[Embedded] Hypervisor (하이퍼바이저)

Virtual Machine Monitor (VMM, 가상 머신 모니터) 라고도 하는 하이퍼바이저는 하드웨어 리소스를 가상화해 여러 운영 체제 (게스트 운영 체제)를 하나의 물리적 컴퓨터 (호스트 컴퓨터라고 함)에서 동시에 실행할 수 있도록 하는 소프트웨어 또는 펌웨어다.

 

하이퍼바이저의 주요 개념

1. 하드웨어 가상화
   : 하이퍼바이저는 CPU, 메모리, 스토리지 및 네트워크 리소스와 같은 물리적 하드웨어를 추상화해 게스트 운영 체제에서 가상화된 구성 요소로 사용할 수 있도록 한다.
2. 게스트 운영 체제
   : 하이버 파이저 위에서 실행되는 가상화된 운영 체제 인스턴스
3. 격리
   : 하이퍼바이저는 각 게스트가 독립적으로 작동하도록 보장해 가상 머신 간에 격리 (독립) 를 제공해 간섭을 방지한다.

Hypervisor의 유형

: Hypervisor는 일반적으로 두 가지 유형으로 분류된다.

1. Type 1 (Bare-Metal Hypervisor)
   1. 호스트 머신의 물리적 하드웨어에서 직접 실행된다.
   2. 호스트 운영 체제가 필요하지 않으므로 더 나은 성능과 효율성을 제공한다.
   3. 데이터 센터 및 엔터프라이즈 환경에서 일반적으로 사용된다.
   4. 예: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, Xen
2. Type 2 (Hosted Hypervisor)
   1. 호스트 운영 체제 (예: Windows, Linux 또는 macOS) 상에서 실행된다.
   2. 설정 및 사용이 더 쉽지만 추가 OS 계층이 있기 떄문에 일반적으로 Type 1에 비해 속도가 느리다. 
   3.  예: VMware Workstation, VirtualBox, QEMU (KVM을 사용하지 않는 경우)

작동 방식

• Hypervisor는 게스트 운영 체제의 물리적 하드웨어 액세스 요청을 가로채고 관리한다.
• CPU 사용량을 예약하고, 메모리를 할당하고, I/O 작업을 처리하고, 스토리지 및 네트워크 리소스를 관리해 가상 머신의 원활한 작동을 보장한다.

사용 사례

1. 서버 통합 (Server Consolidation)
   : 하나의 물리적 머신에서 여러 서버를 가상 머신으로 실행해 하드웨어 비용을 절감한다.
2. 테스트 및 개발
   : 호스트 시스템에 영향을 주지 않고 소프트웨어 테스트를 위한 격리된 환경을 생성한다.
3. 클라우드 컴퓨팅
   : Hypervisor는 AWS, Azure, Google Cloud와 같은 클라우드 플랫폼의 백본으로, 가상화된 인프라를 지원한다.
4. 재해 복구 (Disaster Recovery)
   : 장애 조치 및 Disaster recovery를 위해 가상 머신을 쉽게 백업, 복제 또는 물리적 호스트 간에 이동할 수 있다.
5. Legacy Software 실행
   : 최신 하드웨어에서 이전 운영 체제 또는 소프트웨어를 실행할 수 있다.