실시간 마이그레이션이란?

실시간 마이그레이션은 가상 머신(VM)에 대한 액세스를 중단하지 않고 해당 VM을 한 호스트에서 다른 호스트로 이동하는 프로세스를 말합니다. 기존 VM을 중단하고 새 VM을 시작하는 데 걸리는 시간이 짧기 때문에 마이그레이션이 진행되는 동안 서비스 중단을 방지할 수 있습니다. 실시간 마이그레이션은 계획된 유지 관리와 같은 상황이나 워크로드 리소스 간 균형을 유지할 때 사용됩니다. 실시간 마이그레이션에는 VM 메모리, 네트워크 연결, 스토리지 등을 클러스터 내의 새로운 대상으로 전송하는 작업이 수반됩니다. 

가상 머신을 마이그레이션하는 방법에는 여러 가지 유형이 있으며, 그중 가장 일반적인 두 가지 유형은 실시간 마이그레이션과 콜드 마이그레이션입니다.

실시간 마이그레이션(핫 마이그레이션)

VM의 메모리 페이지가 대상 호스트로 전송되는 동안 VM이 계속해서 소스 호스트 머신에서 실행되는 경우를 말합니다. 마이그레이션이 거의 완료되면 VM이 일시 정지되었다가 대상 호스트에서 다시 시작됩니다. 실시간 마이그레이션의 경우 VM이 종료되지 않으므로 다운타임이 최소화되거나 거의 감지되지 않습니다. 따라서 지속적인 가동 시간이 요구되는 VM에 적합한 옵션입니다. 그러나 VM이 메모리 페이지의 전송 가능 속도보다 빨리 메모리 페이지를 수정할 수 있다면(예: I/O 부하가 심한 경우) 콜드 마이그레이션을 사용해야 합니다.

콜드 마이그레이션

이러한 유형의 마이그레이션은 비실시간 마이그레이션이라고도 합니다. 여기에는 실행 중인 VM을 소스 호스트에서 대상 호스트로 전환하기 전에 종료하는 작업이 수반됩니다. VM이 종료된 동안 관련 구성과 메모리가 대상 호스트로 복사되고, 그런 다음 VM이 새 호스트에서 다시 시작됩니다. 그 결과 다운타임이 발생하여 시스템이 일시적으로 사용할 수 없거나 작동하지 않는 상태가 됩니다. 이런 단점이 있지만 안정적인 마이그레이션 프로세스이기 때문에 메모리 부하가 큰 VM에 적합한 옵션입니다.

웜 마이그레이션

이 유형의 마이그레이션은 VM이 실행되는 동안 사전 복사 단계에서 대부분의 VM 데이터를 복사하여 다운타임을 줄입니다. 전환 단계에서 VM은 중단되고 나머지 데이터가 복사됩니다.

VM을 마이그레이션해야 하는 이유 알아보기

VM을 마이그레이션하면 다음과 같은 측면에서 유용합니다.

• 부하 분산: VM은 호스트가 과부하 상태이거나 다른 호스트의 활용률이 낮을 때 활용률이 낮은 호스트 머신으로 이동할 수 있습니다. 부하 분산을 통해 VM 용량과 네트워크 성능을 개선할 수 있습니다.
• 하드웨어 독립성: 운영 체제(OS)와 리소스를 VM으로부터 격리하는 하이퍼바이저는 하드웨어 독립성을 촉진합니다. VM은 격리된 환경에서 실행되므로 특정 하드웨어에 종속되지 않습니다. 대부분의 경우 다운타임을 경험하지 않고 VM을 한 하드웨어에서 다른 하드웨어로 마이그레이션할 수 있습니다. (그러나 한 CPU 아키텍처에서 다른 CPU 아키텍처로 전환할 때와 같이 제한되는 상황도 있습니다.)
• 에너지 절약: VM은 다른 호스트로 재배포될 수 있습니다. 따라서 사용량이 적은 시기에는 언로드된 호스트 시스템의 전원을 꺼서 에너지를 절약하고 비용을 줄일 수 있습니다.
• 지리적 마이그레이션: 대기 시간을 줄이기 위해 또는 내결함성이나 재해 복구를 위한 밸런싱과 같은 다른 이유로 인해 필요한 경우 VM을 다른 물리적 위치로 이동할 수 있습니다.

모든 인기 가상화 플랫폼에는 실시간 마이그레이션 툴이 포함되어 있습니다. 이러한 기술의 예는 다음과 같습니다.

Red Hat® OpenShift® Virtualization 실시간 마이그레이션: KubeVirt 프로젝트 기반의 OpenShift Virtualization에는 실시간 마이그레이션 툴이 내장되어 있습니다. 실시간 마이그레이션은 가상 머신을 OpenShift 클러스터의 한 노드에서 다른 노드로 이동합니다. 

