가상화는 물리적 컴퓨터 하드웨어를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하며 클라우드 컴퓨팅의 기반이 됩니다.

가상화는 가상 머신 모니터(VMM)라고도 알려진 하이퍼바이저를 통해 가능합니다. 이 경량 소프트웨어 계층은 서로 나란히 실행되는 가상 머신을 관리합니다.

가상화의 탄생은 IBM이 IBM System/360을 위한 실험적인 시간 공유 연구 프로젝트인 CP-40을 설계하고 출시했던 1964년으로 거슬러 올라갑니다. CP-40은 이후 CP-67과 유닉스로 발전하면서 여러 사용자를 동시에 지원할 수 있는 컴퓨터 하드웨어를 제공했고 가상 머신의 토대를 마련했습니다.

1972년 8월 2일, IBM은 최초의 가상 머신인 VM/370과 가상 메모리를 지원하는 최초의 System/370 메인프레임을 출시했습니다. 

1998년 VMware(ibm.com 외부 링크)는 x86 운영 체제를 개발하여 단일 시스템을 각각 고유한 운영 체제가 있는 여러 가상 머신으로 분할할 수 있도록 했습니다. 1999년에는 사용자가 하나의 PC에서 여러 운영 체제를 가상 머신으로 실행할 수 있는 최초의 상용 제품인 VM Workstation 1.0을 출시했습니다.

오늘날 가상화는 엔터프라이즈급 IT 인프라의 표준 관행이자 클라우드 컴퓨팅 경제의 원동력으로, 기업이 용량 활용도를 높이고 비용을 절감할 수 있도록 지원합니다. 데스크탑 환경, 운영 체제, 스토리지 하드웨어, 데이터 센터 등을 포함한 모든 IT 인프라를 가상화할 수 있습니다.

가상화는 하이퍼바이저 기술에 의존합니다. 물리적 컴퓨터 또는 서버(Bare Metal Server라고도 함)에 배치된 이 소프트웨어 계층을 사용하면 물리적 컴퓨터가 운영 체제 및 애플리케이션을 하드웨어에서 분리할 수 있습니다. 이러한 가상 머신은 하이퍼바이저가 관리하는 서버의 원래 리소스(메모리, RAM, 스토리지 등)를 공유하면서 운영 체제와 애플리케이션을 독립적으로 실행할 수 있습니다. 기본적으로 하이퍼바이저는 가상 머신에 리소스를 할당하고 서로를 방해하지 않도록 하는 트래픽 경찰과 같은 역할을 합니다.

하이퍼바이저에는 크게 두 가지 유형이 있습니다.

• 유형 1 하이퍼바이저는 물리적 하드웨어(일반적으로 서버)에서 직접 실행되어 OS를 대체합니다. 일반적으로 별도의 소프트웨어 제품을 사용하여 하이퍼바이저에서 VM을 만들고 조작합니다. VMware의 vSphere와 같은 일부 관리 툴을 사용하면 가상 머신에 설치할 게스트 운영 체제를 선택할 수 있습니다. 하나의 가상 머신을 다른 가상 머신의 템플릿으로 사용하고 이를 복제하여 새 가상 머신을 만들 수 있습니다. 필요에 따라 소프트웨어 테스트, 프로덕션 데이터베이스 또는 개발 환경 등 다양한 용도로 여러 개의 VM 템플릿을 만들 수 있습니다. 유형 1 하이퍼바이저의 예로는 커널 기반 가상 머신(KV)이 있습니다.
• 유형 2 하이퍼바이저는 호스트 OS 내에서 애플리케이션으로 실행되며 일반적으로 단일 사용자 데스크톱 또는 노트북 플랫폼을 대상으로 합니다. 유형 2 하이퍼바이저를 사용하면 수동으로 VM을 생성하고 그 안에 게스트 OS를 설치합니다. 하이퍼바이저를 사용하여 VM에 물리적 리소스를 할당하고 사용할 수 있는 프로세서 코어 및 메모리 수를 수동으로 설정할 수 있습니다. 하이퍼바이저의 기능에 따라 그래픽에 대한 3D 가속과 같은 옵션을 설정할 수 있습니다. 유형 2 하이퍼바이저에는 VMware Workstation 및 Oracle VirtualBox가 포함됩니다.

