[클라우드컴퓨팅] 데스크탑 가상화, SBC 그리고 VDI..

2010년, 2011년 2년에 걸쳐 IT업계의 가장 화두는 클라우드 컴퓨팅일 것입니다.

가트너에서 발표한 것처럼 버블기에 접어들면서, 그 가치가 약간 부풀려진 것도 있긴한데요,

현 시대에 접어들면서 한정된 자원과 그린IT를 위해 얼마나 중요한 역할을 하고 있는 지에 대해서는 그 누구도 부인할 수 없을 것이라 생각합니다.

 

여기서는 그 클라우드 컴퓨팅을 위한 기반 기술인 가상화(Virtualization) 중에서도 가장 이슈가 되고 있는 

데스크탑 가상화에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

데스크탑 가상화

데스크탑 가상화란,

 

사용하고자 하는 PC에 응용프로그램이나 데이터가 없더라도,

네트워크를 통해 원하는 프로그램을 실행, 기능을 수행할 수 있도록 하는 기술을 말합니다.

 

쉽게 말해, 클라우드 컴퓨팅을 데스크탑에 적용하여,

중앙서버에서 필요한 자원 및 기능을 가져다 쓰는 기술이라고 볼 수 있는데요,

이를 통해 다음과 같은 기대효과를 얻을 수가 있습니다.

 

- PC 파손 또는 분실, 도난 당했을 때, 주요 데이터가 유출되거나 사라지는 것을 방지

- 악성코드나 바이러스로부터 중요한 데이터를 안전하게 보호

- 기업 TCO(Total cost)의 70~80%를 차지하는 유지보수 비용을 획기적으로 감축,

- 전력의 사용량 및 장비를 최소화함으로서, 그린IT 구현

 

 

 

이 데스크탑 가상화는 OS분할 방식에 따라 반가상화와 전가상화로 나눌 수 있으며,

사용자단의 PC구성에 따라 씬클라이언트, 제로클라이언트로 분류할 수 있습니다.

 

일반적으로 서버기반컴퓨팅(Server Based Computing, SBC)이라고 부르기도 하는데,

엄밀하게 따졌을 때, 약간 다른 의미를 가지고 있고,

 

이는 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)로 불리는 기본 아키텍처를 통해 구현하게 됩니다. 

 

 

데스크탑 가상화 VS 서버기반컴퓨팅(SBC)

 

서버기반컴퓨팅(SBC)은 네이버에서 알려진 정의에 의하면

‘모든 어플리케이션 및 정보를 서버에 두어 100% 서버에서 실행되도록 하고,

클라이언트 PC는 단지 서버의 실행 결과만을 보여 주는 컴퓨팅 환경’을 일컫습니다.

 

이를 일부에서는 데스크탑 가상화와 동일한 개념으로 해석하기도 하는데,

데스크탑 가상화를 구현해 주는 기반 사상이자, 구현된 환경으로서의 의미가 더 강하다고 볼 수 있습니다.

 

서버기반컴퓨팅(SBC)은 데스크탑 가상화 뿐만 아니라, 서버 가상화, 스토리지 가상화, 어플리케이션 가상화 등 서버를 기반으로 컴퓨팅하는 환경들을 모두 포함하며, 간혹 어플리케이션 가상화 역시 SBC와 동일한 의미로 사용되기도 합니다.

(서버 가상화를 통한 사용자 추가 시의 유연한 자원 할당, 스토리지 가상화를 통한 보안과 안정성 향상, 어플리케이션 가상화를 통한 사용자단 PC의 어플리케이션 무설치 등이 모두 서버기반컴퓨팅입니다.)

 

위의 내용만 보았을 때는

서버기반컴퓨팅(SBC)이 데스크탑 가상화, 어플리케이션 가상화를 모두 포함하는 것 같지만,

Mac상에서 VM을 이용해 Windows를 구동하는 경우 데스크탑 가상화라고는 부를 수 있는 반면,

서버기반컴퓨팅(SBC) 기반이라고 보기는 어렵습니다.

따라서 이 둘의 포함관계를 논한다는 것 자체가 불가능하다고 볼 수 있습니다.

 

 

이처럼 데스크탑 가상화와 서버기반 컴퓨팅(SBC)의 용어 자체에는 다소 차이가 있는데요..

사회적 통념상으로 동일한 의미로 사용되는 경우가 많고, 가상화 기술이 발전할수록 각 기술 용어에 대한 경계선이 점점 모호해지기 때문에, 두 용어의 의미를 굳이 구분하지는 않아도 될 것으로 생각합니다.

 

 

전가상화 VS 반가상화

 

가상화는 크게 전가상화(Full-Virtualization)와 반가상화(Para-Virtualization)의 두가지 형태로 나눌 수 있습니다.

전가상화는 윈도우에서 리눅스까지 다양한 운영체제를 이용할 수 있는 구조로 Guest OS의 수정없이 하드웨어를 완전히 가상화하는 방식을 말하고,

반가상화는 가상화가 적용된 리눅스 커널을 시스템 부팅 시 적용함으로써, 호출된 함수를 호스트 커널에 전달시키는 방식을 말합니다.

