안녕하세요~ IT의 아는 것을 넓혀가는 룰루르루입니다!
오늘은 "IT 인프라를 효율적으로 사용하기 위한 기술, 가상화"에 대해 간단히 정리해봤습니다.
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전통적인 서버 관리 방식의 문제점
IT 인프라, IT 환경을 운영하기 위한 모든 것
안녕하세요~ IT의 아는 것을 넓혀가는 룰루르루입니다!오늘은 "IT 환경의 필수 요소 , IT 인프라"에 대해 정리해보았습니다.아직 배워가는 중이라 잘못된 정보가 있거나 보완할 점이 있다면 댓글
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앞서 전통적인 인프라 관리에서는 하나의 서버에 하나의 어플리케이션을 설치해 운영했다고 소개했었습니다.
따라서 서비스 출시 이후 예상보다 반응이 좋아 서버의 성능이 부족하다던가, 예상보다 반응이 나빠 서버의 성능이 남아 도는 문제가 발생했었습니다. 이에 성능이 부족하면 성능이 더 좋은 서버를 구매하면 됐지만, 나쁘다고 서버를 뺄 수도 없었습니다.
또, 신규 서버를 구매해도 기존 서버가 남아있기 때문에 공간, 전력 소모 같은 현실 장비의 자원도 발생했습니다.
가상화란 무엇일까요?
가상화는 하나의 물리적인 컴퓨터 위에 하이퍼바이저(Hypervisor)라는 가상화 소프트웨어를 설치해 여러 개의 가상 컴퓨터를 만들고 관리하는 기술입니다. 각 가상 컴퓨터는 마치 실제 독립된 컴퓨터처럼 자체 운영체제를 설치하고 동작할 수 있죠.
이렇게 하면 하드웨어 리소스를 매우 효율적으로 사용할 수 있어 기업에서는 처음부터 고성능의 서버 한대를 구매해 필요할 때마다 잘라서 사용하면 되니 공간적으로도, 리소스적으로도 투자 대비 효율(RoI)을 높일 수 있게 됩니다!
가상화의 또 다른 이점 중 하나로 VM의 전체 구성을 이미지 파일로 관리하기 때문에 반복적인 인프라 배포를 빠르게 하거나, 재해복구 시 빠르게 복구할 수 있다는 장점이 있습니다.
가상화의 주요 구성 요소
가상화에서 가장 중요한 개념은 하이퍼바이저와 가상 머신입니다.
하이퍼바이저(Hypervisor)
하이퍼바이저는 한 컴퓨터에서 여러 가상 머신을 관리하는 가상화 소프트웨어입니다.
호스트의 자원을 가상 머신에 분배하고, 각 가상 머신이 다른 가상 머신의 작동을 방해하지 않도록 합니다.
1형 하이퍼바이저 (일반적으로 상용)
- 서버의 OS 대신 하이퍼바이저를 설치되어 고성능을 요구하는 기업 환경에서 사용 (예: VMware ESXi, Nutanix)
2형 하이퍼바이저 (개발용, 개인용)
- 운영체제 위에 설치되어 주로 개인 장비에서 사용 (예: VMware Workstation, VirtualBox)
가상 머신(VM)
가상 머신은 하이퍼바이저 위에서 동작하는 "소프트웨어 기반 또는 소프트웨어 정의 컴퓨터"입니다.
물리(호스트) 장비와 구분하기 위해 게스트 머신이라고도 불리며, 각 VM은 독립적인 자원과 OS를 부여 받아 하나의 서버처럼 동작하게 합니다.
이 밖에 가상 네트워크, 가상 디스크 등 VM이 독립적이고 물리적인 환경과 같이 동작하도록 돕는 기술들이 있습니다.
가상화 어떻게 활용할 수 있나요?
실제로는 가상화 기술이 단순히 서버 자원을 쪼개 사용하는 용도로만 쓰이지 않고 다양한 유형으로 사용됩니다.
서버 가상화
- 물리적 서버를 여러 대의 가상 서버로 분할하는 가장 보편적인 유형
- 조직에서 서버 리소스를 사용하고 IT 서비스를 배포할 수 있는 효율적이고 경제적인 방법
스토리지 가상화
- 다양한 형태의 스토리지를 논리적으로 하나의 스토리지로 통합하는 유형
- 네트워크 상의 모든 물리적 스토리지 디바이스의 기능을 결합해 단일 스토리지처럼 사용할 수 있게 해주는 기술.