하이퍼바이저 관리에 따른 분류 외에도 가상 머신은 시스템 가상 머신(전체 가상화 머신이라고도 함)과 프로세스 가상 머신이라는 두 가지 주요 범주로 분류됩니다. 

시스템 가상 머신을 사용하면 각각 자체 운영 체제를 실행하는 여러 가상 머신 간에 기본 물리적 머신 리소스를 공유할 수 있습니다. 반면 프로세스 가상 머신(애플리케이션 가상 머신이라고도 함)은 OS 내에서 애플리케이션을 실행하고 단일 프로세스를 지원합니다. 프로세스 VM의 예로는 Java로 컴파일된 프로그램을 실행하는 Java 가상 시스템이 있습니다.

가상 머신은 기업 IT 관리자와 사용자 모두에게 다음과 같이 다양한 용도로 사용됩니다.

• 클라우드 기반 컴퓨팅 지원: VM은 클라우드 컴퓨팅의 기본 단위로서, 이를 통해 수십 개의 애플리케이션과 워크로드를 성공적으로 실행하고 확장할 수 있습니다.
• 워크로드 마이그레이션 속도 향상: VM은 이동성이 뛰어나 온프레미스에서 클라우드 기반 환경으로 워크로드를 빠르게 마이그레이션하는 데 도움이 됩니다.
• 하이브리드 클라우드 여정의 가속화: VM은 온프레미스, 프라이빗 클라우드 및 퍼블릭 클라우드 환경을 하나의 유연한 IT 인프라로 혼합하는 하이브리드 클라우드 환경을 구축하기 위한 인프라를 제공합니다.
• DevOps 지원: VM은 DevOps 팀 및 기타 엔터프라이즈 개발자를 지원하는 좋은 방법이며, 이를 통해 소프트웨어 개발 및 테스트 프로세스에 대한 설정으로 VM 템플릿을 구성할 수 있습니다. 자동화된 개발 워크플로에서 이러한 단계를 포함하여 정적 소프트웨어 테스트와 같은 작업을 위한 VM을 만들 수 있습니다. 이러한 기능은 DevOps 툴체인을 간소화하는 데 도움이 됩니다.
• 새 운영 체제 테스트: VM을 사용하면 기본 OS에 영향을 주지 않고 데스크톱에서 새 시스템을 테스트해 볼 수 있습니다.
• 맬웨어 조사: VM은 악성 프로그램을 테스트하기 위해 새로운 머신이 자주 필요한 맬웨어 연구원에게 유용합니다.
• 호환되지 않는 소프트웨어 실행: 일부 사용자는 한 OS를 사용하면서 다른 OS에서만 사용할 수 있는 프로그램이 필요한 경우가 있습니다.
• 안전한 브라우징: 가상 머신을 사용하여 탐색하면 감염에 대한 걱정 없이 사이트를 방문할 수 있습니다. 컴퓨터의 스냅샷을 찍은 다음 각 브라우징 세션 후에 롤백할 수 있습니다. 사용자는 유형 2 데스크톱 하이퍼바이저를 사용하여 이 브라우징 시나리오를 설정할 수 있습니다. 또는 관리자가 서버에 임시 가상 데스크톱을 제공할 수도 있습니다.
• 재해 복구(DR) 지원: 가상화된 환경에서는 리소스를 쉽게 프로비저닝하고 배포할 수 있으므로 필요할 때 가상 머신을 복제하거나 클론을 만들 수 있습니다. 이 프로세스는 재해 복구(DR)에 중요한 새 물리적 서버를 프로비저닝하고 설정하는 데 몇 시간이 걸리는 것과는 대조적으로 몇 분 안에 이루어집니다.

x86 마이크로프로세서 아키텍처의 가상화를 성공적으로 상용화한 최초의 기업인 VMware는 가상화 시장의 선두 주자입니다(ibm.com 외부 링크). VMware는 엔터프라이즈 고객에게 유형 1 및 유형 2 하이퍼바이저와 VM 소프트웨어를 제공합니다.

