가상화, 컨테이너, 그리고 가상 머신(VM)의 차이점: IT 인프라의 핵심 이해하기

가상화(Virtualization)는 컴퓨터 리소스를 추상화하여 자원을 더욱 유연하고 효율적으로 사용할 수 있게 해주는 기술입니다. 가상화를 통해 하나의 물리적 장치를 여러 개로 분할하거나, 여러 물리적 장치를 하나의 자원처럼 사용할 수 있습니다. 예를 들어, CPU, 메모리, 저장 장치 등의 물리적 자원을 가상화하면, 사용자나 애플리케이션은 이를 독립적인 자원처럼 접근할 수 있게 됩니다.

이 글에서는 가상화의 대표적인 기술인 컨테이너(Container)와 가상 머신(Virtual Machine, VM)에 대해 살펴보고, 두 가지의 차이점에 대해 설명하겠습니다.

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1. 컨테이너(Container)란?

컨테이너는 애플리케이션과 그 실행 환경을 하나로 묶어 배포와 관리를 단순화하는 기술입니다. 컨테이너는 별도의 하드웨어 에뮬레이션 없이 운영체제 수준에서 격리된 환경을 제공하며, 리눅스 커널을 공유하는 방식으로 동작합니다. 따라서 각 컨테이너는 별도의 게스트 OS 없이 실행되며, 가볍고 빠르게 애플리케이션을 구동할 수 있습니다.

컨테이너는 프로세스를 격리하여 호스트 OS에서 직접 실행됩니다. 여러 개의 컨테이너가 동시에 실행되더라도 독립적인 환경에서 동작하여 서로의 환경에 영향을 미치지 않습니다. 컨테이너 기술은 주로 리눅스에서 실행되므로 리눅스 커널에 의존하며, 윈도우 등 다른 OS에서는 동작 방식에 제약이 있을 수 있습니다.

예시 기술:

• 리눅스 네임스페이스(Linux Namespaces): 각 프로세스가 파일 시스템, 네트워크, 사용자, 호스트 이름 등에 대해 독립적인 시스템 뷰를 가지도록 지원합니다. 이를 통해 프로세스 간에 자원을 격리하고, 컨테이너마다 고유한 환경을 제공합니다.

• 리눅스 cgroups(Control Groups): 각 프로세스가 사용할 수 있는 CPU, 메모리, 네트워크 대역 등의 자원을 제한하여 시스템 자원을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 이 기능을 통해 여러 컨테이너가 시스템 자원을 적절히 분배받으며, 격리된 환경에서 동작할 수 있습니다.

컨테이너의 대표적인 구현 기술로는 Docker가 있으며, 이를 통해 여러 환경에서 일관된 애플리케이션 실행과 배포가 가능합니다.

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2. 가상 머신(Virtual Machine, VM)이란?

가상 머신은 가상화 기술을 통해 물리적 서버 위에서 가상의 컴퓨터를 구현하여, 호스트 OS 위에서 게스트 OS를 구동하는 방식으로 동작합니다. 가상 머신은 운영 체제를 포함한 전체 시스템 환경을 가상화하여, 각각의 가상 머신이 독립된 컴퓨터처럼 동작할 수 있게 합니다.

가상 머신은 호스트 OS와 독립된 게스트 OS를 실행하므로, 다양한 운영 체제를 호스트와 별개로 구동할 수 있는 장점이 있습니다. 하지만 가상 머신 이미지는 게스트 OS 전체를 포함하고 있어 용량이 크며, 리소스를 많이 차지합니다. 이에 따라 컨테이너보다 무거운 성격을 가지며, 더 많은 저장소와 메모리가 필요합니다.

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3. 컨테이너와 가상 머신(VM)의 차이점

컨테이너와 가상 머신은 모두 가상화 기술의 일종이지만, 구현 방식과 동작 방식에서 차이가 있습니다. 다음은 두 기술의 주요 차이점입니다.

가상화 방식:

• 가상머신: 주로 OS를 가상화하여 호스트 OS 위에서 전체 게스트 OS를 가상화하는 방식입니다. VM은 게스트 OS를 포함해야 하므로, 이미지 용량이 크고 리소스 사용량이 높습니다.

• 컨테이너: 별도의 하드웨어 에뮬레이션 없이 리눅스 커널을 공유하며, OS 수준에서 가상화를 구현합니다. 별도의 게스트 OS가 없으므로 가볍고 빠르게 실행할 수 있습니다.

운영 방식:

• 가상머신: 물리적 하드웨어 자원을 가상화하여 각 가상 머신이 독립적인 시스템처럼 동작합니다. 다양한 운영 체제를 호스트와 별도로 구동할 수 있으며, 한 VM에서 발생한 문제는 다른 VM에 영향을 주지 않습니다

• 컨테이너: 리눅스 커널을 공유하고 프로세스를 격리하여 호스트 OS에서 직접 실행됩니다. OS 수준의 가상화로 리소스를 절약하며 여러 컨테이너를 동시에 운영할 수 있지만, 완전한 독립성을 보장하지는 않습니다.

보안 및 격리 수준:

• 가상 머신: 물리적 자원과 완전히 독립된 환경을 제공하므로, 보안 격리가 뛰어납니다.

• 컨테이너: 리눅스 커널을 공유하기 때문에 VM에 비해 보안 격리가 낮아 보안 관리를 위한 추가 설정이 필요할 수 있습니다.

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결론

컨테이너와 가상 머신(VM)은 현대 IT 환경에서 필수적인 가상화 기술로, 각각의 용도와 장점이 다릅니다. 컨테이너는 가벼운 애플리케이션 배포와 관리를 용이하게 해주는 반면, 가상 머신은 독립된 시스템 환경을 제공하여 다양한 OS를 구동할 수 있습니다. 이들 기술을 통해 애플리케이션의 특성에 맞는 가상화 방법을 선택하고, 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다.