가상화
가상화란?
가상화는 물리적 시스템 리소스의 단일 풀을 활용하여 다수의 시뮬레이션 컴퓨팅 환경을 생성하는 프로세스입니다. 동일한 하드웨어 시스템에서 다중 운영 체제를 동시에 실행하는 데 사용하는 경우가 많습니다.
소프트웨어에서 하드웨어 분리
가상화를 통해 서버, 스토리지 장치, 데스크탑 시스템과 같이 물리적 형태로만 이용 가능했던 리소스를 디지털 형식으로 추상화할 수 있습니다. 이 기술은 물리적 하드웨어와 이 하드웨어에서 실행하는 소프트웨어를 분리합니다. 이를 통해 대규모 시스템의 리소스를 효율성이 향상되고 공유가 간편한 더 작은 크기의 부분으로 세분화함으로써 하드웨어 리소스를 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 세분화된 세그먼트는 VM(가상 시스템)을 통해 요구 사항이 다양한 다수의 애플리케이션 및 사용자에 배포할 수 있습니다. 가상화 기술의 일반적인 용도 중 하나는 특정 하드웨어 시스템 없이 다른 운영 체제용으로 설계된 애플리케이션을 실행하는 것입니다.
물리적 하드웨어에 대한 의존성 및 제한 없음
또한 가상화는 탁월한 유연성과 제어 권한으로 특정 하드웨어에 의존할 필요가 없습니다. VM에서 실행하는 애플리케이션은 자체 전용 시스템에서 실행할 때와 같이 동일한 하드웨어 및 소프트웨어 리소스에 액세스할 수 있습니다. 하지만 동일한 호스트 시스템에서 실행하는 경우에도 각 VM이 격리되어 다른 VM 및 호스트에 대한 보안이 강화됩니다.
가상화의 역사
가상화의 뿌리는 1960년대 대형 메인프레임 컴퓨터 시절로 거슬러 올라갑니다. 각각 엄청난 크기의 하드웨어는 한 번에 한 프로세스만 처리할 수 있었습니다. 결국 고객은 중대한 투자 장비가 동시에 사용자 2명 이상 또는 프로세스 2개 이상을 지원할 것을 요구하기 시작했습니다. 1960년대 후반 IBM에서 개발한 CP-67 운영 체제는 이 회사의 System 360 서버 제품군에 가상 메모리를 도입한 초기 하이퍼바이저였습니다. 하지만 여러 사용자가 단일 서버에서 작업할 수 있는 다른 솔루션이 개발되면서 가상화는 수십 년간 틈새 기술로 약화되었습니다.
1990년대 많은 기업이 단일 벤더 IT 스택과 레거시 애플리케이션으로는 변화를 따라가는 데 어려움을 겪어 충분히 사용되지 않는 경우가 많은 서버 리소스를 더 효율적으로 사용해야 한다는 것을 깨닫게 되었습니다. 가상화 도입으로 서버 인프라를 더 효율적으로 파티셔닝하는 것뿐만 아니라 다른 OS 유형과 버전에서 레거시 애플리케이션도 실행할 수 있었습니다. 여러 운영 체제를 실행하는 다양한 유형의 컴퓨터로 구성된 대규모 네트워크로 인해 인터넷의 성장이 가상화 도입 촉진에 도움이 되었습니다. 가상화 사용이 점점 증가하면서 서버에 대한 공급업체 고정이 감소하고 가상화는 클라우드 컴퓨팅 개발의 기반이 되었습니다.
가상화 작동 방식
가상화는 하이퍼바이저라고 하는 소프트웨어 계층으로 가능해졌습니다. 이 소프트웨어가 CPU, GPU, 메모리, 스토리지 공간, 네트워크 대역폭 등과 같은 호스트 시스템의 리소스를 추상화하며, 수신한 리소스 요청에 따라 시스템에서 실행하는 다수의 VM(가상 시스템)에 이 리소스를 동적으로 할당합니다. 각 VM은 호스트 시스템에서 단일 데이터 파일로 기능하고, 한 시스템에서 다른 시스템으로 또는 클라우드로도 간편하게 이동 가능하며, 다시 열었을 때 동일한 방식으로 작동합니다.
가상화 종류
가상화 기술이 계속 발전함에 따라 적용 방식도 증가하고 있습니다.
- 서버 가상화는 오늘날 시장에서 가장 일반적인 가상화 기술 응용 분야입니다. 서버가 많은 양의 작업을 처리하도록 설계되었기 때문에 구성요소를 더욱 효율적으로 사용하여 시스템 전반에서 여러 기능을 지원할 수 있도록 서버를 파티셔닝하면 여러 조직에서 큰 이점을 얻을 수 있습니다.