대부분의 하이퍼바이저는 Windows OS를 게스트로 실행하는 VM을 지원합니다. Microsoft의 Hyper-V 하이퍼바이저는 Windows 운영 체제의 일부로 제공됩니다. 설치되면 자체 및 기본 Windows OS를 포함하는 상위 파티션이 만들어지며, 각각 하드웨어에 대한 액세스 권한이 부여됩니다. Windows 게스트를 포함한 다른 운영 체제는 하위 파티션에서 실행되며 상위 파티션을 통해 하드웨어와 통신합니다.

Google의 오픈 소스 Android OS는 모바일 및 커넥티드 홈 디바이스에서 흔히 사용됩니다.

Android OS는 이러한 장치에 일반적으로 사용되는 ARM 프로세서 아키텍처에서만 실행되지만, 매니아, Android 게이머 또는 소프트웨어 개발자는 PC에서 이를 실행하기를 원할 수 있습니다. PC는 완전히 다른 x86 프로세서 아키텍처에서 실행되고 하드웨어 가상화 하이퍼바이저는 VM과 CPU 간에만 명령을 전달하기 때문에 이러한 상황은 문제가 될 수 있습니다. 이는 다양한 명령어 세트를 가진 프로세서에 대해서는 변환하지 않습니다.

Shashlik 또는 Genymotion과 같은 다양한 프로젝트에서는 소프트웨어에서 ARM 아키텍처를 다시 만드는 에뮬레이터를 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다. 한 가지 대안인 Android-x86 프로젝트는 대신 Android를 x86 아키텍처로 포팅합니다. 이를 실행하려면 Android-x86 프로그램을 VirtualBox 유형 2 하이퍼바이저를 사용하는 가상 머신으로 설치해야 합니다. 또 다른 대안인 Anbox는 호스트 Linux OS의 커널에서 Android 운영 체제를 실행합니다.

Apple은 macOS 시스템이 Apple 하드웨어에서만 실행되도록 허용합니다. 즉, Apple 이외의 하드웨어에서는 VM으로 또는 최종 사용자 라이선스 계약에 따라 실행할 수 없습니다. 그러나 Mac 하드웨어에서 유형 2 하이퍼바이저를 사용하여 macOS 게스트가 있는 VM을 만들 수 있습니다.

Apple은 iOS OS를 엄격하게 제어하고 iOS 기기에서만 실행할 수 있도록 허용하기 때문에 오늘날 VM에서 iOS를 실행하는 것은 불가능합니다.

iOS VM에 가장 가까운 것은 소프트웨어에서 전체 iPhone 시스템을 시뮬레이션하는 Xcode 통합 개발 환경과 함께 제공되는 iPhone 시뮬레이터입니다.

Java 플랫폼은 Java 소프트웨어 개발 언어로 작성된 프로그램을 위한 실행 환경입니다. "한 번 작성하면 어디서나 실행할 수 있다"는 Java의 약속은 모든 Java 프로그램이 모든 Java 플랫폼에서 실행될 수 있다는 것을 의미하며, 이 때문에 Java 플랫폼에는 Java 가상 머신(JVM)이 포함되어 있습니다.

Java 프로그램에는 JVM을 위한 명령어의 한 형태인 바이트코드가 포함되어 있습니다. JVM은 이 바이트코드를 호스트 컴퓨터에서 사용하는 가장 낮은 수준의 언어인 머신 코드로 컴파일합니다. 한 컴퓨팅 플랫폼의 Java 플랫폼에 있는 JVM은 프로세서가 기대하는 머신 코드에 따라 다른 컴퓨팅 플랫폼의 JVM과 다른 머신 코드 명령어 세트를 생성합니다.

따라서 JVM은 전체 OS를 실행하지 않으며 다른 VM처럼 하이퍼바이저를 사용하지 않습니다. 대신 특정 하드웨어에서 실행되도록 애플리케이션 수준의 소프트웨어 프로그램을 변환합니다.