VMware vSphere vMotion: vSphere vMotion은 VMware의 실시간 마이그레이션 프로세스로, 다운타임을 제거하는 동시에 실행 중인 VM이 한 물리 서버에서 다른 물리 서버로 이동하도록 지원합니다. 

Microsoft Windows Server의 Hyper-V: Windows Server의 Hyper-V 기능인 실시간 마이그레이션을 통해 VM이 한 Hyper-V 호스트에서 다른 Hyper-V 호스트로 이동할 수 있습니다.

Nutanix: Nutanix AHV의 실시간 마이그레이션 기능을 사용하면 선택한 호스트에 가용 리소스가 있는 경우 게스트 VM을 한 AHV 호스트에서 다른 AHV 호스트 또는 클러스터로 이동할 수 있습니다.

실시간 마이그레이션은 몇 가지 단계로 진행됩니다. 이러한 단계는 플랫폼과 활용 사례에 따라 다르지만 실시간 마이그레이션의 목표는 동일합니다. 다음은 OpenShift Virtualization에서 실시간 마이그레이션이 완료되기까지의 단계입니다.

1단계: 준비

소스 노드가 마이그레이션할 VM을 준비하고 클러스터 수준에 존재하는 스케줄러(이 경우 OpenShift 스케줄러)가 원하는 대상 노드를 선택합니다. 실시간 마이그레이션에는 공유 스토리지가 사용되므로 소스와 대상은 VM 이미지가 저장될 때 동시에 같은 스토리지를 마운트하거나 같은 스토리지에 액세스합니다.

2단계: 요청

그다음, 소스 노드가 대상 노드에 마이그레이션 요청을 시작합니다. 대상 노드는 VM 이미지를 로드하기 시작하고 정확한 컨테이너 크기를 예약합니다. 또한 이 단계에서는 가상화 플랫폼을 통해 VM 리소스를 두 가지 환경 사이에 분배하고 중단 없이 실행할 수 있어야 합니다. 가용 리소스가 없는 경우 VM은 아무런 영향 없이 소스 노드에서 계속해서 실행됩니다.

3단계: 이전

VM을 생성하고 실행하는 소프트웨어인 하이퍼바이저가 소스 노드에서 대상 노드로 메모리를 복사합니다. 두 노드 모두에 일시 정지된 VM 복사본이 있지만 소스 노드는 장애 발생 시 마이그레이션을 계속 진행할 수 있는 기본 노드로 간주됩니다.

4단계: 마무리

이전이 이루어진 후에는 대상 노드가 소스 노드에 OS 이미지를 수신했고 마이그레이션 트랜잭션을 실행했음을 알립니다. 이제 대상 노드가 기본 노드가 됩니다. 소스 노드는 원래 VM을 종료할 수 있습니다.

5단계: 완료

새로운 기본 노드로 변경되면 실시간 마이그레이션이 완료됩니다. 마이그레이션된 VM은 대상 노드에서 실행되고 평소처럼 계속해서 작동할 수 있습니다.  

VM 및 가상화를 위한 Red Hat의 솔루션 포트폴리오는 실시간 마이그레이션 프로세스를 지원할 수 있습니다.

Red Hat® OpenShift® Virtualization은 기존 가상 머신을 마이그레이션하기 위한 확장 가능한 통합 플랫폼을 제공합니다. Red Hat OpenShift의 기능인 Red Hat OpenShift Virtualization은 컨테이너 워크로드와 더불어 가상 머신 워크로드를 실행하고 관리할 수 있도록 지원합니다. Red Hat OpenShift Virtualization을 사용하면 기존에 투자한 가상화된 기술을 계속 사용할 수 있고 Red Hat OpenShift의 클라우드 네이티브 툴을 통해 원하는 속도로 현대화할 수 있습니다. 그리고 팀은 단일 플랫폼에서 컨테이너와 함께 VM을 함께 배포하고 관리할 수 있습니다. 또한 가상화를 위한 마이그레이션 툴킷을 사용하여 기존 워크로드를 현재 가상화 솔루션에서 마이그레이션할 수 있습니다. 가상화를 위한 마이그레이션 툴킷은 가상 머신에서 실행되는 워크로드에 대한 액세스를 제공하는 동시에 새로운 클라우드 네이티브 애플리케이션의 개발을 지원합니다.

아울러 규모에 따른 마이그레이션 가속화를 위해 Red Hat Ansible Automation Platform으로 VM과 주변 IT 인프라의 오케스트레이션을 자동화할 수 있습니다. Red Hat OpenShift Virtualization을 Red Hat Ansible Automation Platform과 함께 사용할 경우 VM 마이그레이션을 가속화하고 가상 환경의 관리, 운영, 현대화를 지원할 수 있습니다. 또한 인적 오류의 가능성을 줄이고 마이그레이션 및 지속적인 VM 워크로드 관리 전반에 걸쳐 일관성을 개선할 수 있습니다.