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가상 머신이란 무엇인가 – 유형 및 장점

가상 머신의 개념은 1960년경에 도입되었습니다. 이것은 시분할 기술의 발전입니다. 시분할 방식에서 각 프로그램은 모든 컴퓨터 리소스에 대한 전체 액세스 권한을 갖지만 한 번에 하나의 프로그램만 실행됩니다. 매번 프로그램 상태를 저장하고 복원하는 동안 시스템은 타임 슬라이스의 프로그램 간에 전환합니다. 시분할 방식을 사용하면 여러 사용자가 컴퓨터 시스템을 동시에 사용할 수 있습니다. IBM 연구 센터는 시분할 방식을 가상 머신으로 발전시켰습니다. CP-67은 사용 가능한 최초의 가상 머신 아키텍처입니다. . 단일 호스트에 여러 가상 머신이 있고 여러 호스트에 단일 가상 머신이 있는 시스템이 개발되었습니다.


새로운 하드웨어 기술을 출시하기 전에 먼저 에뮬레이터에서 테스트하여 다음을 감지합니다. 디자인의 결함을 재생성 및 수리하고 필요한 단계를 고정합니다. 유사하게, 새로운 소프트웨어를 도입하기 전에 오류를 확인하고 디버그하기 위해 시뮬레이션됩니다. 이를 위해서는 새로운 기술을 구축하기 위한 주요 환경을 대체하는 역할을 할 수 있는 시스템이 필요하다. 여기서 가상 머신이 등장합니다. 물리적 시스템의 전체 기능을 제공하는 컴퓨터 시스템의 에뮬레이션 역할을 합니다.

가상 머신이란 무엇입니까?

새로운 기술과 새로운 연구 모델의 도입으로 많은 하드웨어 및 소프트웨어 제품이 출시되고 있습니다. 많은 소프트웨어가 플랫폼에 따라 다르므로 제한된 하드웨어 리소스로 인해 디버그하거나 확인하기 어려운 경우가 있습니다.

VM(가상 머신)은 컴퓨터 시스템의 에뮬레이션으로, 이러한 머신은 컴퓨터 아키텍처를 사용하여 물리적 컴퓨터의 기능을 제공합니다. 가상 머신이 작동하는 물리적 장치를 호스트라고 하는 반면 가상 머신은 게스트라고 합니다. 호스트 한 명이 여러 명의 게스트를 가질 수 있습니다.

가상 머신 유형

가상 머신은 컴퓨터처럼 작동하며 호스트 시스템의 나머지 부분에서 샌드박스 처리됩니다. 게스트 내의 소프트웨어는 호스트 시스템의 소프트웨어를 변경할 수 없습니다. 따라서 주 컴퓨터 시스템에 영향을 주지 않고 가상 머신을 사용하여 바이러스 파일을 테스트할 수 있습니다. 가상 머신을 생성하고 실행하는 컴퓨터 소프트웨어를 하이퍼바이저라고 합니다. 기능에 따라 시스템 가상 머신과 프로세스 가상 머신의 두 가지 유형의 가상 머신이 있습니다.

1). 시스템 가상 머신

이러한 유형의 VM은 완전한 가상화를 제공합니다. 실제 기계를 대체하는 역할을 하여 전체 운영 체제를 실행하는 기능을 제공합니다. 하드웨어 리소스는 공유 및 관리되어 호스트 시스템에서 여러 환경을 형성합니다. 이러한 환경은 서로 격리되어 있지만 동일한 물리적 호스트에 존재합니다. 따라서 이들은 여러 단일 작업 운영 체제 간에 시간 공유를 제공합니다.

하나의 컴퓨터 운영 체제에서 서로 다른 가상 머신 간의 메모리 공유를 허용하기 위해 메모리 오버커밋 시스템을 적용할 수 있습니다. 동일한 콘텐츠를 포함하는 메모리 페이지는 동일한 물리적 호스트에 있는 여러 가상 머신 간에 공유될 수 있습니다. 읽기 전용 페이지에 매우 유용합니다.