JVM과 마찬가지로 Python VM은 하이퍼바이저에서 실행되거나 게스트 OS를 포함하지 않습니다. 이는 Python으로 작성된 프로그램을 다양한 CPU에서 실행할 수 있도록 하는 툴입니다.

Java와 마찬가지로 Python은 프로그램을 바이트코드라는 중간 형식으로 변환하여 실행할 수 있는 파일에 저장합니다. 프로그램이 실행되면 Python VM은 빠른 실행을 위해 바이트코드를 머신 코드로 변환합니다.

Linux는 많은 VM에서 사용되는 일반적인 게스트 OS입니다. 또한 VM을 실행하는 데 사용되는 일반적인 호스트 OS이며 자체 하이퍼바이저인 커널 기반 가상 머신(KVM)도 있습니다. 오픈 소스 프로젝트이긴 하지만 Red Hat은 KVM을 소유하고 있습니다.

Ubuntu는 Canonical에서 제작한 Linux 배포판입니다. 데스크톱 및 서버 버전으로 제공되며 VM으로 설치할 수 있습니다. 사용자는 Microsoft Hyper-V에 Ubuntu를 게스트 OS로 배포할 수 있습니다. Hyper-V의 고급 세션 모드에서 잘 작동하는 최적화된 버전의 Ubuntu 데스크톱을 제공하여 Windows 호스트와 Ubuntu VM 간의 긴밀한 통합을 제공합니다. 여기에는 클립보드 통합, 동적 데스크톱 크기 조정, 공유 폴더 및 호스트와 게스트 데스크톱 간의 마우스 이동에 대한 지원이 포함됩니다.

퍼블릭 또는 멀티 테넌트 가상 머신은 여러 사용자가 공통의 물리적 인프라를 공유하는 가상 머신입니다. 이 모델은 가상 머신을 프로비저닝하는 가장 비용 효율적이고 확장 가능한 접근 방식입니다. 그러나 멀티 테넌트 환경에는 엄격한 보안 또는 규정 준수 의무가 있는 조직이 선호할 수 있는 몇 가지 격리 특성이 없습니다.

싱글 테넌트 가상 머신의 두 가지 모델은 전용 호스트와 전용 인스턴스입니다.

• 전용 호스트는 전체 물리적 머신을 임대하고 해당 머신에 대한 지속적인 액세스 및 제어를 유지해야 합니다. 이 모델은 하드웨어 유연성과 투명성, 워크로드 제어 및 배치를 극대화하고 특정 BYO(Bring-Your-Own) 라이선스 소프트웨어에 대한 몇 가지 이점을 제공합니다.
• 전용 인스턴스는 동일한 싱글 테넌트 격리 및 워크로드 배치에 대한 동일한 제어 기능을 제공하지만 특정 물리적 머신과 연결되지 않습니다. 예를 들어, 전용 인스턴스가 재부팅되면 새로운 물리적 머신, 즉 개별 계정 전용 머신이지만 잠재적으로 다른 물리적 위치에 있는 새 머신에 설치될 수 있습니다.

Bare Metal Servers는 원시 하드웨어, 전력 및 격리가 전부입니다. 이 서버는 하이퍼바이저 주기(가상화 소프트웨어)가 전혀 없는 싱글 테넌트, 물리적 서버로 고객 한 명만을 위한 전용 서버입니다.

데이터 집약적인 애플리케이션 및 규정 준수 요건과 같이 성능 및 격리를 우선시하는 워크로드는 일반적으로 Bare Metal Servers에 가장 적합하며, 특히 장기간에 걸쳐 배포되는 경우 더욱 그렇습니다.

엔터프라이즈 리소스 프로그램(ERP), 고객 관계 관리(CRM), 공급망 관리(SCM), 전자상거래 및 금융 서비스 애플리케이션은 Bare Metal Servers에 적합한 몇 가지 워크로드에 불과합니다.

