오로지 독자들의 수준높은 컴 상식을 위해서, 필자와 VMware 사는 아무런 관계도 없지만, VMware 사의 글 중 가상화에 관한 글을 발췌/소개한다.
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“VMware 가상화 소개” 중 16 ~19 쪽 ; “왜 가상화인가?”
왜 가상화인가?
21세기 들어 전세계는 거대한 혁신 아젠다(Agenda)를 목도하고 있다. 이른바 그린(Green)이라 불리는 범국가적 혁신 과제 아래 지구상의 기후 변화 위기를 극복하고자 각국은 책임감 있는 행동을 촉구받고 있으며, 모든 정부는 환경 관련 규제 강화를 통해 탄소 배출을 줄이고 기업의 사회적 책임을 요구하고 있다. 따라서 각 기업들은 다양한 업무 프로세스 개선과 저탄소 생산활동을 통해 이에 부응하고 있으며, 또한 부응해야만 하는 것이 2010년의 현실이다. 그린 IT는 이러한 기업 내 활동의 하나이며 IT 전반에 걸친 저탄소 생산활동에 관한 하나의 집합체로 불리운다.
전세계의 전기 사용량 중 IT 부분의 비중은 2007년 3.1%에서 2030년에는 11.1%로, 세계 이산화탄소 배출량 중 IT 부분의 비중은 2007년 1.1.%에서 2030년에는 4.7%로 증가할 것으로 예측되고 있는 가운데, 맥킨지에서는 데이터센터 운영으로 인한 온실가스가 2020년까지 4배가 증가하고 IT가 항공산업보다 더 큰 오염원이 될 것이라고 전망하고 있다.1
수많은 기업들이 이러한 에너지 절약과 환경 문제 그리고 동시에 비즈니스 성장을 추구해야 하는 상황 속에서 IT 데이터센터에 대한 새로운 정의를 내리고자 시도하고 있으며, 그러한 시도에는 IT 부서가 단순히 현재의 비즈니스 영속성을 위해 비용을 지불하는 비용부서가 아닌 새로운 비즈니스 기회와 기업의 생존 능력을 배가시킬 수 있는 비즈니스 부서로 탈바꿈하는 것을 포함하고 있다. 이러한 시점에 많은 이들이 바로 그러한 인프라 구축을 위한 대전제로서 공통적으로 가상화(Virtualization)를 지목하고 있으며, 어느 누구도 이러한 지목에 주저함이 없다는 점은 명백한 사실이다. 2009년 가트너에서 개최한 가트너 심포지엄/IT 엑스포에서는 2010년 이후 기업이 지향해야 할 10가지 전략기술2이 발표되었다. 이 가운데 가상화와 연관이 있는 전략은 무려 6 가지 이상이며 이는 2008년의 것보다 오히려 더욱 증가된 개수이다.
일찍이 1970년대 MIT와 IBM에서 최초 시작된 가상화 운영체제 기술은 메인프레임(Mainframe)과 같은 특정 영역에서만 누릴 수 있는 분야로 간주되어 왔지만, 이 가상화 기술이 최근 x86 서버 영역에까지 깊숙이 뿌리를 내리고 있으며, 솔직히 그 어느 누구도 가상화 기술이 이렇게까지 확대되리라고는 아무도 예상치 못했다. Y2k 이후 닷컴 버블 시장이 붕괴되면서 넓게는 지구 온난화 방지를 위해 탄소 배출을 줄이고자 하는 소위 그린 IT 개념의 등장과 함께, 좁게는 IT 운영비용 및 데이터센터 운영의 비효율성에 대한 심각한 자기 반성 내지는 비용 절감의 요구가 자연스레 맞물리면서 가상화 기술이 x86 서버 시장에까지 확대되었다고 보는 시각이 대부분이다.