- 스토리지 가상화는 가상 스토리지 시스템이 관리하는 서버 그룹으로 구성됩니다. 이 시스템은 여러 소스에서 스토리지를 관리하며, 호스트 시스템에서 하드웨어의 차이와 상관없이 단일 스토리지 풀로 스토리지를 간주합니다. 가상화로 백업, 아카이빙, 복구 등의 작업이 더 간편해집니다.
- 애플리케이션 가상화는 OS와 이를 실행하는 하드웨어에서 애플리케이션을 분리합니다. 최종 사용자는 일반적으로 씬 클라이언트에서 가상화 애플리케이션을 평가하고, 애플리케이션 자체는 인터넷을 통해 연결된 데이터 센터 서버에서 실행됩니다. 따라서 이전 OS 버전이 필요하거나 다른 시스템 리소스를 위험에 빠뜨릴 수 있는 애플리케이션을 간편하게 실행할 수 있습니다.
- 데스크탑 가상화는 VDI(가상 데스크탑 인프라)라고도 하며, 인터넷을 통해 원격으로 액세스할 수 있는 소프트웨어 기반 시스템에서 사용자의 데스크탑 환경을 미러링합니다. 물리적 업무 공간의 모든 구성요소가 서버에 저장되어 최종 사용자는 사용하는 장치와 상관없이 유사한 경험을 활용하게 됩니다. 모든 사용자 데이터와 프로그램은 최종 사용자의 장치가 아닌 호스트 서버에 존재합니다.
- 네트워크 가상화는 가상 네트워크를 기본 하드웨어와 분리합니다. 가상 스위치는 네트워크의 모든 관리 작업을 처리합니다. 네트워크 가상화를 통해 관리자는 간편하게 리소스를 할당 및 분배하여 네트워크 성능과 안정성이 향상됩니다.
가상화의 일반적인 용도
가상화로 중소기업부터 대기업에 이르는 모든 규모의 기업이 이점을 얻을 수 있습니다. 가상화를 시작하는 작업이 복잡해 보일 수 있지만 가상화의 장기적 이점은 그만한 가치가 있습니다.
가상화를 통해 기업은 IT 인프라를 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 단일 서버 하드웨어에서 여러 VM 또는 VDI를 호스팅하고 하드웨어의 낮은 활용도로 인한 비용에 더해 에너지 및 냉각 비용도 절감할 수 있습니다. 또한 보유 하드웨어 수가 감소하여 유지관리 및 자산 수명주기 관리도 훨씬 간편해집니다.
서버 가상화는 원격 또는 하이브리드 업무 환경을 도입하는 여러 기업에서 중요한 역할을 해왔습니다. 작업자는 VDI, RDS(원격 데스크탑 서비스), 가상 데스크탑 및 이와 비슷한 기술로 안정적인 성능뿐 아니라 작업 수행에 필요한 파일 및 데이터를 간편하게 이용하고 생산성을 유지할 수 있습니다.
DR(재난 복구)은 가상화의 또 다른 일반적인 용도입니다. 제한된 서버 수로 VM 파일을 백업하면 많은 수의 전용 시스템에서 데이터를 백업하는 것보다 시간이 훨씬 단축됩니다. 또한 가상화는 하드웨어 장애 또는 다른 재난 발생 시 데이터를 다른 물리적 시스템으로 간편하게 이동하는 것이 가능합니다.
소프트웨어 또는 애플리케이션 개발에서 가상화는 개발 팀에서 신규 리소스를 이용 가능하게 하는 작업을 간소화하고 관련 비용을 줄여줍니다. 신규 VM을 신속하게 구축할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 호스트의 다른 VM 인스턴스 및 기본 인프라와 VM이 분리됩니다. 따라서 개발 환경에 문제가 발생하더라도 시스템의 나머지에 대해 문제가 발생하지 않도록 막아줍니다.
VM의 보안 이점은 개발 및 테스트 용도 이상으로 적용 가능합니다. 의심되는 파일이나 데이터에 액세스해야 할 경우, 최소한의 시스템 리소스와 스토리지만 사용하는 격리된 환경 또는 ‘샌드박스’에서 적절한 애플리케이션을 실행할 수 있습니다. 이러한 방식으로 소프트웨어와 애플리케이션을 서로 분리하면 악성 프로그램이나 다른 위협을 시스템에 퍼뜨리기가 까다로워집니다.
가상화 종류
A. 서버 가상화:
- 서버 가상화 기술은 단일 물리적 서버에서 다수의 가상 서버 실행을 지원하며 리소스 효율을 최적화합니다.
