 플랫폼 아키텍처에 연결되지 않습니다. 32비트 호스트 시스템에서 64비트 게스트 OS를 실행할 수 있습니다.

기술:

  • 가상 8086 모드
  • 인텔 VT(VT-x)
  • AMD-V

하드웨어 가상화에서 실행되는 플랫폼:

  • IBM LPAR
  • VM웨어
  • 하이퍼-V

가상화는 어디에 사용됩니까?

가상화에는 네 가지 응용 분야가 있습니다.

  • 가상 머신
  • 자원;
  • 응용 프로그램.

OS 수준 가상화

OS 수준에서 물리적 서버를 가상화합니다. 사용자는 하나의 물리적 서버에서 격리되고 안전한 가상 서버를 실행할 수 있습니다. 이 기술은 기본 OS와 커널을 공유하는 OS에만 제한됩니다. 별도의 하이퍼바이저 계층은 없습니다. 호스트 운영 체제는 여러 가상 서버 간에 하드웨어 리소스를 배포하는 역할을 합니다.

  • Solaris 컨테이너/영역
  • FreeBSD 감옥
  • Linux-VServer(영어)
  • FreeVPS(영어)
  • 오픈VZ
  • 거장
  • iCore 가상계좌

가상 머신

우리는 게스트 OS에 제공되는 환경에 대해 이야기하고 있습니다. 하드웨어로 초기화되지만 실제로는 소프트웨어이며 호스트 시스템 소프트웨어에 의해 에뮬레이트됩니다. 반가상화를 사용할 때 가상 머신은 하드웨어를 에뮬레이트하지 않고 특수 API를 사용합니다. 테스트 실험실에서 실험 도구로 사용됩니다.

서버 가상화

서버 가상화를 사용하면 구성에 관계없이 실패한 시스템을 복원하는 프로세스를 단순화할 수 있습니다.

이 경우 가상화는 하나의 물리적 서버를 기반으로 여러 논리 서버를 호스팅하는 데 사용됩니다. 이 프로세스를 통합이라고 합니다.

반대 프로세스도 가능합니다. 즉, 여러 물리적 서버를 하나의 논리적 서버로 결합하는 것입니다. 그러한 프로세스의 예로 Oracle Real Application Cluster가 있습니다. 그 밖에도 여러 가지가 있습니다:

  • 가상 철
  • 마이크로소프트(Hyper-V)
  • VMware(ESX 서버)
  • 서버용 Red Hat Enterprise Virtualization
  • PowerVM

리소스 가상화

하나의 물리적 서버를 여러 개로 분할합니다. 각 개별 부분은 사용자에게 별도의 서버로 표시됩니다. 이 방법은 OS 커널 수준에서 구현됩니다.

OS 커널 수준에서 작동하는 가상 서버는 빠른 속도를 유지하므로 하나의 물리적 서버에서 수백 개의 가상 서버를 실행할 수 있습니다.

리소스 공유 구현의 예로는 하나의 물리적 인터페이스를 기반으로 여러 가상 네트워크 인터페이스를 생성할 수 있는 OpenSolaris 네트워크 가상화 및 리소스 제어 프로젝트가 있습니다.

이 프로세스에는 리소스의 집계, 배포 및 풀링도 포함됩니다. 예를 들어, 대칭형 다중 프로세서 시스템은 많은 프로세서를 결합합니다. RAID 및 디스크 관리자는 여러 디스크를 하나의 대형 논리 드라이브로 결합합니다. 종종 이 하위 유형에는 네트워크 파일 시스템이 구축된 데이터 스토리지(Vmware VMFS, Solaris/OpenSolaris ZFS, NetApp WAFL)에서 추상화된 네트워크 파일 시스템도 포함됩니다.

애플리케이션 가상화

이 프로세스의 결과는 OS에 설치가 필요한 응용 프로그램에서 설치가 필요 없는 독립 실행형 응용 프로그램으로 변환되는 응용 프로그램입니다.

가상화 소프트웨어는 가상화된 응용 프로그램을 설치할 때 해당 응용 프로그램이 작동하기 위해 OS에 필요한 구성 요소를 결정하고 이를 에뮬레이트합니다. 결과적으로 특정 가상화된 애플리케이션을 위한 특수 환경이 생성되어 실행 중인 애플리케이션이 완전히 격리됩니다.

가상 응용 프로그램을 만들기 위해 가상화된 응용 프로그램은 특수 폴더에 배치됩니다. 가상 애플리케이션이 실행되면 가상화된 애플리케이션과 해당 작업 환경 역할을 하는 폴더가 실행됩니다. 이는 애플리케이션과 운영 체제 사이에 일정한 간격을 만들어 소프트웨어와 OS 간의 충돌을 방지합니다. 응용 프로그램 가상화는 Citrix XenApp, SoftGrid 및 VMWare ThinApp과 같은 프로그램에 의해 수행됩니다.

애플리케이션 가상화의 장점:

  • 애플리케이션과 OS의 격리
  • 소프트웨어와 OS 간의 비호환성이나 충돌이 없습니다.
  • 레지스트리가 막히지 않았고 구성 파일도 없습니다.
  • 전체 OS를 에뮬레이션하는 것에 비해 리소스 소모가 적습니다.