가상화(Virtualization)는 현대 IT 환경의 핵심 기술 중 하나로, 서버 자원의 효율적인 활용은 물론, 클라우드 인프라, 소프트웨어 테스트, 개발 환경 격리 등 다양한 분야에서 필수적으로 사용됩니다.
가상화 기술의 개념부터 종류, 하이퍼바이저, LXC, Docker까지 구조와 비교를 포함해 쉽게 정리해봅시다.
1. 가상화란?
가상화란, 물리적인 자원을 논리적으로 분리하여 하나의 시스템에서 여러 개의 독립된 시스템처럼 운영할 수 있게 하는 기술입니다. 서버, 운영체제, 저장소, 네트워크 등 다양한 자원을 가상화할 수 있으며, 효율성, 확장성, 보안성 측면에서 큰 이점을 제공합니다.
예를 들어, 하나의 서버에서 여러 개의 운영체제를 동시에 실행하거나, 하나의 운영체제 안에서 여러 개의 앱을 각각 격리된 환경에서 실행할 수 있습니다.
2. 가상화 기술의 분류
<목적에 따른 분류>
| 서버 가상화 | 물리 서버를 여러 가상 머신으로 분할 |
| 데스크탑 가상화 | 사용자 환경을 중앙 서버에서 가상으로 제공 |
| 스토리지 가상화 | 다양한 저장소를 하나의 논리 저장소처럼 운영 |
| 네트워크 가상화 | 네트워크를 논리적으로 분리하여 다중 네트워크 구현 |
| 애플리케이션 가상화 | OS와 애플리케이션 간의 실행 환경을 분리 |
<실행 방식에 따른 분류>
✅ 하이퍼바이저 기반 가상화
- Type 1 (Bare-Metal): 하드웨어에 직접 설치되어 실행 (ex. VMware ESXi, KVM)
- Type 2 (Hosted): 기존 운영체제 위에서 실행 (ex. VirtualBox, VMware Workstation)
✅ 컨테이너 기반 가상화
- 리눅스 커널의 namespace, cgroups 등을 이용하여 사용자 공간 격리
- 대표 기술: LXC, Docker, Podman
3. 하이퍼바이저란?
하이퍼바이저(Hypervisor)는 가상 머신(VM)을 생성하고 관리하는 소프트웨어입니다.
| Type 1 | 하드웨어에서 직접 실행 | VMware ESXi, Hyper-V, KVM |
| Type 2 | OS 위에서 실행되는 애플리케이션 형태 | VirtualBox, VMware Workstation |
하이퍼바이저는 CPU, 메모리, I/O 등의 자원을 분리하여 각 VM에 분배하고, 격리된 환경을 제공합니다.
4. LXC(Linux Containers)
LXC는 리눅스 커널의 Namespaces와 Cgroups 기능을 활용하여 컨테이너를 구현하는 운영체제 수준 가상화 기술입니다.
- 하이퍼바이저 없이 커널을 공유
- 컨테이너: 격리된 사용자 공간에서 앱 실행
- libvirt / LXC 도구: 컨테이너 생성 및 관리
- 커널 공유: 모든 컨테이너가 동일한 리눅스 커널 사용
Docker의 초기 버전도 내부적으로 LXC를 기반으로 했으며, 지금은 runc라는 런타임을 사용합니다.
5. Docker
Docker는 컨테이너 기술을 더 쉽게 사용할 수 있도록 만든 애플리케이션 중심의 가상화 플랫폼입니다. LXC와 유사하게 리눅스 커널을 공유하지만, 애플리케이션 단위로 패키징하고 배포할 수 있어 DevOps, CI/CD, 마이크로서비스 환경에서 널리 활용됩니다.
- Docker Engine: 컨테이너 생성·실행·관리 (runc + containerd)
- 이미지 기반 배포: 앱과 환경을 하나로 패키징
- 오케스트레이션: Kubernetes와 연동하여 대규모 운영 가능
6. 차이점 분석
| 구분 | 가상머신 | LXC | 도커 |
| 격리 수준 | 하드웨어 수준 | OS 수준 | OS 수준 (경량화됨) |
| 부팅 속도 | 느림 | 빠름 | 매우 빠름 |
| 커널 공유 | X (자체 커널 사용) | O | O |
| 용도 | OS 환경 전체 가상화 | 시스템 단위 컨테이너 | 애플리케이션 단위 컨테이너 |
| 대표 기술 | VMware, Hyper-V, KVM | LXC | Docker, Kubernetes |
결론
가상화 기술은 클라우드 컴퓨팅, 개발 환경 구성, 인프라 통합, 보안 강화 등 다양한 분야에서 핵심 역할을 합니다.
특히, 컨테이너 기반 기술은 최근 DevOps와 마이크로서비스 아키텍처에서 표준처럼 사용되고 있습니다.
가상화를 통한 자원 효율성 향상, 비용 절감, 유연한 확장성, 격리성, 빠른 배포와 백업이 가능해집니다.