- 유형 1(베어 메탈) 및 유형 2(호스팅됨) 등 하이퍼바이저는 가상 시스템을 관리하고 서버 가상화를 촉진합니다.
B. 네트워크 가상화:
- 네트워크 가상화는 유연성과 효율을 높이기 위한 가상 네트워크 기능 및 리소스와 관련되어 있습니다.
- 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 및 네트워크 가상화 오버레이는 가상 네트워크 생성 및 중앙화된 네트워크 관리를 지원합니다.
C. 스토리지 가상화:
- 스토리지 가상화는 스토리지 리소스 가상화 및 데이터 관리와 관련되어 있습니다.
- 스토리지 가상화 아키텍처 및 기술은 효율적인 스토리지 프로비저닝, 데이터 마이그레이션, 중앙화된 관리를 지원합니다.
D. 데스크탑 가상화:
- 데스크탑 가상화는 데스크탑 환경 및 사용자 업무 공간을 가상화하여 다양한 장치를 통한 액세스와 유연성을 제공합니다.
- 가상 데스크탑 인프라(VDI) 및 애플리케이션 가상화 기술은 가상 데스크탑 및 애플리케이션의 배포와 관리를 지원합니다.
가상화의 이점 및 사용 사례
A. 비용 절감 및 효율성 향상:
- 가상화는 인프라를 통합하고 하드웨어 비용을 줄이면서 공간을 절약하여 비용을 절감합니다.
- 또한 리소스 활용률 및 에너지 효율을 높이고 비용 절감을 위해 인프라 관리를 최적화합니다.
B. 확장성 및 유연성:
- 가상화를 통해 가상 리소스를 빠르게 프로비저닝할 수 있으므로 변화하는 수요에 맞춰 빠르게 확장할 수 있습니다.
- 또한 워크로드 요건에 따라 리소스를 효율적으로 확장하거나 축소하여 유연하고 비용 효과적으로 리소스를 할당할 수 있습니다.
C. 비즈니스 연속성 및 재난 복구:
- 가상화는 복제 및 라이브 마이그레이션 등의 기능을 통해 데이터 보호 및 고가용성을 지원하여 비즈니스 연속성을 확보합니다.
- 또한 사이트 장애 조치, 가동 중지 시간 최소화, 데이터 안전 확보 등 디지털 재난 복구 전략을 지원합니다.
D. 테스트 및 개발 환경:
- 가상화는 고립된 테스트 환경의 생성을 간소화하여 충돌을 줄이고 정확한 결과를 지원합니다.
- 또한 빠른 프로비저닝과 가상 환경 복제를 통해 테스트 및 개발 주기를 가속화하여 소프트웨어 개발 및 테스트 효율을 높입니다.
가상화 기술 및 구성 요소:
A. 하이퍼바이저:
- 유형 1(베어 메탈) 하이퍼바이저는 호스트 하드웨어에서 직접 실행되지만 유형 2(호스팅됨) 하이퍼바이저는 운영 체제에서 실행됩니다.
- 하이퍼바이저는 다양한 기능, 관리 역량, 벤더 옵션을 제공하여 가상화된 환경에 대한 유연성과 제어권을 지원합니다.
B. 가상 시스템(VM):
- 가상 시스템은 물리적 컴퓨터의 소프트웨어 에뮬레이션으로, 운영 체제 및 애플리케이션을 실행할 수 있습니다.
- 또한 가상화 소프트웨어를 통해 생성, 관리, 마이그레이션되어 유연성, 휴대성, 효율적인 리소스 할당을 지원합니다.
C. 가상 네트워킹:
- 가상 스위치, 가상 LAN(VLAN), 가상 라우터는 가상화된 환경 내에서 네트워크 연결 및 세분화를 지원합니다.
- 가상화된 환경에서 네트워크 구성 및 연결은 가상 네트워킹 구성 요소를 통해 관리되며 유연성과 제어권을 제공합니다.
D. 스토리지 가상화 기술:
- 스토리지 영역 네트워크(SAN) 및 네트워크 연결 스토리지(NAS)는 가상화된 환경을 위한 스토리지 리소스를 제공합니다.
- 스토리지 가상화 플랫폼 및 소프트웨어 정의 스토리지 솔루션은 스토리지 리소스를 추상화 및 관리하여 효율적인 데이터 스토리지 및 관리 기능을 지원합니다.
가상화의 과제와 고려 사항:
A. 성능 및 리소스 할당:
- 성능 최적화는 가상 시스템 간 리소스 경합 관리 및 효율적인 리소스 할당 지원과 관련되어 있습니다.
