클라우드 데스크톱 가상화 (VDI)는 제2의 PC 혁명이라 불리우는 가상 데스크톱 인프라 시스템 기술이다. VDI는 컴퓨팅 자원에 한 곳에 모아 두어 언제 어디서든 인터넷을 통하여 개인의 PC 환경을 사용할 수 있는 서비스를 제공하기 위하여 등장하였다. 그러나 VDI는 기업 보안 강화, 전력 절감, TCO 절감 등을 목적으로 많은 기업들에 의해 성공적으로 도입되고 있다. 현재 VDI는 인터넷을 통하여 가상 데스크톱 서비스를 사용자의 PC 경험 수준으로 제공하기 위해 많은 연구와 개발이 진행되고 있다. 본고에서는 클라우드 데스크톱 가상화 기술에서의 중점적인 연구 이슈와 VDI 개발 동향을 살펴보고 현재 국내에서 진행되고 있는 관련 연구 내용을 살펴보도록 한다.
가상화 기술은 하나의 물리 머신에서 다수의 가상 머신을 제공하고 이들이 상호 독립적으로 수행될 수 있도록 한다. 현재 가상화는 클라우드 서버 시스템의 활용률을 높이고 전력 소모를 줄이기 위한 기술로서 각광받고 있다. 최근 이러한 가상화 기술을 스마트 임베디드 디바이스에도 적용하려는 시도가 있다. 하지만 임베디드 시스템은 일반적으로 서버 시스템에 비해서 성능이 낮은 하드웨어를 사용하므로 가상화 오버헤드에 대한 고찰이 필요하다. 본고에서는 기존에 널리 사용되는 대표적인 공개 소스 가상화 플랫폼들을 대상으로 네트워크 I/O를 지원하는 방식에 대해서 설명하고 이들의 성능을 비교한다. 또한 가상화 환경에서 네트워크 I/O 성능을 향상시키기 위한 최근 동향에 대해서도 함께 논의한다.
가상화 기반 기술이란 단일 서버의 자원을 다수의 정보시스템이 서로 나누어 사용할 수 있는 기술이다. 본 논문에선 현재 운영되고 있는 서버에 대하여 유지 보수 계약 등의 원가 절감 및 고 사양 HW를 제공한다. 그리고 다양한 가상화 솔루션 제공 및 발전(안정성, 고가용성)에 대해 알아본다. 통합 및 가상화 구성시 비용절감 및 효율성 극대화를 위한 표준화된 설계 방법론이 필요하다.
지난 반세기 동안 전세계 통신 기술은 기지국-셀간 1:1 대응을 기반으로 설계 되고 만들어 졌다. 이에 따라 셀 간 경계에서의 통신 품질 저하는 당연한 현상으로 받아 들여졌다. 이와 같은 전제 하에 무선 경계에서 통신 품질 향상을 목표로 다양한 스케줄링 기법, ICIC, eICIC[1] 등의 간섭 회피 기법등이 연구 되었다. 하지만 이러한 방식은 기지국간 정보 공유의 제한과 delay에 의해서 실용성이 현저히 떨어진다. 이를 극복하기 위해 모든 정보를 공유하는 가상화(cloud) 기술이 대안으로 떠오르고 있다. 현재 국내 통신 사업자인 KT는 LTE통신망에 가상화 기술을 적용하여 세계 최초로 가상화 기반 LTE 통신서비스를 제공하고 있다. 이에 본고에서는 현재 구현되어 있는 가상화 기술과 현황, 앞으로 구현될 기술에 대해서 알아본다.
최근 운영체제 가상화 기술을 통한 이점들로 인해 이에 대한 많은 관심이 대두 되고 있다. 현재 다양한 분야에서의 가상화 연구가 활발히 진행되고 있으며, 범용 운영체제를 위한 상용화 제품도 여러 개 존재한다. 또한 임베디드 시스템에서의 가상화 기술 연구도 큰 관심을 끌고 있지만, 순수 RTOS 가상화의 사례는 없다. 임베디드 시스템에서의 RTOS 가상화가 필요한 예로는 2 CPU - 2 RTOS 구조를 갖는 휴대전화 단말기를 들 수 있는데, 이 경우에 가상화를 적용하면 응용프로그램의 재사용과 생산원가 절감의 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템에서의 실시간 운영체제 가상화 기법을 제안하고, 이를 위한 인터럽트 가상화, OS간 스케줄링, OS간 통신 등의 기술을 개발하여 실험을 통해 확인한다.
