AWS_Chapter03_가상화와 컴퓨팅 기술

가상화란?

클라우드 컴퓨팅은 가상화 기술을 사용하여 자원들에 접근한다. 그럼 가상화는 무엇인가?

가상화는 물리적 IT 자원을 가상의 IT 자원으로 전환시키는 기술이다.

가상화 유형은 크게 데스크탑 가상화, 서버 가상화,  네트워크 기능 가상화등이 있다.

 

그럼 가상화가 주는 이점이 무엇이길래 사용을 하는가?

• 하드웨어 독립성
  • 가상화 되지 않은 환경에서 운영체제는 특정 HW 모델에 맞추 설정되고 IT자원이 수정될 필요가 있으면 재설정
  • 하드웨어 독립성을 통해 가상 서버는 다른 가상 호스트로 손쉽게 이전될 수 있고 자동으로 여러 HW, SW 간 비호환성 문제를 해결한다.
• 서버 통합 제공
  • 가상화 기술은 여러 가상 서버가 하나의 물리적 서버를 공유할 수 있게 한다.
  • 서버 통합은 여러 가상 서버가 여러 게스트 OS에서 구동 될 수 있는 유연성을 제공한다
• 자원 복제
  • 가상 서버는 하드디스크 내용의 바이너리 파일 형태로 복사해 보유하고 있는 가상 디스크 이미지 형태로 생성된다.

 

하이퍼바이저

가상 머신(VM)이란 가상 컴퓨터 시스템을 의미하며, 내부에 운영체제와 애플리케이션을 갖춘 완전히 분리된 소프트웨어 컨테이너이다.

즉, 가상머신은 스스로의 가상 기기 드라이버, 프로세서 자원 할당, 가상 기기 드라이버를 이용한 기기 I/O를 갖는다.

가상머신에 물리시스템 자원에 대한 접근을 제공하는 프로그램을 하이퍼바이저 또는 VMM(Virtual Machine Monitor)이라 한다.

가상화 유형

이 하이퍼바이저 위치에 따라 가상화 유형을 2가지로 나눌 수 있는데, bare metal유형과 hosted유형이다.

bare metal방식은 하드웨어위에 바로 설치하는 방식으로, 운영 체제가 프로그램을 제어하듯이 하이퍼바이저가 해당 하드웨어에서 직접 실행되며 게스트 운영체제는 그 위에서 실행된다.즉, 하이퍼바이저가 OS역할도 같이 하는 것이다.

장점으로는 별도의 Host OS가 업식 떄문에 오버헤드가 적고, 하드웨어를 직접 제어하기 때문에 효율적으로 리소스를 사용할 수 있다.

단점으로는 자체적으로 머신에 대한 관리 기능이 없기 때문에 관리를 위한 컴퓨터나 콜솔이 필요하다.

 

hosted방식은 호스트 OS위에 하이퍼바이저를 설치하여 베타 소프트웨어 테스트나 개발시에 사용하는 방식이다.

장점으로는 가상의 하드웨어를 에뮬레이팅하기 때문에 호스트 운영체제에 크게 제약사항이 없다.

단점으로는 OS위에 OS가 얹히는 방식이기 때문에 오버헤드가 클 수 있다.

 

전가상화와 반가상화

가상화는 가상머신이 호스트 서버의 CPU접근방식에 따라 아래와같이 다시 전가상화와 반가상화로 분류된다.

전가상화는 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 자원을 완전하게 가상화 하는 방식을 뜻한다.

CPU 특별한 게스트 OS 수정없이 구동이 가능하며, 다양한 OS에서 에뮬레이트 하는 형식으로 지원된다. 

위의 그림과 같이 게스트 OS가 하드웨어에 접근하기 위해 기존의 OS를 통해 접근하기에 시간지연등의 성능 저하가 있다.

 

반가상화는 하드웨어를 완전히 가상화하지 않는 방식으로, 하이퍼바이저가 하드웨어 위에서 직접 실행을 하는 방식이다.

하이퍼바이저가 하드웨어 제어를 처리하므로 하드웨어와의 I/O 처리에 있어서 전가상화보다 직접적인 제어권을 갖으며, 게스트 OS는 하이퍼바이저의 커널 드라이버와의 통신을 위해 수정이 필요하다.

 

클라우드 컴퓨팅 서비스 기술 

클라우드 컴퓨팅 서비스를 하기 위해서는 여러 기술들이 필요하다. 여러 기술 중 몇가지를 뽑자면 클러스터 컴퓨팅, 그리드 컴퓨팅, 가상화 기술을 들 수 있다.

 

클러스터 컴퓨팅

클러스터 컴퓨팅이란 여러 대의 동일 컴퓨터들이 연결되어 하나의 시스템처럼 동작하는 컴퓨터들의 집합이다.

각각의 운영체제가 실행되는 컴퓨터들이 고속의 근거리통신망(LAN)으로 서로 연결되어 단일 시스템으로 작동하는 독립적인 IT 자원들의 그룹이다.

클러스터는 이중화와 병렬처리를 통해 가용성과 신뢰성을 증가시켰고, 시스템 장애 조치도 가능하다.

클러스터 유형은 다음과 같다.

• 고가용성 클러스터 : 시스템 서비스에 문제 발생 시 최소한의 시간 내에 백업이 이뤄지도록 High Availalbitity SW를 사용(이중화 구조)
• 로드 밸런싱 클러스터 : 장애 발생 배제를 위해 특정노드에 쏠림현상을 줄이고자 클라이언트 요청을 적절히 분배해서 부하를 줄여줌
  • 만약 서버 한대가 뻑이 났을 때, 이중화된 정보가 그 서버에 다 있었다면 그 정보는 더 이상 이용할 수 없으니까
• 고성능 클러스터 : 병렬처리 능력을 극대화 해 고난도 문제를 해결하는데 사용한다.대신 병렬처리를 위한 노드간 송수신으로 고속 통신이 요구된다.

 

그리드 컴퓨팅

그리드 컴퓨팅은 거대 데이터 집합 분석 또는 날씨 모델링과 같은 대규모 작업을 수행하기 위해 가상 슈퍼 컴퓨터로 함께 작동하는 네트워크 컴퓨터 그룹이다.

병렬 컴퓨팅과 달리 그리드 컴퓨팅 프로젝트에는 일반적으로 연결된 시간 의존성이 없다.

아직 잘 모름

 

가상화는 위에 설명했으니 패스하겠다.