- 모니터링 툴은 가상화된 시스템에서 최대 성능을 위해 성능 문제를 식별하고 해결하도록 지원합니다.
B. 보안 및 격리:
- VM 탈출을 방지하고 액세스 제어 및 네트워크 세분화 조치를 취하여 가상화된 환경을 보호합니다.
- 여러 가상 시스템 간 격리와 무단 액세스 차단은 보안 유지에 중요한 고려 사항입니다.
C. 호환성 및 통합:
- 가상화와 관련해 레거시 시스템 및 애플리케이션 호환성 문제에 직면할 수 있어 마이그레이션 시 주의해야 합니다.
- 가상화된 환경을 네트워킹, 스토리지 등 기존 시스템과 통합하려면 효과적인 계획 수립 및 실행이 필요합니다.
D. 관리:
- 중앙화된 관리 및 모니터링 툴은 가상화된 인프라의 효율적인 관리를 지원하여 성능 및 안정성을 확보합니다.
- 자동화 및 오케스트레이션 툴은 관리 작업을 간소화하여 생산성을 높이고 지속적인 구성 및 구축을 지원합니다.
가상화 성공 사례
A. 용량 계획 및 성능 최적화:
- 효율적인 리소스 활용을 지원하기 위해 리소스 요건을 평가하고 그에 따라 용량을 계획합니다.
- 성능 조정 기술을 활용하여 워크로드 배치를 최적화하고 리소스 할당을 조정함으로써 시스템 성능을 개선합니다.
B. 보안 및 규제 준수 조치:
- 네트워크 세분화, 액세스 제어 등 보안 통제를 구현하여 가상화된 환경의 보안을 강화합니다.
- 데이터 보호 및 개인 정보 규제 등의 준수를 고려하여 가상화된 환경에서 규제 준수를 지원합니다.
C. 재난 복구 전략 및 백업:
- 데이터 손실로부터 보호하고 가상 시스템에 맞는 백업 및 복원 절차를 확립하여 복원을 지원합니다.
- 와해를 효과적으로 처리하기 위해 정기적인 테스트 등 종합 재난 복구 계획을 통해 비즈니스 연속성을 지원합니다.
D. 클라우드 환경에서의 가상화:
- 유연한 리소스 할당 및 확장성을 위해 공개, 비공개, 하이브리드 클라우드 환경에서 가상화를 활용합니다.
- 클라우드 관리 플랫폼, 자동화, 리소스 최적화 기술을 활용하여 클라우드 구축에서 가상화 관리를 최적화합니다.
HPE 가상화 솔루션
가상화된 인프라가 있는 조직에서 애플리케이션 와해 및 중단 시간을 방지하는 것은 중요한 과제입니다. HPE는 HPE Infosight를 통해 가상 시스템을 위한 몇 가지 지원 옵션을 제공합니다. 클라우드 기반 기계 학습을 이용하여 근본적인 원인을 진단함으로써 VM 성능을 최적화하고, 애플리케이션 및 리소스 중심 모델링을 통해 올바른 해결책을 추천합니다. AI 기반의 자율 운영은 VM 및 데이터 중심 분석으로 깊이 있는 가시성을 촉진하며 추측을 줄이는 데 도움이 됩니다.
1계층 및 미션 크리티컬 애플리케이션의 민첩성, 안정성, 확장성이 향상됩니다. HPE의 스토리지 인프라는 서버 가상화 배포에 필요한 차별화된 성능, 통합, 관리, 가용성 등을 지원합니다. HPE 스토리지는 가상화에 적합하게 설계된 최신 아키텍처와 다양한 규모의 가상 환경을 지원하는 솔루션을 통해 VM 집적도와 스토리지 효율성을 최적화하고 관리를 간소화합니다.
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또한 HPE는 가상 시스템을 위한 지능형 클라우드와 스토리지 솔루션을 서비스형으로 제공하며 HPE GreenLake는 온프레미스 인프라에 클라우드 경험을 지원하고 엣지, 클라우드, 데이터 센터를 통합합니다. 가상 시스템 인프라에 적합한 HPE GreenLake는 업계 최고의 HPE 하드웨어와 지원 소프트웨어 및 서비스의 모듈형 빌딩 블록에 기반한 솔루션을 제공합니다. 워크로드 요구 사항에 적합하게 설계된 몇 가지 구성을 이용할 수 있습니다. 볼륨이 많고 요구 사항이 복잡한 엔터프라이즈 사용자에게 적합한 HPE GreenLake for Private Cloud는 HPE가 관리하며 간편한 포인트 앤 클릭 방식으로 우수한 DevOps 성능을 지원하는 온프레미스 프라이빗 클라우드 경험을 제공합니다.