- 스토리지 가상화는 아카이빙, 백업 및 복구와 같은 스토리지 활동을 간소화할 수 있다. 여러 대의 네트워크 스토리지 디바이스를 가상으로 단일 스토리지 디바이스로 결합할 수 있기 때문.
네트워크 가상화
- 네트워크 장비(스위치, 라우터 및 방화벽)를 소프트웨어로 추상화하여 물리적 장비 변경 없이 네트워크 구성 및 관리 효율성을 높이는 기술
- 주요 네트워크 가상화 유형에는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)과 네트워크 기능 가상화(NFV)가 있다.
- 소프트웨어 정의 네트워크: 기존 장비의 트래픽 라우팅 등 장비의 제어 플레인을 소프트웨어로 관리해 중앙에서 쉽게 관리할 수 있다는 장점
- 네트워크 기능 가상화: 네트워크 주요 기능을 가상 환경에서 실행하는 기술로 물리 장비를 줄여준다는 장점
데이터 가상화
- 여러 위치,형식, 소스에 분산된 데이터를 하나의 가상 데이터 소스로 통합하는 기술
- 어플리케이션이 다수의 환경에서 서로 다른 형식으로 존재하는 데이터에 쉽게 액세스할 수 있게 해준다.
데스크톱 가상화
- 호스트에서 운영체제(OS)와 데스크톱 환경을 가상 머신(VM)에서 실행하고 사용자에게 원격으로 관리 및 접속 할 수 있도록 하는 기술
- 각 데스크톱 환경을 격리하고, 중앙에서 관리 가능하여 보안 강화 및 유지보수 비용 절감 가능
- 데스크톱 가상화의 유형에는 가상 데스크톱 인프라(VDI)와 로컬 데스크톱 가상화가 있다.
- 가상 데스크톱 인프라: 재택근무 등에 활용, 사용자 환경에서 기업 네트워크에 직접 접속하는 VPN과 달리 가상 데스크톱 환경은 기업 내부에 존재하고, 사용자에게는 뷰만 제공함으로 보안을 유지할 수 있다.
- 로컬 데스크톱 가상화: 개인 PC에 하이퍼바이저를 실행하여 하나 이상의 추가 OS를 설치 및 사용 (Virtual box 등)
어플리케이션 가상화
- 사용자의 OS에 직접 설치하지 않아도 애플리케이션을 실행할 수 있도록 제공하는 기술
- 특정 OS에 관계없이 애플리케이션을 실행할 수 있어서 플랫폼 독립적
- 로컬 애플리케이션 가상화 - 어플리케이션이 사용자 로컬 환경에서 실행되지만 OS가 아닌 별도의 런타임 환경(가상화된 환경, 샌드박스)에서 실행. ex) 윈도우의 리눅스 시스템?
- 애플리케이션 스트리밍 - 어플리케이션 전체를 설치하는 것이 아닌 네트워크를 이용해 필요한 부분만 원격 서버로부터 다운로드 및 실행 ex) 클라우드 기반 게임, GeForce Now 등
- 서버 기반 애플리케이션 가상화 – 어플리케이션의 연산 대부분이 원격 서버에서 수행되고, 사용자 기기에는 최소한의 화면 처리만 수행
가상화와 컨테이너의 차이
가상화
- 가상화는 Hypervisor 상에 여러 OS를 생성하기에 애플리케이션 동작과 연관이 없는 많은 서비스와 프로세스가 함께 설치되고, 동작하게 됩니다.
- 독립된 OS와 리소스를 갖기 때문에 높은 보안과 격리를 제공하지만, 물리 머신과 마찬가지로 전체 OS가 부팅되어야 동작 하기에 상대적으로 실제 서비스 동작까지 오랜 시간이 소요됩니다
- 따라서 다양한 OS 환경이 필요한 경우 또는 높은 보안이 필요한 경우 사용되는 기술입니다 (IDC나 클라우드 환경)
컨테이너
- 컨테이너 런타임 상에 어플리케이션을 패키징한 컨테이너만 실행되어 실행속도가 매우 빠릅니다.
