가상 머신 대 컨테이너: 포괄적인 비교

가상 머신과 컨테이너화는 단일 플랫폼에 여러 실행 환경을 배포하는 두 가지 접근 방식입니다.

이 두 가지 기술을 사용하면 물리적 인프라를 모델로 한 가상 환경을 쉽게 만들 수 있으며, 이를 통해 사용자는 리소스를 최적화할 수 있습니다.

이 글에서는 그들의 유사점과 차이점을 살펴봅니다. 또한 다양한 사용 사례에서 그들의 장단점을 살펴보고, 각각을 어떻게 그리고 언제 가장 잘 활용할지에 대한 더 나은 아이디어를 제공합니다.

하이퍼바이저 및 컨테이너 엔진

많은 웹사이트와 인터넷 애플리케이션은 공유 호스팅 환경에서 시작되었습니다. 즉, 두 개 이상의 애플리케이션이 물리적 서버의 모든 리소스를 공유했습니다. 여기에는 보안과 성능 모두에서 손상된 애플리케이션 하나가 나머지 애플리케이션에 영향을 미칠 수 있기 때문에 문제가 있었습니다. 당시 가장 쉬운 해결책은 전용 서버를 운영하는 것이었는데, 안타깝게도 비용이 증가했습니다.

가상화는 이러한 문제를 해결하기 위해 등장했습니다. 첫째, 하이퍼바이저는 물리적 서버가 CPU와 RAM의 수에 따라 두 개 이상의 가상 서버를 호스팅할 수 있도록 했습니다. 이를 통해 전용 물리적 서버가 필요 없이 다양한 애플리케이션, 웹사이트 또는 클라이언트를 격리된 환경에서 더 낮은 비용으로 실행할 수 있습니다.

컨테이너도 비용을 더욱 절감하고 개발자가 가상 ​​머신에서 직면한 많은 문제를 해결하기 위해 등장했습니다. 두 기술은 오늘날 서로 함께 존재하며 각각 강점과 약점이 있습니다.

가상 머신이란?

가상 머신 또는 VM은 물리적 시스템을 모방하는 가상화된 컴퓨터 실행 환경의 한 형태입니다. 가상 머신은 하이퍼 바이저 물리적 인프라의 특정 리소스에 액세스하여 독립적인 운영 체제로 기능할 수 있게 하는 것입니다.

가상 머신의 운영 체제는 게스트 OS라고 하며, 물리적 서버의 운영 체제는 호스트 OS라고 합니다. 호스트 OS는 메모리, CPU 코어, 스토리지 용량에 따라 여러 게스트 OS 인스턴스를 호스팅할 수 있습니다.

가상 머신의 장단점

장점

• 격리: 가상 머신은 여러 용도로 사용할 수 있는 매우 고립된 환경입니다. 가상 머신 내부에서 발생하는 모든 일은 다른 가상 머신에 영향을 미치지 않으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 그 이유는 각 가상 머신이 하나 이상의 전용 CPU 스레드에서 실행되기 때문입니다.
• 하드웨어 최적화: 가상 머신은 사용자가 단일 하드웨어 서버에서 여러 운영 체제를 실행할 수 있도록 합니다. 이러한 기능은 비용 절감으로 이어집니다.
• 스냅샷 및 롤백: 언제든지 가상 머신의 실행 상태를 캡처할 수 있습니다. 이 프로세스를 스냅샷이라고 하며 롤백은 단순히 가상 머신을 그 정확한 실행 상태로 되돌리는 기능입니다.
• 유연성: VM을 쉽게 확장하거나 축소하고 마이그레이션할 수 있어 애플리케이션을 개발하고 테스트하기에 이상적인 플랫폼입니다.

단점

• 제한된 확장성: 가상 머신은 확장할 수 있지만 컨테이너만큼 확장하기 쉽지는 않습니다.
• 복잡성: 가상 머신은 업데이트 및 모니터링 등을 관리하는 데 더 많은 오버헤드가 필요하며, 이로 인해 대규모 배포 시 문제가 발생할 수 있습니다.
• Licensing: 여러 개의 가상 머신을 실행하면 라이선스 비용이 발생할 수 있습니다.

컨테이너란 무엇인가?

컨테이너는 사용자가 시스템의 하이퍼바이저나 CPU 및 기타 리소스에 직접 액세스하지 않고도 물리적 시스템에서 격리된 실행 환경을 만들고 유지 관리할 수 있게 해주는 가상화 기술이기도 합니다.

컨테이너는 데이터 파일의 내용이 실행될 때 생성됩니다. 이 파일을 컨테이너 이미지라고 하며, 원하는 컨테이너를 생성하기 위해 호스트 운영 체제에 설치해야 하는 모든 라이브러리를 포함합니다.