반면, 워크로드에 최대한의 유연성과 확장성이 필요한 경우 베어 메탈 하드웨어에 하이퍼바이저를 배치하여 가상 머신을 만드는 것이 좋습니다. 가상 머신은 서버 용량과 활용도를 높입니다. 한 VM에서 다른 VM으로 데이터를 이동하고, 데이터 세트의 크기를 조정하고, 동적 워크로드를 나누는 데 이상적입니다.

1. 안정적인 지원: 전화, 이메일, 채팅 등을 통해 연중무휴 24시간 고객 지원을 보장합니다. 중요한 IT 상황에서 도움을 줄 수 있는 실제 직원이 있어야 합니다. 또한 어떤 클라우드 제공업체가 더 많은 실무 지원을 위해 추가 서비스를 제공하는지 확인하는 것도 중요합니다.
2. 관리형 옵션: 클라우드 공급자가 비관리형 솔루션과 관리형 솔루션을 모두 제공하나요? 가상화 기술에 익숙하지 않다면 설정, 유지 관리 및 지속적인 성능 모니터링을 담당할 제공업체를 고려하세요.
3. 소프트웨어 통합: 가상 머신 환경이 다른 환경과 잘 작동하나요? 운영 체제, 타사 소프트웨어, 오픈 소스 기술 및 애플리케이션은 비즈니스 전반에 걸쳐 더 많은 솔루션을 제공할 수 있도록 지원합니다. 업계에서 가장 많이 사용되는 소프트웨어 공급업체와 강력한 파트너십을 맺고 지원을 제공하는 가상 머신 제공업체가 있어야 합니다.
4. 고품질 네트워크 및 인프라: 새 가상 머신이 실행될 인프라는 얼마나 최신 상태인가요? 이 인프라에는 신뢰할 수 있는 Bare Metal Servers, 최신 데이터 센터 및 네트워크 백본이 포함됩니다. 클라우드 제공업체는 최첨단 하드웨어와 고속 네트워킹 기술을 통해 서비스를 제공할 수 있어야 합니다.
5. 위치: 데이터가 사용자에게 가까울수록 대기 시간, 보안 및 적시 서비스 제공과 관련된 번거로움이 줄어듭니다. 분산된 데이터 센터와 POP 위치로 구성된 우수한 글로벌 네트워크는 가장 필요할 때 언제 어디서나 데이터를 확보하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
6. 백업 및 복구: 해당 클라우드 제공업체는 예기치 않은 이벤트 발생 시 가상 머신을 계속 가동하기 위해 어떤 계획을 가지고 있나요? 또한 가상화된 환경에 대한 추가 기능 백업 및 중복 옵션도 제공하나요? 지속적인 운영은 진지하게 고려해야 할 사항입니다.
7. 확장성 및 편의성: 가상 머신을 얼마나 빠르고 쉽게 스핀업, 스핀다운, 예약, 일시 중지 및 업데이트할 수 있나요? 가상 머신 확장성에 대해 가장 많이 들어야 할 말은 바로 '온디맨드'입니다.
8. 다양한 CPU 구성: 구성이 많을수록 더 많은 옵션을 사용할 수 있습니다. 모든 가상 머신 구성이 모든 사용 시즌 동안 모든 워크로드에 적합한 것은 아닙니다. 싱글 및 멀티 테넌트 요구 사항에 맞는 다양한 구성 패키지를 제공하는 가상 머신 제공업체를 찾아야 합니다.
9. 보안 계층: 비즈니스 데이터는 특히 민감한 고객 정보를 다룰 때 가장 중요한 형태의 통화라고 할 수 있습니다. 가장 중요한 자산을 보호하는 데 필수적인 사설 네트워크 회선, 연방 데이터 센터 옵션, 내장 암호화 기능 및 규정 준수 표준 충족에 대해 제공업체에게 문의하세요.
10. 원활한 마이그레이션 지원: IT 우선순위가 변화함에 따라 가상 머신 제공업체는 온프레미스와 오프프레미스 간에 원활하게 전환할 수 있도록 지원할 수 있어야 합니다. 완전한 데이터 수집, 네트워크를 통한 마이그레이션, 애플리케이션 주도 마이그레이션 옵션을 찾아보세요.