 

이 중 반가상화는 OS의 커널 수정이 필요하기 때문에 오픈소스OS(리눅스 등)를 사용하고,

직접 하드웨어를 제어하는 것이 아닌, 하이퍼바이저(Hypervisor)라는 소프트웨어를 통해 제어하게 되는데요,

하이퍼바이저가 무엇인지, 이 하이퍼바이저에 따른 전가상화(호스트 방식), 반가상화(하이퍼바이저 방식)는 어떤 차이가 있는지 좀 더 깊이 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

하이퍼바이저 방식의 가상화 VS 호스트 방식의 가상화

 

하이퍼바이저(Hypervisor)란

VMM(Virtual Machine Monitor)이라고도 불리며, ‘중앙처리장치(CPU)와 운영체제(OS) 사이에 존재하는 얇은 계층의 소프트웨어로, 다수의OS를 하나의 컴퓨터 시스템에서 가동할 수 있게 하는 가상화 플랫폼’을 말합니다.

 

이 하이퍼바이저가 해당 하드웨어에서 직접 실행되어, OS를 공유하는 방식을

Native 또는 Bare-metal 방식(반가상화 형태, 하이버바이저 방식)이라고 하고,

Host 운영체제 안에서 실행되어, 원하는 Guest OS를 사용할 수 있도록 하는 방식을

Hosted 방식(전가상화 형태, 호스트 방식)이라고 합니다.

Bare-metal 방식(Type1)은

호스트 운영체제가 필요없어 Hosted 타입에 비해 오버헤드가 적고,

하드웨어상에서 직접 실행되기 때문에 성능이 우수하지만,

자체적으로 관리기능을 가지고 있지 않아, 별도의 관리 콘솔이 필요하다는 단점을 가지고 있습니다.

(주요 제품 : Citrix의 XenServer, VMWare의 ESX Server, MS의 하이퍼-V)

 

반면, Hosted 방식(Type2)은

호스트 운영체제 안에 일반 프로그램과 같이 인스톨되어 그 위에 게스트 운영체제를 실행하기 때문에,

게스트 운영체제의 영향을 받지 않는다는 장점이 있으나,

하드웨어를 에뮬레이트하기 때문에 오버헤드가 크다는 단점이 있습니다.

(주요 제품 : MS의 버추얼PC, VMWare의 Fusion)

 

이러한 가상화의 구현을 위해서는 Monolithic 또는 Microkernel 방식의 기술이 필요한데요,

Monolithic 와 Microkernel, 두 기술의 특징을 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

Monolithic 방식의 하이퍼바이저 VS Microkernel 방식의 하이퍼바이저

 

PC의 모든 운영체제(OS)는 그 핵심이자 설계방식으로 커널(Kernel)이라는 소프트웨어를 가지고 있습니다.

커널은 DRAM에 상주하면서 응용프로그램들을 제어하기 위한 API를 정의하는 라이브러리로서의 역할을 지니고 있고, 인터럽트처리, 프로세스 관리, 메모리 관리, 파일시스템 관리, 프로그램 재생 인터페이스 제공 등을 수행합니다.

 

커널은 크게 전통적인 모놀리식(Monolithic)커널과 근대적인 마이크로(Micro)커널로 구분되는데,

마이크로커널은 커널이 가져야 하는 핵심 기능(프로세스관리, 메모리관리 등)만을 구현한 최소한의 커널이고,

모놀리식커널은 운영체제가 필요로 하는 대부분의 기능을 가지고 있는 커널로,

개념 및 설계사상은 이전부터 존재하였으나, 마이크로커널의 개념이 등장하면서 반대되는 개념으로 사용되기 시작한 용어입니다.

 

모놀리식커널의 경우 구현이 간단하고 효율적 자원 관리가 가능하지만,

다양한 환경에의 적용이 어렵고, 확장 및 유지보수가 상대적으로 어렵다는 단점이 있는 반면,

마이크로커널의 경우에는 기능 확장 및 재사용에 대한 장점을 가지고 있으나,

성능이 비교적 낮고, 커뮤니케이션에 대한 오버헤드가 증가한다는 단점을 가지고 있습니다.

 

VMWare나 Unix, Linux의 경우에는 모놀리식커널을,

임베디드 및 Windows 계열에서는 마이크로커널을 적용하고 있으며,

이는 하이퍼바이저 구현을 위한 기술로 사용되고 있습니다.

 

[참고 : 마이크로커널의 구성요소]

 

 

구성요소	주요기능
Process Manager	프로세스 생성/자원할당/상태관리/스케줄링
Thread Manager	스레드 생성/자원할당/상태관리/스케줄링
Memory Manager	물리/캐시/가상메모리 관리
Communication Manager	Inter Process Communication 메커니즘 제공
Supervisor	하드웨어/소프트웨어 인터럽트 및 예외사항 관리

 

 

- Process/Thread Manager 는 스케줄링 시 Context Switching 지원/관리

 

 

제로클라이언트 VS 모바일 VDI

 

데스크탑 가상화와 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)는

같은 말 같지만, 엄연히 다른 개념으로 사용되고 있는 다른 단어입니다.

