[vSphere] 가상화 핵심 기술 (1)

• CPU 가상화
  
  • 물리 서버에 존재하는 복수의 논리CPU의 부하를 동적으로 로드밸런싱 (가상 CPU 할당)
  • 가상머신이 사용하는 CPU리소스를 동적으로 분배하여 특정 CPU에 부하가 집중되는 것을 방지
  • 수십 밀리 세컨드 단위로 전체의 CPU를 체크하여 가상머신의 워크로드를 이동
• 메모리 가상화
  • 효율적인 메모리 관리
    1. 투명한 페이지 공유 : 게스트OS의 시스템 영역 등, 가상머신 사이에 동일한 정적 페이지를 공유
    2. 메모리 벌루닝 : 동작을 멈추고 있는 상태의 가상머신이 보유하고 있는 메모리 영역을 회수하여, 다른 가상머신에게 할당해주는 기능
  • 시스템 보호
    1. 메모리 압축 : 메모리 데이터를 압축하여 VMKerne 스왑을 줄이고 퍼포먼스 저하를 방지하는 기능
    2. VMKernel 스왑 : 물리 메모리가 부족한 경우, VMkernel은 가상 머신의 메모리를 디스크의 스왑파일에 스왑 아웃한다.
• 스토리지 가상화
  • 여러개의 디스크를 하나로 모아 RAID를 구성한 후에 LUN(논리적 디스크 유닛)을 생성 및 접근하여 사용
  • RAID(Redundant Array of Independent Disks) : 여러 개의 물리적인 디스크를 병렬로 처리하여 하나의 디스크처럼 사용하는 기술
    1. RAID 0 (Striping) : 데이터를 두 개 이상의 디스크에 똑같이 분할하여 저장 (장애 발생 시 해당 부분 복구 불가)
    2. RAID 1 (Mirroring) : 두 개의 디스크에 데이터를 동시에 저장 (성능은 보다 느리지만 가용성 부분에서 안정적)
    3. RAID 1+0 : RAID 1과 0의 장점을 결합한 형태 (보다 많은 디스크가 필요하지만 안정성과 성능 보장)
    4. RAID 5 (Parity) : 3개 이상의 디스크로 구성 하고 RAID 0방식 중간에 parity 형태의 데이터를 동시에 저장 (parity를 통해 각 블록의 정보를 저장하고 장애 발생 시 복구, 2개 이상의 Disk에 동시 장애 발생 시 나머지 하나의 Disk의 데이터는 보장 못 함)
    5. RAID 6 (Double Parity) : 하나의 Disk에 2개의 parity 형태 복구 블록 생성 (가용한 용량은 줄지만 안정적)
• 스토리지 연결 방식
  • DAS (Direct Attached Storage) : 서버와 스토리지가 Fibre Channel Cable로 직접 연결되는 방식 (네트워크 상의 다른 서버는 저장된 데이터에 엑세스 할 수 없음)
  • NAS (Network Attached Storage) : 네트워크로 저장소에 연결하는 방식으로 여러 컴퓨터가 동일한 저장소 공간 공유 가능 (하드디스크를 중앙에서 관리할 수 있어서 오버헤드가 적고 구축이 용이하며 저렴)
  • SAN (Storage Area Network) : 디스크 어레이(외장 스토리지) 컨트롤러 및 테이프 라이브러리와 같은 컴퓨터 스토리지 디바이스를 서버와 연결하기 위해 설계된 방식으로 컴퓨터 시스템과 스위치 사이에서 데이터를 전송 (FC Cable로 서버, 스토리지 그리고 FC스위치를 연결하여 FC 데이터 통신, 구축이 까다롭고 고가)
  • Protocol
    • FC (Fibre Channel, FC SAN; FC는 SAN을 구축할 경우 가장 많이 사용되는 통신 방식) : ESXi 호스트와 고성능 스토리지를 연결하는 특수한 고속의 네트워크로 FC 프로토콜을 통해 SCSI 트래픽을 가상 시스템에서 SAN 장비들로 전송
      • SAN에 연결을 위해서 호스트에 HBA(Host Bus Adapter) 카드가 필요 => ESXi 호스트가 HBA를 통해 FC 스위치와 스토리지 어레이로 구성된 SAN에 연결됨
      • 스토리지 어레이에 연결되어 생성된 LUN을 서버에 할당하여 사용, LUN에 엑세스하여 vSphere에서 사용할 데이터 스토어 생성 가능

• • • iSCSI (Internet SCSI) : 기존 네트워크를 통해 스토리지를 연결하는 방식
      • 일반적인 RJ45 방식의 네트워크 케이블로 연결하고 SCSI 스토리지 트래픽을 TCP/IP 프로토콜로 패키징하여 전송
      • ESXi 호스트가 iSCSI 스토리지(Target) 시스템과 통신하는 이니시에이터 역할 수행
    • FCoE (Fibre Channel over Ethernet) : 네트워크를 통해 Fibre Channel 프로토콜을 전송하는 방식 (대부분 10G 네트워크 라인을 전제로 하여 안정적인 연결을 위한 별도의 스위치로 연결하는 방식)
    • NFS (Network File Share) : 서버에서 제공하는 네트워크 라인을 통해 NAS에 접속
    • ESXi 호스트에서 이러한 프로토콜을 통해 스토리지 어레이의 LUN을 인식한 후에 사용하기 적합한 데이터스터어로 포맷함(VMFS)