컨테이너는 가볍고, 최신 소프트웨어 개발에 매우 ​​유용한 일관되고 휴대하기 쉬운 환경을 제공합니다. 하드웨어 사양이 지원할 수 있는 한, 동일한 물리적 호스트에서 나란히 실행할 수도 있습니다.

컨테이너의 장단점

장점

• 일관된 환경: 컨테이너의 내용은 고정되어 있고 정확합니다. 즉, 실행될 때마다 항상 동일한 실행 환경을 생성합니다.
• 리소스를 통한 효율성: 컨테이너는 필요한 만큼의 리소스만 사용합니다. CPU를 설정하거나 미리 메모리를 할당할 필요가 없습니다. 또한 이를 통해 더 많은 컨테이너를 함께 묶을 수 있습니다.
• 신속한 배포: 컨테이너는 가볍고 배포가 빠르며, 작동을 시작하는 데 몇 초 밖에 걸리지 않습니다.
• 격리: 컨테이너는 격리된 실행 환경입니다. 가상 머신만큼 격리되어 있지는 않지만, 하나의 작업만 잘 수행하는 데 집중하는 마이크로 서비스를 실행하기에 여전히 가장 좋은 솔루션입니다.

단점

• 제한된 레거시 애플리케이션 지원: 운영 체제나 하드웨어 장치에서 특정 기능이 필요한 애플리케이션을 다루는 경우, 컨테이너는 가장 좋은 솔루션이 아닐 수 있습니다.
• 일시적 데이터: 컨테이너가 파괴되면 컨테이너에 대한 모든 것이 파괴되고 여기에는 데이터도 포함됩니다. 그러나 컨테이너로 영구 데이터를 보유하는 방법은 있습니다.
• 커널 종속성: 컨테이너 엔진은 호스트 운영 체제에서 실행되므로 환경에서 수행할 수 있는 작업이 제한됩니다.

가상 머신과 컨테이너 차이점

	가상 머신	용기
아키텍처	라이브러리가 포함된 운영 체제	필요한 라이브러리만 포함합니다
이미지 크기	10 ~ 150GB	5 - 600 MB
격리 및 보안	상대적으로 고립되어 있고 안전함	매우 고립되어 있고 안전합니다
배포 및 시작 시간	평균 1-3분	평균 1~3초
자원 활용	평균	높음
비용	더 높은	높음
오케스트레이션	좋아요	고효율
고객 사례	격리, 레거시 시스템, GUI	마이크로 서비스, DevOps, 확장

• 아키텍처: 가상 머신은 여러 운영 체제를 나란히 실행하도록 설계되었습니다. 각 OS는 완전히 격리되어 고정된 양의 리소스가 할당됩니다. 반면 컨테이너는 동일한 운영 체제에서 실행되지만 다른 가상 환경에서 실행됩니다. 각 컨테이너는 필요한 라이브러리만 포함하고 다른 컨테이너와 사용 가능한 하드웨어 리소스를 공유합니다.
• 이미지 크기: 가장 작은 컨테이너 이미지는 4.8MB Docker 파일로, 압축하면 2MB로 줄어듭니다. 대부분 컨테이너 파일은 평균 수백 메가바이트이고 가장 큰 파일은 약 700MB입니다. 반면 가상 머신은 약 10GB에서 시작하여 크기가 150GB에 이를 수 있습니다.
• 격리 및 보안: 가상 머신은 자체 CPU 스레드에서 실행되고 물리적 RAM의 제한된 영역에 액세스합니다. 이를 통해 내부 및 외부에서 공격에 덜 취약해집니다. 반면 컨테이너는 운영 체제를 공유하므로 보안 구현과 관계없이 공격에 더 취약해집니다.
• 배포 및 시작 시간: 대부분 메가바이트의 데이터를 로드하고 설치하고 디스크에서 시스템을 부팅할 필요가 없기 때문에 컨테이너는 속도 면에서 가상 머신을 압도적으로 이깁니다. 일반적인 컨테이너는 배포하는 데 몇 초만 걸리지만 가상 머신은 몇 분이 걸립니다.
• 자원 활용 및 비용: 가상 머신은 각 VM에 특정 CPU, RAM 및 스토리지 리소스가 필요하기 때문에 물리적 서버당 밀도가 낮습니다. 시스템의 컨테이너 밀도는 누적 리소스 사용률에 따라 달라집니다.
• 오케스트레이션: 두 시스템 모두 적절한 애플리케이션을 사용하여 조율할 수 있습니다. Docker Swarm과 Kubernetes는 컨테이너에 인기가 있고, VM도 Kubernetes 솔루션을 사용하여 조율할 수 있습니다.