그렇다면 컴퓨터 시스템 환경에서의 가상화는 어떤 의미인가? 태생 목적 자체가 가상화였던 메인프레임과 같은 거대한 고가의 시스템과는 달리, 애초 인텔이 주도해 왔던 x86 컴퓨터 시스템은 원래 그 용도가 개인 PC 시장이었다. 아울러 복수 사용자(Multi-user)를 위한 환경이 아닌 전통적으로 단일 x86 컴퓨터 시스템 위에 하나의 운영체제를 설치하여 CPU 또는 메모리 등의 하드웨어 리소스를 독점하여 사용하는 것이었다. 그러나 시간이 흐르면서 기술이 고도화됨에 따라 컴퓨터 시스템들은 전과 비교할 수 없을 정도로 훨씬 더 강력한 성능과 저장 능력을 갖추게 되었다. 이에 따라 많은 이들이 좀 더 강력해진 하드웨어 리소스들을 효율적으로 사용하고자 노력을 기울이기 시작했으며, 결국 단일 x86 하드웨어 시스템 위에 복수의 운영체제가 작동할 수 있게끔 가상화 기술을 적용시키게 되었다.
x86 컴퓨터 시스템에 가상화 기술이 도입되기까지는 상당히 많은 시간이 흘러왔다. 현재 업계에서 표준으로 받아들여지고 있는 가상화 기술은 크게 호스트(Host) 기반과 하이퍼바이저(Hypervisor; 하이퍼바이저라는 명칭은 최초 1970년대 IBM에서 System/360 메인프레임에서 구현한 가상화 운영체제인 VM/370에서 비롯된 것이며, 현재는 업계에서 통상적으로 가상화 커널을 총칭해서 하이퍼바이저라고 부른다) 기반의 두 가지이다.3 호스트 기반의 가상화 운영체제는 Windows 또는 Linux와 같은 일반 운영체제 위에 일종의 애플리케이션처럼 설치되어 가상화 기술을 제공하는 방식이기 때문에, 단독으로 하드웨어를 직접 접근할 수 없으며 호스트 운영체제의 성능에 좌우된다는 단점이 존재한다. 그러나 일반 범용 운영체제가 작동만 되는 환경이라면 그 위에 직접 바로 설치/운영할 수 있기 때문에 높은 하드웨어 호환성과 쉬운 접근성을 갖는 장점이 있다. 우리가 흔히 알고 있는 VMware Workstation, VMware Server 그리고 Microsoft Virtual PC 2005 등이 바로 호스트 기반의 가상화 운영체제에 해당된다.
이에 반해 하이퍼바이저 기반의 가상화 운영체제는 부트 로더(Boot Loader)와 커널 자체를 지닌 채 하드웨어 위에 직접 설치되어 작동하기 때문에 호스트 기반의 기술보다 훨씬 더 유연하고 강력한 성능을 제공한다. 이 하이퍼바이저 기반의 가상화 운영체제야말로 바로 데이터센터용 제품으로 사용될 수 있다. 이에 해당하는 제품으로는 VMware ESX 서버, 시트릭스의 젠서버(XenServer) 그리고 Microsoft의 Hyper-V 등이 있다.
현재 시장에는 이처럼 매우 다양한 호스트 기반의 가상화 소프트웨어나 하이퍼바이저 기반의 소프트웨어가 존재하고 있지만, 이 무주공산의 시장에 누가 최후의 승자로서 깃발을 꽂게 될 것인지는 아직 두고 봐야 할 일이다. 그러나 우리는 최소한 누가 7부 능선을 넘고 있는지 알고 있다. 그 중의 하나가 바로 VMware이다.
