가상 머신과 운영체제 - 하루 10분 운영체제 18일차Virtual Machines and OS - 10 Minutes of OS Day 18
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들어가기 전에 🔗
하나의 컴퓨터에서 여러 운영체제를 동시에 실행할 수 있다면 어떨까요? 그것을 가능하게 해주는 기술이 바로
가상 머신(Virtual Machine)
입니다. 오늘날 클라우드 컴퓨팅의 핵심 기반이기도 하죠.
이번 글에서는 가상화의 개념, 가상 머신 구조, 하이퍼바이저, 하드웨어 지원, 장단점까지 차근차근 알아보겠습니다.가상화란? 🔗
가상화는 물리적인 컴퓨터 자원을 소프트웨어로 나누고 흉내내는 기술입니다.
가상 머신의 구조 🔗
가상 머신은 실제 하드웨어 위에 소프트웨어 계층을 두고, 그 위에서
독립된 운영체제
를 실행할 수 있게 합니다.구성 요소 🔗
- Host OS: 실제 컴퓨터에서 기본으로 돌아가는 운영체제
- Hypervisor(VMM): 가상 머신을 관리하는 소프트웨어 계층
- Guest OS: 가상 환경 위에서 실행되는 운영체제
윈도우에서 VirtualBox를 실행해 리눅스를 설치하면 → Host OS = Windows, Guest OS = Linux
하이퍼바이저의 종류 🔗
하이퍼바이저(Hypervisor)는 가상 머신을 생성하고 관리하는 핵심 구성 요소입니다.
1. Type 1 (Bare Metal) 🔗
- 하드웨어 바로 위에서 실행됨
- 성능이 뛰어나고 서버 환경에 적합
- 예: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V (Bare Metal)
2. Type 2 (Hosted) 🔗
- 일반 운영체제 위에서 실행됨
- 설치와 사용이 쉬움, 개인 PC에 적합
- 예: VirtualBox, VMware Workstation
Type 1은 공장 직영점에서 제품을 파는 느낌, Type 2는 대리점에 입점한 가게에서 판매하는 느낌입니다.
하드웨어 지원 가상화 🔗
CPU와 메모리처럼 기본적인 자원에 접근하는 것도 가상화하려면 많은 계산이 필요합니다. 이를 돕기 위해
현대 CPU는 가상화를 위한 명령어 집합(VT-x, AMD-V 등)을 직접 지원
합니다.- 인텔 VT-x, AMD-V: CPU 레벨에서 가상화 지원
- SR-IOV, IOMMU: 네트워크와 I/O 장치 가상화에 활용
가상 머신의 장단점 🔗
장점 🔗
- 하나의 서버에서 여러 OS와 서비스를 운영 가능 → 자원 효율 증가
- 독립적 환경 제공 → 테스트, 개발에 유리
- 장애 격리 가능 → 하나가 망가져도 다른 환경은 영향 없음
단점 🔗
- 전체 성능은 물리 머신보다 낮음
- 하드웨어 자원을 공유하므로 성능 편차 발생
- 초기 설정과 관리에 비용 발생 가능
요약 🔗
가상 머신은 운영체제와 자원을 분리함으로써 하나의 물리 장치를 효율적으로 활용할 수 있도록 도와주는 핵심 기술입니다. 클라우드, 서버, 개발환경 등에서 중요한 기반이 되는 만큼, 구조와 흐름을 이해해두는 것이 좋습니다.
다음 글에서는
네트워크 및 분산 시스템
에 대해 알아보겠습니다.참고 🔗
- Operating System Concepts (10th Edition)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_machine↗
- https://learn.microsoft.com/en-us/virtualization↗