Hypervisor의 종류

이번 강의에서는 Type-1 하이퍼바이저와 Type-2 하이퍼바이저의 차이점에 대해 알아보겠습니다.

이전 강의에서 오직 Type-1 하이퍼바이저에 대해서만 이야기했습니다. ESXi는 Type-1 하이퍼바이저이기 때문니다.

• Type-1 하이퍼바이저는 매우 가벼운 운영 체제처럼 작동합니다.
• 호스트에 직접 설치되어 호스트 부팅에 사용됩니다.
• 때로는 베어 메탈(Bare Metal) 하이퍼바이저라고 부릅니다. 왜냐하면 일반 운영 체제처럼 하드웨어(Metal) 위에 바로 설치되기 때문입니다.

Type-1 (베어 메탈) 하이퍼바이저의 장점 중 하나는 게스트 운영 체제로부터 격리(Isolated)되어 있다는 사실입니다. 이로 인해 보안성이 매우 뛰어나며, 공격하기가 어렵습니다. 또한 Type-1 하이퍼바이저는 일반적으로 우리가 Type-2 하이퍼바이저라고 부르는 것보다 성능이 뛰어납니다.

ESXi를 사용하면 호스트의 물리적 하드웨어에 하이퍼바이저를 바로 설치합니다. 우리가 운영 체제를 설치하는 것과 유사한 방식으로 설치하는 것이죠.

이제 모든 VM은 기본 리소스를 활용할 수 있습니다. 하이퍼바이저는 물리적 호스트의 하드웨어 위에서 바로 실행되기 때문에 해당 리소스에 직접 액세스(Direct Access)할 수 있는 권한을 가집니다.

반면, Type-2 하이퍼바이저는 하이퍼바이저가 운용되는 호스트 리소스에 직접 액세스할 수 없습니다. Type-2 하이퍼바이저는 운영 체제(OS) 위에서 소프트웨어처럼 실행됩니다.

예를 들어보겠습니다.

• 저는 Windows(윈도우) 운영 체제 위에서 Type-2 하이퍼바이저를 실행할 수 있습니다.
• 그리고 Type-2 하이퍼바이저 위에서 가상 머신들을 실행할 수 있습니다.
• 이 경우, 실제로 호스트의 물리적 리소스에 대한 액세스 권한을 가진 소프트웨어 구성 요소는 Windows(호스트 OS)입니다.

구조를 상상해 봅시다.

1. 여기 저의 물리적 컴퓨터가 있습니다. 이 컴퓨터 안에는 CPU와 메모리가 있습니다.
2. 이 물리적 컴퓨터에 운영 체제(예: Windows)를 설치합니다. OS는 물리적 하드웨어에 직접 설치되므로 CPU와 메모리에 액세스하고 제어할 수 있습니다.
3. 그리고 그 운영 체제 위에 일반 소프트웨어를 설치하는 것처럼 하이퍼바이저를 설치합니다.

이 하이퍼바이저의 좋은 예가 바로 VMware Workstation입니다. 이것이 전형적인 Type-2 하이퍼바이저입니다.

이제 운영 체제 위에서 실행되는 하이퍼바이저가 생겼으므로, 이 하이퍼바이저 소프트웨어 내에서 많은 가상 머신을 실행할 수 있습니다.

• VM 자체는 Type-2 하이퍼바이저 내부에서 실행됩니다.
• Type-2 하이퍼바이저는 운영 체제 위에서 실행됩니다.
• 그리고 호스트에 직접 설치된 운영 체제는 자신이 관리(제어)하는 물리적 리소스에 대한 액세스 권한을 (하이퍼바이저에게) 필요에 따라 부여합니다.

이 VM들 내부에서는 여전히 다양한 운영 체제를 실행할 수 있습니다. Windows나 Linux, 무엇이든 상관없습니다. 물리적 컴퓨터의 실제 운영 체제가 무엇인지는 중요하지 않습니다. 물리적 컴퓨터가 Windows라고 가정해 봅시다. 그래도 저는 여전히 Linux VM을 실행할 수 있습니다.

Type-2 하이퍼바이저는 보통 서버 가상화 용도보다는 개인의 목적으로 사용이 적당합니다. 예를 들자면 제가 강의하는 vSphere 수업에서 실습 환경을 구성하기 위해서 Type-2 하이퍼바이저인 VMware Workstation Pro를 사용합니다.

하지만 2형 하이퍼바이저에는 몇 가지 단점이 있습니다. 가장 큰 단점은 물리적 리소스가 운영 체제를 통해서만 액세스 가능하다는 점입니다. 가상머신이 동작하기 위해서 소프트웨어의 추가 계층(Layer)을 거쳐야 하기 때문에, 필연적으로 더 높은 지연 시간(Latency)이 발생하게 됩니다.

어떤 VM이 CPU에 액세스하고 싶다면?

1. 하이퍼바이저를 통과해야 하고,
2. 거기에 도달하기 위해 다시 (호스트의) 운영 체제를 통과해야 합니다.

• 기업 환경(Enterprise Environment): Type-1 하이퍼바이저를 활용해야 합니다. 물리적 호스트에 ESXi를 직접 설치해야 하기 때문입니다.
• 실험 및 학습 환경: 노트북이나 컴퓨터에서 인프라 관련된 다양한 실습 환경을 구축하고 싶거나 여러 운영 체제를 실행해보고 싶다면, VMware Workstation과 같은 Type-2 하이퍼바이저가 훌륭한 사용 사례입니다. vSphere 실습 환경을 구축하거나 Cisco 실습 환경을 구축할 때, Type-2 하이퍼바이저인 VMware Workstation Pro는 매우 훌륭하고, 강력한 실습환경을 제공합니다.