어떤 솔루션이 당신에게 맞을까요?

컨테이너와 가상 머신의 차이점을 살펴보았으니, 각 시스템이 가장 잘 작동하는 시나리오가 있다는 것을 알아야 합니다. 따라서 다음은 컨테이너를 사용할 때와 VM을 사용할 때의 목록입니다.

컨테이너를 사용하는 경우

• 마이크로 서비스: 분산 애플리케이션 아키텍처를 사용하고 각 부분이 마이크로 서비스로 독립적으로 실행되도록 설계된 경우, 컨테이너가 아마도 가장 좋은 방법일 것입니다.
• 환경 제어: 컨테이너는 각 컨테이너 이미지가 정확하고 100% 복제 가능한 실행 환경을 보유하므로 환경을 완벽하게 제어해야 하는 상황에도 이상적입니다.
• 빠른 배포: 컨테이너는 단 몇 초 만에 로드할 수 있어 수요에 따라 애플리케이션을 빠르게 배포하는 데 이상적인 기술입니다. 여기에는 소프트웨어 테스트, 오케스트레이션 및 프로덕션 시스템 확장이 포함됩니다.
• 자원 효율성: 컨테이너는 각 컨테이너의 CPU 및 메모리 사용률이 유연하므로 머신의 하드웨어 리소스를 더 잘 활용할 수 있습니다.
• 수평 및 수직 스케일링: 컨테이너는 수평 및 수직 확장 상황 모두에 적합합니다. 수평 확장은 더 많은 컨테이너를 간단히 실행하여 더 높은 워크플로를 처리하는 반면, 수직 확장은 특정 컨테이너 또는 컨테이너 그룹의 CPU 및 메모리 할당을 늘리는 것입니다.

가상 머신을 사용하는 시기

• 강력한 애플리케이션 격리: 가상 머신은 다른 프로세스와 완전히 격리된 환경에서 코드를 실행해야 할 때마다 좋은 솔루션입니다. 예를 들어 맬웨어에 감염된 소프트웨어를 실행하는 경우가 있습니다.
• GUI: 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상호 작용하는 애플리케이션을 실행해야 하는 경우 가상 머신이 적합한 솔루션일 수 있습니다.
• 수직 확장: 가상화 소프트웨어에서 CPU와 메모리 할당을 늘려 VM 애플리케이션을 쉽게 수직적으로 확장할 수 있습니다.
• 하드웨어 수준 액세스: 가상 머신은 리소스를 많이 사용하거나 CPU 또는 특정 하드웨어 구성에 직접 액세스해야 하는 애플리케이션에도 적합합니다.
• 레거시 애플리케이션: 일부 애플리케이션은 특정 라이브러리나 운영 체제 리소스에 의존합니다. 따라서 필요한 정확한 환경에서 실행하는 것이 가장 좋습니다.

가상 머신 및 컨테이너화 도구 목록

가상 머신과 컨테이너를 만들고 관리하기 위한 도구와 솔루션이 많이 있습니다. 가장 인기 있는 도구와 솔루션의 빠른 목록이 있습니다.

• Oracle VirtualBox: 무료 오픈 소스 가상 머신 관리자
• 도커: 오픈소스 컨테이너 생성 및 관리
• Kubernetes: 오픈소스 컨테이너 오케스트레이션 시스템
• 컨테이너: 고급 사용자를 위한 컨테이너 런타임
• VM웨어 워크 스테이션: Linux 및 Windows에서 가상 머신 실행
• Microsoft Hyper-V: Windows에서 가상 머신 실행
• 레드햇 오픈시프트: 엔터프라이즈급 가상화 및 클라우드 관리 플랫폼
• 유목민: 오케스트레이션 관리를 위해
• 아파치 메소스: 오픈소스 클러스터 관리자
• 목장 경영자: 여러 Kubernetes 클러스터 관리를 위해
• Google 클라우드: 구글의 쿠버네티스 엔진
• AWS: 서버리스를 포함한 Amazon 웹 서비스 파게이트 컨테이너 관리자

자주 묻는 질문들 (FAQ)

클라우드 가상 머신과 컨테이너화된 애플리케이션에 관해 자주 묻는 질문은 다음과 같습니다.

맺음말

클라우드 가상 머신과 컨테이너 비교의 마지막에 도달했습니다. 그리고 보셨듯이, 두 기술 모두 클라우드에서 애플리케이션을 배포하고 관리하는 데 가치가 있습니다.

하지만 두 가지 중 어느 것을 선택하든 항상 귀하의 필요에 따라 달라집니다. 언제든지 가상 머신, 컨테이너화 방식 또는 둘 다 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.