VMware는 1998년 그 유명한 미국 캘리포니아 실리콘 밸리 북부의 팔로 알토(Palo Alto)에서 설립되었으며 x86 시스템 위에서 작동되는 S/W 가상화 운영체제를 개발한 회사이다. 당시 메인프레임 시스템이나 고성능 Unix 시스템에서만 구현되던 가상화 기법을 최초로 x86 시스템에서 VMware Workstation 제품을 이용하여 그 가능성을 시연해 보이며 상용화에 성공하면서 업계의 주목을 받기 시작하였고, 잇달아 GSX 서버(현재 VMware Server), ESX 서버 등을 발표하면서 x86 컴퓨터 시스템 분야에 커다란 반향을 불러일으켰다. 이윽고 2003년 12월 EMC에 인수 합병되면서 새로운 전환기를 맞게 되는데, 이후 든든한 자금력과 풍부한 기술력을 바탕으로 계속된 혁신을 이루어오면서 2008년 x86 가상화 운영체제 시장에서 부동의 1위 자리를 지키고 있다.
vSphere 4는 2009년에 VMware에서 차세대 데이터센터 및 클라우드 컴퓨팅 시장을 겨냥하여 발표한 제품으로, VMware사의 가상화 핵심 운영체제인 ESX Server 운영체제 제품과 관리 소프트웨어 및 기능들을 한데 묶어 놓은 일종의 패키지 프로그램 명칭이다. 본래 많은 이들이 이전 버전의 제품, 즉 VMware Infrastructure 3(이하 VI3)의 뒤를 이어 VI4가 될 것이라는 예측을 하였으나 정식 명칭은 VMware vSphere 4로 명명되었다.
지금부터 x86 가상화 프로그램의 대표격인 VMware vSphere 4를 알아보기 전에 미리 여러분과 같이 용어를 정리하고 넘어가는 것이 좋을 듯하다. 우리가 가상화 환경에서 흔히 사용하는 대표적인 용어는 다음과 같다.
● 호스트 시스템(또는 물리적인 시스템 또는 서버)
● 가상화 운영체제(또는 하이퍼바이저)
● 가상 머신(Virtual Machine 또는 줄여서 VM)
● 게스트 운영체제(Guest Operating System 또는 줄여서 게스트 OS)
호스트 시스템
호스트 시스템을 호칭하는 용어는 딱히 정해져 있지 않다. 서버 시스템, 물리적인 서버, 또는 물리적인 시스템 등으로 부르기도 하는데, 여하튼 CPU, 메모리, 하드 디스크, NIC, HBA 등 하드웨어 리소스를 장착한 물리적인 시스템 자체를 우리는 호스트 시스템이라 호칭하기도 하고, 또는 서버 시스템이라고도 한다. 가상화 운영체제 환경에서 호스트 시스템이라고 한다면 이렇게 물리적인 하드웨어 구성요소가 장착된 시스템을 총칭한다.
가상화 운영체제
호스트 시스템 위에 설치되어 작동되는 가상화 운영체제는 흔히 하이퍼바이저라고 호칭하기도 한다. 이러한 하이퍼바이저는 물리적인 호스트 시스템 위에 설치되어 일종의 운영체제처럼 작동되며, 가상 머신들이 하드웨어 리소스를 공유하여 사용할 수 있게끔 스케줄링하는 책임을 맡게 된다. 가상 머신 생성과 리소스 할당 및 관리 작업들이 모두 이러한 가상화 운영체제에 의해 조정된다. 현재 VMware에서는 Type-1 방식의 하이퍼바이저 기반 가상화 운영체제와 Type-2 방식의 호스트 기반 가상화 운영체제 제품 모두를 판매하고 있다.
가상 머신
가상 머신은 가상화 운영체제에 의해 생성된 가상의 하드웨어 집합체이다. BIOS와 CPU, 메모리, HDD, 네트워크 인터페이스 카드 등을 가지고 있다. 가상 머신 위에 설치되는 운영체제 입장에서는 실제의 물리적인 일반 시스템과 전혀 다를 바가 없으나, 실제로 이러한 가상 하드웨어들은 전부 일종의 파일 형태로 존재하거나 또는 해당 머신에서만 독점적으로 사용하는 것이 아니다.
게스트 운영체제
흔히 가상 머신과 게스트 운영체제를 혼용하여 사용한다. 엄밀히 말하면, 가상 머신 위에 설치되어 작동되는 운영체제들인 Windows, Linux 등을 게스트 운영체제라고 해야 한다.
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