리눅스의 표준적인 VM 구성 요소들

리눅스의 가상 머신 구성 요소를 필수 실행 기능과 선택적인 관리·화면 기능으로 나눠 보자.

가상 머신 실행에 필요한 기능

• 호스트 운영체제(Host Operating System): 물리 컴퓨터에서 실행되는 운영체제. (예시: Debian)
• 게스트 운영체제(Guest Operating System): 가상 머신 안에서 실행되는 운영체제. (예시: Windows)

가상 머신이 운영체제를 실행하려면 다음 기능이 필요하다.

• 가상 CPU 실행: 게스트 운영체제의 명령을 실행한다.
• 게스트 메모리 제공·격리: 게스트 운영체제가 사용할 메모리와 접근 범위를 구성한다.
• 가상 하드웨어 제공: 부팅과 입출력에 필요한 장치를 제공한다.

이 기능을 구현하는 대표적인 역할은 다음과 같다.

역할은 겹칠 수 있으며, 구현체에 따라 합쳐지거나 분리된다.

하이퍼바이저와 가상 머신 모니터는 동의어로도 쓰인다. 용어 관계 (opens in a new tab)

사용자 공간 가상 머신 모니터는 실행 위치를 구분한 표현이다.

실제 구성은 실행 방식에 따라 달라진다.

• 하드웨어 가상화: 하이퍼바이저와 사용자 공간 가상 머신 모니터가 역할을 나눌 수 있다. (예시: KVM + QEMU)
• 소프트웨어 에뮬레이션: 시스템 에뮬레이터가 가상 CPU까지 처리할 수 있다. (예시: QEMU에 내장된 TCG(Tiny Code Generator)로 CPU 에뮬레이션)

필수인 것은 실행 기능이며, 특정 제품 조합이나 별도 프로그램의 개수가 아니다. 실행 방식 예시 (opens in a new tab)

관리 도구 없이 직접 실행하기

사용자 공간 가상 머신 모니터에 CPU·메모리·디스크 설정을 전달해 실행할 수 있다.

하드웨어 가상화를 사용하는 예시다. (예시: QEMU + KVM)

준비 조건:

• x86_64 리눅스와 QEMU 설치. 사용자 모드 네트워크 지원 필요.
• 하드웨어 가상화 사용 가능. 실행 계정에 /dev/kvm 접근 권한 필요.
• 리눅스가 설치된 qcow2 디스크 이미지. BIOS 부팅과 virtio 장치 지원 필요.
• 게스트 운영체제의 DHCP 설정, SSH 서버, 로그인 계정 준비.

이 예시는 그래픽 화면 없이 실행하고 SSH로 접속한다. SSH는 가상 머신 실행 자체의 필수 기능은 아니다.

호스트 운영체제의 터미널에서 실행한다.

/path/to/linux.qcow2는 준비한 디스크 이미지 경로로 바꾼다.

qemu-system-x86_64 \
  -name demo-vm \
  -accel kvm \
  -m 2G -smp 2 \
  -drive file=/path/to/linux.qcow2,format=qcow2,if=virtio \
  -nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp:127.0.0.1:2222-:22 \
  -display none \
  -monitor stdio

각 옵션과 하위 설정의 의미는 다음과 같다.

hostfwd에서 게스트 운영체제의 IP 주소를 생략했으므로 기본 DHCP 주소인 10.0.2.15로 전달한다.

옵션 정의: QEMU 실행 문서 (opens in a new tab)

첫 번째 터미널의 (qemu)는 가상 머신 제어 입력창이다.

info status로 실행 상태를 확인한다. 제어 명령 (opens in a new tab)

같은 호스트 운영체제의 다른 터미널에서 게스트 운영체제에 접속한다.

guest는 준비한 로그인 계정으로 바꾼다.

ssh -p 2222 guest@127.0.0.1

접속 후 프로그램을 실행하거나 파일을 편집한다.

사용을 마치면 게스트 운영체제 안에서 정상 종료한다.