차세대 컴퓨팅은 필요한 IT 자원에 대해 사람의 추가적 개입없이 원하는 만큼의 IT 인프라를 언제 어디서나 손쉽게 얻고 확장할 수 있는 소프트웨어 플랫폼을 추구하고 있으며 가상화 기술은 이러한 환경을 구축할 수 있는 핵심 기술로 자리 매김할 수 있다. 본 고에서는 가상화 기술의 발전 동향 및 차세대 컴퓨팅으로 가상화 기술의 적용 방안에 대해 알아보고, 현재 차세대 컴퓨팅의 발전에 한걸음하기 위한 가상화 솔루션으로 한국전자통신연구원에서 개발되고 있는 인프라 가상화 기술의 내용 및 발전 방향에 대해 기술한다. 가상화 기술은 글로벌화 되고 있는 산업 변화의 한가운데에서 인프라 자원의 복잡성을 해소하여 컴퓨팅 자체 보다 일의 본질에 더 노력할 수 있는 인간 중심의 생활에 기여하는 기술이라 할 수 있겠다.
시스템 가상화 기술은 현재까지 대형 서버 시스템의 관리의 편의성과 유지 비용의 최소화를 위해 널리 사용되어 오고 있다. 임베디드 환경에서도 가상화를 통해 유지, 관리의 편의성과 시스템의 신뢰성 확보 및 보안성 강화 등의 장점을 가질 수 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템의 가상화를 위한 도전 과제들과 구체적인 문제점들을 분석한다.
네트워크 가상화가 과거 공중망을 사설망으로 사용할 수 있도록 가상화시켜 보안성과 함께 망을 분리하는 개념으로 쓰이다가 최근 클라우드 컴퓨팅과 미래 인터넷 기술의 등장으로 모든 자원을 가상화하여 사용자들에게는 편의를, 비즈니스 측면에서는 인프라와 서비스 제공자의 분리를 통한 새로운 마켓 창출을 위한 주요한 기술로 요구되고 있다. 이에 띠라, 본 고에서는 현재까지 기상 네트워크망에서 각 서비스 기술이 요구하는 가상화와 네트워크 가상화에 대해 알아보고 통신 장비를 개발하는 입장에서 네트워크 가상화를 위해 진행되는 일과 앞으로 진행될 방향을 다룬다.
네트워크 연결형 가상화스토리지 기술의 대표로서 SAN(Storage Area Network)와 NAS(Network Attached Storage) 및 IP SAN이 있다. NAS와 SAN은 시스템 통합, 빠르고 편리한 설치, 중앙 관리, 편리한 백업, 고가용성, 데이터 공유의 장점을 가지고 있다. 현재까지는 SAN 제품들 간 호환성 문제나 투자비용의 문제 등으로 인하여 시장 형성이 빠르지 못하나 SAN 환경에 대한 투자가 증가하고 있다. 그리고 앞으로는 서버 종속적인 가상화스토리지 시스템의 증가세는 둔화되고 NAS 또는 SAN의 가상화스토리지의 성장세가 지속될 것이다. 본 연구에서는 최근의 인터넷 환경으로 인한 컴퓨팅 환경의 변화에 따른 가상화스토리지 시스템에 대한 요구 사항의 분석과 이를 만족하기 위한 스토리지 기술과 네트워크 연결형 가상화스토리지 기술의 NAS와 SAN을 비교하며 네트워크 연결형 가상화스토리지 시스템에 관련된 표준화에 대하여 연구하였다.
가상화는 서버 가상화, 스토리지 가상화, 네트워크 가상화 등 여러 분야에서 사용하고 있고, 많은 기업의 인프라 시스템에 적용되어 있다. 현재 대부분의 기업에서 가상화로 운영중인 시스템들은 교체시기가 지났거나, 교체시기가 다가오고 있다. 하지만 1대의 시스템에 여러 OS가 운영중인 상황에서 전체 시스템을 종료하고 OS를 업그레이드 하고, 새로운 서버로 교체하는 문제는 많은 서비스 중단 시간을 필요로 하고, 작업의 복잡성이 매우 증가하게 된다. 이러한 가상화 인프라 시스템의 OS 마이그레이션과 서버 마이그레이션 시의 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 AIX OS 환경에서 시스템 중단을 최소화하고 짧은 시간에 시스템 교체를 할 수 있는 기법을 제시하고 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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