4-3 데이터 처리 기술_클라우드 인프라 기술 part5_I/O 가상화

I/O 가상화

하나의 물리적인 장비에 여러 개의 가상머신이 실행되고 있는 상황에서 가장 문제가 되는 것은 I/O에서의 병목 현상

 

1. I/O 가상화 개요

     • 하나의 물리적인 장비에 여러 개의 가상머신이 실행되고 있는 상황에서 가장 문제가 되는 것은 I/O에서의 병목 현상

     • 따라서, CPU 자원의 파티셔닝만으로는 가상화 기술을 제대로 활용할 수 없으며, I/O자원의 공유 및 파티셔닝이 필요

     • 또한 하나의 물리적 머신에서 운영되는 가상머신 간에도 통신이 이루어져야 하며, 이를 위해 1)가상 이더넷, 2)가상 디스크 어댑터, 3)공유 이더넷 어댑터 등과 같은 기술들이 사용됨

 

 

2. I/O 가상화 종류

     ① 가상 이더넷 : 물리적인 네트워크 없이도 버스를 통해 통신 가능

          • 가상 이더넷은 대표적인 I/O 가상화 기술 중 하나

          • 물리적으로 존재하지 않는 자원을 만들어 내는 에뮬레이션(emulation) 기능

          • 가상 이더넷을 이용할 경우 각 가상 머신들 사이에 물리적인 네트워크 어댑터 없이도 버스를 통해 고속 및 고효율 통신이 가능

          • 가상 이더넷은 가상 LAN 기술을 기반으로 한 네트워크 파티션도 가능하게함

          • 하나의 서버에 4개의 가상머신을 구성하는 경우 2개의 가상머신을 묶어 가상 LAN으로 구성하면, 각 가상 LAN 사이에는 통신을 할 수 없음(2개 <-> 2개 사이를 말하는 것 같음)

          • 가상 이더넷을 통해 사용자들은 별도의 물리적 어댑터와 케이블을 사용하지 않고도 네트워크 이중화, 네트워크 단절 등의 효과를 얻을 수 있음

 

     ② 공유 이더넷 어댑터 : 물리적인 네트워크 카드 공유

          • 공유 이더넷 어댑터는 여러 개의 가상머신이 물리적인 네트워크 카드를 공유할 수 있게 함

          • 특히 가상 머신의 개수보다 물리적 어댑터 개수가 적은 경우 여러 가상머신들이 물리적 이더넷 어댑터를 공유할 수 있게 함

          • 이 경우에도 하나의 자원을 여러 가상머신이 공유하기 때문에 발생하는 병목현상은 피할 수 없음

          • 최근에는 10G 환경에서 네트워크 어댑터 내에서 가상화를 지원하여 어댑터의 메모리 버퍼를 가상머신에 별도로 할당해 주어 마치 하나의 물리적인 어댑터를 가상머신 하나에 할당하는 것과 동일한 효과를 내는 제품도 출시되고 있음

 

     ③ 가상 디스크 어댑터

          • 한 대의 서버가 여러 개의 가상머신을 구성할 경우 가장 문제가 되는 부분이 외장 디스크를 사용할 수 있게 해주는 파이버 채널 어댑터(Fiber Channel adapter)와 같은 I/O 어뎁터 부족

          • 이를 해결하기 위해 가상 디스크 어댑터 개념이 필요

<가상화된 환경에서 가상 디스크를 이용해 가상머신이 디스크 자원을 획득하는 2가지 방법>

내장 디스크	외장 디스크
• 내장 디스크의 경우에 가상 I/O 레이어가 내장 디스크들을 소유하고 있고, 이 내장 디스크들을 논리적 디스크 드라이브로 나눈다. • 논리적으로 나누어진 드라이버는 LUN(Logical Unit Number)으로 각 파티션에 가상 디스크 어댑터를 통해 분배됨 • 해당 가상머신은 이렇게 획득한 논리적 디스크 자원을 물리적 자원처럼 인식	• 외장 디스크의 경우에 먼저 가상 I/O 레이어가 파이버 채널 어댑터를 통해서 외장 디스크의 LUN을 획득 • 그리고 내장 디스크와는 달리 가상 I/O 레이어가 이 자원을 논리적 디스크 드라이브로 나누지 않고 바로 각 가상머신에 가상 디스크 어댑터를 통해서 분배 • 이처럼 가상 I/O 레이어를 통해 제공된 논리적 디스크 볼륨은 이를 이용하는 다른 가상머신에게는 SCSI 디스크로 나타냄