 

VDI란

‘데스크탑 가상화를 구현하기 위한 아키텍처 또는 솔루션’,

‘씬클라이언트, 제로클라이언트 등을 기반으로 구현되는 환경’을 일컫는 용어로 사용되어지며,

하드웨어 부문의 VDI 솔루션, 소프트웨어 부문의 VDI 솔루션을 통해 상업화되어 판매되고 있습니다.

 

하드웨어 부문의 VDI 솔루션은 PC를 대체할 수 있는 단말을 사용함으로써,

궁극적으로는 제로클라이언트를 구현함을 목표로 하는데요,

파노로직의 Pano Logic, 엔컴퓨팅의 Ncomputing L300 등의 대표 제품이 있으며,

데스크탑 가상화의 타고난 장점이 다시 강조되면서, 재조명 되어지고 있는 부분입니다.

 

소프트웨어 부문의 VDI 솔루션은 가상 액세스를 제공하는 플랫폼으로써,

세션을 제공, 인증, 그리고 관리할 수 있도록 설계, 지원하는 솔루션입니다.

대표적인 제품으로는 시트릭스의 XenDeskTop 5와 VM웨어의 VMware View 4.x 등이 있습니다.

 

 

VDI의 정의에서 잠깐 언급된 제로클라이언트는

씬클라이언트(Thin Client : CPU, 메모리 등 필수적인 장치로만 구성된 단말을 일컫는 말)와 비교되는 말로 무빙파트(모터에 의해 구동되는 부품)가 없고, PC가 텅 빈 깡통이거나, 본체 자체가 없는 단말을 뜻합니다.

(아무리 크기가 작더라도 무빙파트가 있으면 제로클라이언트가 아님.)

 

[참고 : 제로 클라이언트, 씬클라이언트 비교]

 

 

 

구분	씬클라이언트	제로클라이언트
전반적 안정성	중상	상
부품	일부 냉각팬	구동 부품 전혀 없음
OS	Windows CE, 임베디드 XP	임베디드
RAM	비교적 대용량(16~256MB)	없음
바이러스 위협	중하	전혀 없음
단말기 가격	40만~100만원대	10만~30만원대
특장점	VDI외에 SBC용도로 사용 가능	씬클라이언트에 비해 20%저렴한 가격
	VM웨어와 시트릭스 둘 다 지원	고장이 적고 유지보수가 용이

 

 

 

씬클라이언트라는 용어가 등장하면서,

일반 PC가 팻(Fat)클라이언트, 시크(Thick)클라이언트로 불리게 되었고,

최근에는 제로클라이언트, 씬클라이언트 이외에 모바일 VDI라는 용어도 나와서 강조되고 있습니다.

 

모바일 VDI가 위에서 다른 VDI와 다른 점은 ,

스마트패드나 스마트폰을 VDI 단말로 하여 데스크탑 가상화를 구현한다는 점인데,

‘모바일오피스 + 데스크탑 가상화’로, 이동형 컴퓨팅을 가능하게 함으로써,

업무 연속성을 보장하고, 속도를 개선할 수 있는 업무환경을 제공한다는 특징을 가지고 있습니다.

 

[참고 : 제로 클라이언트, 모바일 VDI 비교]

 

구분	제로클라이언트	모바일 VDI
목적	보안, 유지보수, VDI 구현 비용 절감	업무 연속성(이동형 컴퓨팅)
근무 환경	외주인력 중심	의사결정자 및 현장 근무자 중심
	영업직 등 사무실 내근이 적은 경우	영업직 등 외부 근무자가 많은 경우
	고객센터, 영업직, 연수원, 교육기관	유통매장, 대형 조선소나 선적장
적용기업	기업은행, 농협, 신한은행	KT, JS전선

 

 

데스크탑 가상화의 전망

 

데스크탑 가상화의 궁극적 목적인 제로클라이언트와 모바일 VDI의 공존은 아직까지 어렵겠지만,

4G LTE의 확산과 개인정보보호 및 내부통제의 중요성 증대, 유비쿼터스를 지향하는 의식이 높아질수록 그 실현은 점점 가깝게 다가올 것으로 예측되고 있습니다.

 

가트너 등의 시장전망기관은 VDI의 보편화 단계를 2008년부터 2012년까지 5년으로 전망하였는데,

서버가상화의 전망을 2005~2011년으로 예상했던 것에 비한다면,

시작은 늦었지만 보편화 속도는 훨씬 빠른 셈인 것입니다.

 

아직까지 데스크탑 가상화가 크게 활성화되지 못하는 이유가

라이선스에 대한 비용과 프로그램 실행의 불안정, VDI에 대한 부정적 인식인 것을 고려한다면,

이러한 부분을 개선하였을 때, 그 발전 속도는 어느 가상화의 발전 속도보다 빠르지 않을까 생각합니다.

출처: https://m.blog.naver.com/xcripts/70118652670