3.4. 가상화된 하드웨어 장치

Red Hat Enterprise Linux 7.2 이상에서 호스트 시스템은 호스트 CPU 수에 관계없이 게스트에 제공할 수 있는 최대240개의 가상 CPU(vCPU)를 보유할 수 있습니다. Red Hat Enterprise Linux 7.0의160에서 향상되었습니다.

다음과 같은 핵심 시스템 구성 요소가 에뮬레이션되어 기본 시스템 기능을 제공합니다.

스토리지 장치 및 스토리지 풀은 에뮬레이션된 드라이버를 사용하여 스토리지 장치를 가상 머신에 연결할 수 있습니다. 게스트는 에뮬레이션된 스토리지 드라이버를 사용하여 스토리지 풀에 액세스합니다.

모든 가상 장치와 마찬가지로 스토리지 드라이버는 스토리지 장치가 아닙니다. 드라이버는 백업 스토리지 장치, 파일 또는 스토리지 풀 볼륨을 가상 머신에 연결하는 데 사용됩니다. 백업 스토리지 장치는 지원되는 스토리지 장치, 파일 또는 스토리지 풀 볼륨 유형일 수 있습니다.

에뮬레이션 (Intel)HDA 사운드 장치 인tel-hda 는 다음 게스트 운영 체제에서 지원됩니다.

다음과 같은 에뮬레이션된 그래픽 카드가 제공됩니다.

게스트는 특수 컴퓨팅 환경(SPICE) 프로토콜 또는 VNC(Virtual Network Computing) 시스템에 대한 간단한 프로토콜을 사용하여 이러한 장치에 연결할 수 있습니다.

다음의 두 개의 에뮬레이션된 네트워크 장치가 제공됩니다.

워치독은 머신이 과부하되거나 응답하지 않는 경우 가상 머신을 자동으로 재부팅하는 데 사용할 수 있습니다.

Red Hat Enterprise Linux 7은 다음과 같은 에뮬레이션된 워치독 장치를 제공합니다.

워치독 장치는 게스트 운영 체제 Red Hat Enterprise Linux 6.2 이상용 32비트 및 64비트 AMD 및 Intel 아키텍처에서 지원됩니다.

반가상화 네트워크 장치는 I/O 성능 증가 및 대기 시간이 단축된 가상 시스템에 대한 네트워크 액세스를 제공하는 가상 네트워크 장치입니다.

반가상화 블록 장치는 가상 머신에 I/O 성능이 뛰어나고 대기 시간이 짧은 고성능 가상 스토리지 장치입니다. 반가상화 블록 장치는 하이퍼바이저에서 지원되며 가상 머신에 연결되어 있습니다(다중 디스크 드라이브는 에뮬레이션해야 하는 경우 제외).

반가상화 SCSI 컨트롤러 장치는 virtio-blk에 보다 유연하고 확장 가능한 대안을 제공합니다. virtio-scsi 게스트는 대상 장치의 기능 세트를 상속할 수 있으며, 28개의 장치만 처리할 수 있는 virtio-blk에 비해 수백 개의 장치를 처리할 수 있습니다.

virtio-scsi는 다음 게스트 운영 체제에서 완전하게 지원됩니다.

시계 소스인 TTSC(Time Stamp counter)를 사용하는 게스트는 타이밍 문제가 발생할 수 있습니다. KVM은 게스트에게 반가상화 시계를 제공하여 일정한 TSC가 없는 호스트에서 작동합니다. 또한 반가상화 클럭은 게스트가 절전(S3)을 실행하거나 RAM 작업을 중단한 후 필요한 시간 조정을 지원합니다.

반가상화 직렬 장치는 바이트 스트림 지향 문자 스트림 장치이며 호스트의 사용자 공간과 게스트의 사용자 공간 간에 간단한 통신 인터페이스를 제공합니다.

풍선 장치는 사용되지 않는 것으로 가상 시스템의 RAM의 일부를 지정할 수 있으므로(Grabing the balloon)라는 프로세스를 지정 할 수 있으므로 해당 호스트의 다른 가상 머신(또는 해당 호스트의 다른 가상 머신의 경우)에 대해 메모리를 해제할 수 있습니다. 가상 시스템에 메모리가 다시 필요한 경우 balloon가 해제될 수 있으며 호스트는 RAM을 다시 가상 시스템에 배포할 수 있습니다.