선택적인 관리·화면 구성

가상 머신 실행 기능이 준비되면, 필요한 관리·화면 기능을 추가한다.

실행 옵션과 상태를 직접 관리하기 번거롭다면?

별도의 가상화 관리 도구 없이 직접 실행하면 메모리, 디스크, 네트워크 옵션을 명령이나 스크립트로 보관해야 한다.

가상 머신이 여러 개라면 어떤 설정과 프로세스가 어떤 가상 머신에 해당하는지도 직접 관리해야 한다.

이때 가상화 관리 API와 가상화 관리 데몬을 추가하면 설정을 등록해 관리할 수 있다.

사용자는 가상화 관리 클라이언트로 시작·조회·종료를 요청한다.

다음은 구현체 사용 예시다. (예시: libvirt + virsh)

가상화 관리 데몬은 구성에 따라 libvirtd 또는 virtqemud를 사용한다.

준비 조건:

1. 직접 실행한 가상 머신을 정상 종료한다.
2. 동일한 디스크와 가상 하드웨어 설정을 demo-vm으로 등록한다.
3. 가상화 관리 데몬에 접속할 권한을 준비한다.

직접 실행한 가상 머신이 자동 등록되지는 않는다.

virsh -c qemu:///system start demo-vm
virsh -c qemu:///system list --all
virsh -c qemu:///system shutdown demo-vm

이제 긴 실행 옵션을 매번 조합하지 않고 등록된 가상 머신 이름으로 실행한다.

실행 상태도 프로세스를 하나씩 찾는 대신 가상 머신 목록에서 확인한다.

명령어 입력도 번거롭다면 그래픽 가상화 관리 클라이언트를 사용한다. (예시: virt-manager)

가상 머신을 목록에서 선택하고 버튼으로 시작·종료할 수 있다.

가상화 관리 클라이언트를 종료해도 가상화 관리 데몬이 관리하는 가상 머신은 계속 실행된다.

부팅 화면을 확인하고 싶다면?

앞의 직접 실행 예시는 -display none으로 화면을 숨겼다.

이 상태에서 SSH 접속까지 실패하면 부팅이 멈췄는지, 네트워크에 문제가 있는지 화면으로 확인하기 어렵다.

이때는 가상 머신 화면을 직접 표시하는 기능을 사용한다.

앞의 직접 실행 예시에서는 호스트 운영체제의 그래픽 세션과 화면 표시 기능을 준비한다. (예시: QEMU의 GTK 화면 표시 기능)

가상 머신을 정상 종료하고 아래 옵션으로 바꿔 다시 실행한다.

-display none → -display gtk

이제 SSH가 연결되지 않아도 부팅 화면과 오류 메시지를 창에서 확인할 수 있다. 화면 표시 옵션 (opens in a new tab)

게스트 운영체제가 같은 그래픽 사용자 인터페이스 도구 모음을 사용할 필요는 없다. (예시: GTK로 만든 창에 Windows 화면 표시)

키보드·마우스 입력을 해제하고 다른 창을 선택하면 호스트 운영체제에서 작업할 수 있다.

입력 해제 단축키는 화면 표시 프로그램과 설정에 따라 다르다.

다른 컴퓨터에서 가상 머신 화면을 사용하고 싶다면?

직접 화면을 표시해도 호스트 운영체제에 열린 창이 내 컴퓨터에 자동으로 나타나지는 않는다.

이때 원격 화면 서버와 원격 화면 클라이언트를 원격 화면 프로토콜로 연결한다.

원격 화면 서버와 접속 설정을 준비하고, 내 컴퓨터에서 원격 화면 클라이언트로 접속한다.

이제 서버 앞에 가지 않고도 가상 머신의 설치 화면과 바탕 화면을 조작할 수 있다.

원격 화면 클라이언트를 닫아도 일반적으로 가상 머신은 계속 실행된다.

가상 머신 실행 프로그램이 직접 표시하는 창은 닫을 때 가상 머신도 종료될 수 있다.