- 컨테이너는 호스트의 OS를 공유받기 때문에 실제 서비스 속도가 빠르지만, 프로세스 수준에서 보안 및 격리되기 때문에 상대적으로 약한 보안을 가집니다.
- 따라서 빠르고 효율적인 실행이 필요한 경우 사용되는 기술입니다. (MSA나 CI/CD 파이프라인 구성)
가상화와 클라우드의 차이
클라우드 컴퓨팅은 가상화 기반 기술을 활용
서버, 스토리지, 네트워크, 어플리케이션 등을
"인터넷을 통해 서비스의 형태로 제공"하는 기술
가상화와 클라우드는 비슷하게 보이지만, 서로 추구하는 기술적인 방향에 다소 차이가 있습니다.
- 가상화는 IT 인프라를 효율적으로 활용하기 위한 것에 초점을 맞추고 있다
- 클라우드는 인터넷을 통해 IT 인프라를 손쉽게 사용하는 것에 초점을 맞추고 있다.
즉, 가상화와 클라우드는 상호 보완적 개념이고 서로 활용 관계라고 이해할 수 있습니다.
다만, 서비스 주체나 목적에 따라 가상화는 Private Cloud 서비스로, 클라우드는 Public Cloud 서비스로 그 의미가 확장될 수 있습니다.
Private Cloud
- 조직 내부 또는 IDC에 보유한 인프라를 활용해 직접 운영 및 관리
- 내부 인프라 최적화 및 자원 활용의 효율성 향상과 데이터를 직접 소유해 통제력과 보안을 갖기 위함
- 자산을 확보한 후 내부 활용하는 방식이기에 자체 자원 내에서만 확장 가능함
- 전용 하드웨어와 네트워크 구축이 필수적으로 초기 투자 비용 ↑, 운영비용 ↓
Public Cloud
- 서비스 제공자(Cloud Service Provider)가 보유한 데이터센터의 인프라를 임대
- 온디맨드(On-demand) 자원 사용이 핵심이며 인프라를 이론 상 무제한으로 확장할 수 있다는 장점을 가진다.
- IaaS 뿐만 아니라 PaaS, SaaS 등을 제공하여 인프라 관리에 대한 시간과 비용을 최소화 하기 위함
- 인프라를 직접 보유하지 않지만 지속적으로 비용이 지출되기에 초기 비용 ↓, 운영비용 ↑
가상화 기술은 현대 IT 시스템 운영에 필수적입니다.
기업 입장에서는 물리적인 서버의 한계를 뛰어넘어 효율적인 자원 관리와 유연한 운영 환경을 제공하고,
개인에게도 복잡한 인프라의 보유 없이 쉽게 자신만의 IT 인프라를 구축할 수 있다는 점에서 활용도가 높은 기술입니다.
만약 가상화를 이해했다면 근래 가장 많이 활용되는 클라우드와 컨테이너는 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
다음 포스트에서는 가상화 소프트웨어의 대표 주자인 VMware와 구성 요소에 대해 정리해 보겠습니다.
감사합니다~~
가상화란 무엇인가요? - 클라우드 컴퓨팅 가상화 설명 - AWS
클라우드 컴퓨팅은 사용량에 따른 요금으로 인터넷을 통해 온디맨드로 컴퓨팅 리소스를 제공하는 것을 말합니다. 물리적 데이터 센터를 구매, 소유 및 유지 관리하는 대신, 필요할 때 클라우드
aws.amazon.com
가상화 vs. 클라우드 컴퓨팅
가상화와 클라우드 컴퓨팅 간의 차이점, 그리고 각 방식의 장점에 대해 알아보세요.
www.oracle.com
가상화란? | IBM
가상화를 통해 단일 컴퓨터의 하드웨어 리소스를 가상 머신(VM)이라고 하는 여러 개의 가상 컴퓨터로 나눌 수 있습니다.
www.ibm.com
프라이빗 클라우드(Private Cloud)는 무엇일까요? | 클라우드 용어집 | 삼성SDS
프라이빗 클라우드란, 기업이나 조직이 자체적으로 구축한 클라우드 컴퓨팅 환경을 의미합니다. 프라이빗 클라우드(Private Cloud)는 보안과 규정 준수 등 기업 내부에서의 제어와 관리가 용이하며
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