반가상화 난수 생성기를 사용하면 가상 머신에서 암호화된 데이터 및 보안에 사용할 호스트에서 직접 엔트로피 또는 무작위성을 수집할 수 있습니다. 일반적인 입력(예: 하드웨어 사용량)을 사용할 수 없기 때문에 가상 머신은 엔트로피를 사용하지 않는 경우가 많습니다. 엔트로피를 소싱하는 것은 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. virtio-rng 를 사용하면 호스트에서 게스트 가상 머신에 엔트로피를 직접 삽입하여 이 프로세스를 더 빠르게 수행할 수 있습니다.

반가상화 그래픽 카드는 QXL 드라이버와 함께 작동하여 원격 호스트에서 가상 머신의 그래픽을 효율적으로 표시할 수 있습니다. SPICE를 사용하려면 QXL 드라이버가 필요합니다.

VFIO(Virtual Function I/O)는 Red Hat Enterprise Linux 7의 새로운 커널 드라이버로, 물리적 하드웨어에 고성능으로 액세스할 수 있는 가상 머신을 제공합니다.

VFIO는 호스트 시스템의 PCI 장치를 가상 머신에 직접 연결하여 다양한 작업에 대해 게스트에게 PCI 장치에 배타적인 액세스를 제공합니다. 이를 통해 PCI 장치는 게스트 가상 머신에 물리적으로 연결된 것처럼 표시 및 작동할 수 있습니다.

VFIO는 KVM 하이퍼바이저에서 장치 할당을 이동하고 커널 수준에서 장치 격리를 강제 적용하여 이전 PCI 장치 할당 아키텍처를 개선합니다. VFIO는 더 나은 보안을 제공하며 보안 부팅과 호환됩니다. Red Hat Enterprise Linux 7의 기본 장치 할당 메커니즘입니다.

VFIO는 Red Hat Enterprise Linux 7에서 할당된 장치 수를 Red Hat Enterprise Linux 6의 최대 8개 장치까지 늘립니다. VFIO는 또한 NVIDIA GPU 할당을 지원합니다.

KVM 하이퍼바이저는 호스트 시스템의 USB, PCI, SCSI 장치를 가상 머신에 연결할 수 있도록 지원합니다. USB, PCI 및 SCSI 장치 할당을 통해 장치가 가상 머신에 물리적으로 연결된 것처럼 표시 및 작동할 수 있습니다. 따라서 게스트에 다양한 작업에 대해 이러한 장치에 독점적으로 액세스할 수 있습니다.

SR-IOV(Single Root I/O Virtualization)는 단일 물리 PCI 함수를 확장하여 PCI 리소스를 별도의 VF( 가상 기능)로 공유하는 PCI Express(PCI-e) 표준입니다. 각 기능은 PCI 장치 할당을 통해 다른 가상 머신에서 사용할 수 있습니다.

SR-IOV 가능 PCI-e 장치는 단일 루트 기능(예: 단일 이더넷 포트)을 제공하고 여러 개의 개별 가상 장치를 고유한 PCI 장치 기능으로 제공합니다. 각 가상 장치에는 고유한 PCI 구성 공간, 메모리 매핑된 레지스터 및 개별 rootfs 기반 인터럽트가 있을 수 있습니다.

N_Port ID 가상화(NPIV)는 일부 파이버 채널 장치에서 사용할 수 있는 기능입니다. NPIV는 하나의 물리적 N_Port를 여러 N_Port ID로 공유합니다. NPIV는 SR-IOV가 PCIe 인터페이스에 제공하는 파이버 채널 HBA(호스트 버스 어댑터)에 유사한 기능을 제공합니다. NPIV를 사용하면 가상 시스템에 SAN(Storage Area Networks)에 가상 파이버 채널 이니시에이터가 제공될 수 있습니다.

NPIV는 높은 밀도의 가상화 환경에 엔터프라이즈급 스토리지 솔루션을 제공할 수 있습니다.

NPIV에 대한 자세한 내용은 SCSI 장치를 사용하는 vHBA 기반 스토리지 풀을 참조하십시오.