2). 가상 머신(VM) 처리

이러한 VM은 애플리케이션 가상 머신, 관리되는 런타임 환경이라고도 합니다. 이 유형의 VM은 단일 프로세스를 지원하는 호스트의 운영 체제 내에서 일반 애플리케이션으로 실행됩니다. 프로세스 시작과 함께 생성되고 프로세스가 종료되면 소멸됩니다. 다른 플랫폼에서 동일한 방식으로 실행할 수 있도록 프로세스에 플랫폼 독립적인 프로그래밍 환경을 제공하는 데 사용됩니다.

프로세스- 가상 머신

이들은 인터프리터를 사용하여 구현되며 높은 수준의 추상화를 제공합니다. 이들은 프로그램 실행을 위해 Java 가상 머신을 사용하는 Java 프로그래밍에 널리 사용됩니다. 컴퓨터 클러스터의 통신 메커니즘을 추상화하는 프로세스 VM의 특별한 경우가 있습니다. 여기에는 클러스터의 물리적 시스템당 하나의 프로세스가 포함됩니다. 이는 프로그래머가 상호 연결 및 OS의 가상 머신에서 제공하는 통신 프로세스 대신 알고리즘에 집중하는 데 도움이 됩니다. . 이러한 VM에서 실행되는 애플리케이션은 모든 운영 체제 서비스에 액세스할 수 있습니다. 병렬 가상 머신, 메시지 전달 인터페이스는 이러한 가상 머신(VM)의 예입니다.

아키텍처

런타임 소프트웨어는 Process VM을 구현하는 가상화 소프트웨어입니다. OS와 하드웨어가 결합된 계층 위의 컴퓨터 아키텍처의 API 수준에서 구현됩니다. 이것은 사용자 수준 지침과 OS 또는 라이브러리 호출을 에뮬레이트합니다. 시스템 가상 머신의 경우 가상화 소프트웨어를 VMM(Virtual Machine Monitor)이라고 합니다. 이 소프트웨어는 호스트 하드웨어 시스템과 게스트 소프트웨어 사이에 있습니다. VMM은 하드웨어 ISA를 에뮬레이트하여 게스트 소프트웨어가 다른 ISA를 실행할 수 있도록 합니다.


장점

가상 머신의 장점 중 일부는 다음과 같습니다.

  • 가상 머신은 가상 머신에서 실행되는 소프트웨어와 소프트웨어 호환성을 제공합니다. 따라서 가상화된 호스트용으로 작성된 모든 소프트웨어는 가상 머신에서도 실행됩니다.
  • 다양한 유형의 운영 체제와 프로세스를 격리합니다. 따라서 하나의 가상 머신에서 실행되는 프로세서 운영 체제는 다른 가상 머신 및 호스트 시스템의 프로세스를 수정할 수 없습니다.
  • 이는 캡슐화를 제공하며 가상 머신에 있는 소프트웨어를 수정하고 제어할 수 있습니다.
  • 다중 운영 체제 호스트의 경우 이중 부팅 없음, 가상 머신 간 파일 전송, 한 OS의 오류가 호스트에 있는 다른 OS에 영향을 미치지 않음, 새로운 OS를 쉽게 추가할 수 있는 등 다양한 기능을 제공합니다.
  • 호스트 머신의 전체 소프트웨어 스택을 실행하고 레거시 OS 등을 실행할 수 있는 우수한 소프트웨어 관리를 제공합니다.
  • 여기에서 독립 소프트웨어 스택과 하드웨어 리소스를 공유하고 부하의 균형을 맞추기 위해 가상 머신을 다른 컴퓨터로 전송할 수 있습니다.

따라서 현대 컴퓨팅 시스템은 밀접하게 상호 작용하는 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 구성 요소를 포함하는 더욱 복잡해지고 있습니다. 여기서 가상화는 상호 연결 기술의 역할을 합니다. 가상 머신은 호환되지 않는 하위 시스템이 함께 작동하도록 합니다. 또한 여러 운영 체제 간에 하드웨어 리소스를 보다 유연하고 효과적으로 사용할 수 있습니다. 이는 하드웨어, 시스템 소프트웨어 및 응용 프로그램 간의 상호 운용성을 제공합니다. 프로세스 가상 머신과 시스템 가상 머신의 차이점은 무엇입니까?


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