Xen

Xen
이 문서는 가상화 소프트웨어에 대한 것입니다.그 외의 사용법에 대해서는, Xen(구체적인 설명)을 참조해 주세요.
Xen
Xen hypervisor logo black.svg
Xen screenshot.png
NetBSD 및 3개의 Linux 디스트리뷰션을 실행하고 있는 Xen
원저작자Keir Fraser, William Perkins 주니어, Steven Hand, Ian Pratt, 케임브리지 대학 컴퓨터 연구소
개발자Linux Foundation
인텔(R)
초기 릴리즈2003년 10월 2일, 18년 전(2003-10-02)[1][2]
안정된 릴리스
4.16.1[3] / 2022년 4월 12일, 3개월 전(2022-04-12)
저장소
기입처C
유형하이퍼바이저
면허증.GPLv2
웹 사이트xenproject.org

Xen(/zznn/로 발음)은 타입 1의 하이퍼바이저로 여러 컴퓨터 운영체제를 같은 컴퓨터 하드웨어 상에서 동시에 실행할 수 있는 서비스를 제공합니다.원래는 케임브리지 대학 컴퓨터 연구소에서 개발되었으며 현재는 Linux Foundation에서 인텔, Citrix, Arm Ltd, Huawei, AWS, Alibaba Cloud, AMD, Bitdefender 및 epam의 지원을 받아 개발 중입니다.

Xen Project 커뮤니티는 GNU General Public License(GPL) 버전 2의 요건에 따라 Xen Project를 자유 오픈 소스 소프트웨어로서 개발 및 관리하고 있습니다.Xen Project는 현재 IA-32, x86-64 및 ARM 명령 세트에 [4]사용할 수 있습니다.

소프트웨어 아키텍처

Xen Project는 펌웨어를 제외한 머신상의 다른 어떤 소프트웨어보다 특권 CPU 상태에서 실행됩니다.

하이퍼바이저의 책임에는 모든 가상 머신("도메인")의 메모리 관리 및 CPU 스케줄링, 그리고 기본적으로 하드웨어에 직접 액세스할 수 있는 유일한 가상 머신인 최상위 도메인("dom0")의 부팅이 포함됩니다.dom0에서 하이퍼바이저를 관리하고 권한 없는 도메인("domU")을 시작할 [5]수 있습니다.

dom0 도메인은 일반적으로 Linux 또는 BSD 버전입니다.이를 운영 시스템이 실행되다는 것을 안다 사용자 도메인 MicrosoftWindows등 아래로 특권 명령 하드웨어 가상화 지침에 의해서 제공될 수 전통 운영 시스템, 또는 paravirtualized 운영 체제(만약 호스트 프로세서 x86가상화를 지원하는 경우 예를 들어, 인텔 VT-x과 AMD-V)[6].i가상 머신에 접속하면 권한이 있는 명령을 발행하지 않고 하이퍼콜을 직접 발신합니다.

Xen Project는 GNU GRUB 등의 부트로더에서 부팅되며 보통 반가상화 호스트 운영체제를 호스트 도메인(dom0)에 로드합니다.

역사

Xen은 컴퓨터 연구소의 선임 강사인 Ian Pratt와 그의 박사과정 학생 Keir Fraser가 이끄는 케임브리지 대학의 연구 프로젝트로 시작되었습니다.Xen의 첫 번째 공개 릴리스는 2003년에 이루어졌으며 v1.0은 2004년에 이어 출시되었습니다.곧이어 Pratt와 Fraser는 Simon Crossby, 설립 CEO Nick Gault 등 캠브리지 졸업생들과 함께 XenSource Inc.를 설립하여 Xen을 경쟁력 있는 엔터프라이즈 제품으로 만들었습니다.

상대적으로 부족한 하드웨어 컴퓨팅 리소스로 스마트폰/IoT와 같은 임베디드 시스템을 지원하기 위해 2007년 4월 17일 IBM TJ [7][8]Watson에서 열린 Xen Summit에서 ARM CPU의 Secure Xen ARM 아키텍처가 공개되었습니다.시큐어 Xen ARM 소스코드의 첫 공개는 2008년 6월 24일 Xen[9][10] Summit에서 Cambridge 졸업생인 [11]서상범 씨가 삼성전자에서 실시했습니다.

2007년 10월 22일 Citrix Systems는 XenSource [12]인수를 완료하고 Xen Project는 xen.org 도메인으로 이전했습니다.이 움직임은 이전부터 시작되어 Citrix, IBM, Intel, Hewlett-Packard, Novell, Red Hat, Sun Microsystems 및 Oracle의 멤버로 구성된 Xen Project Advisory Board(Xen AB)의 존재를 공표했습니다.Xen Advisory Board는 Xen 프로젝트 리더에게 조언하고 Xen [13]상표에 대한 책임을 집니다.Citrix는 Xen 하이퍼바이저를 [14]구현하는 모든 벤더 및 프로젝트에 무료로 라이센스를 부여했습니다.Citrix는 XenApp 및 XenDesktop 등 Xen과 무관한 일부 독점 제품에도 Xen 브랜드를 사용했습니다.

2013년 4월 15일 Xen 프로젝트가 Linux Foundation의 협찬 아래 공동 [15]프로젝트로 이행되었음을 발표했습니다.Linux Foundation은 "Xen Project"의 새로운 상표를 출시하여 오래된 "Xen" 상표의 상업적 사용과는 이 프로젝트를 차별화했습니다.새로운 커뮤니티 웹사이트는 xenproject[16].org에서 이전 과정의 일환으로 개설되었습니다.발표 당시 프로젝트 멤버는 다음과 같습니다.Amazon, AMD, Bromium, CA Technologies, Calxeda, Cisco, Citrix, Google, Intel, Oracle, Samsung 및 Verizon.[17]Xen 프로젝트 자체는 [18]자율적입니다.

Linux 커널 버전 3.0 이후 메인라인 [19]커널에는 dom0 및 domU에 대한 Xen 지원이 있습니다.

릴리스 이력

버전 발매일 메모들
1.0 2003년 10월 2일[1][2]
2.0 2004년 11월 5일[20] PV 게스트 라이브 이행
3.0 2005년 12월 5일[21][22]

3.0.4까지의 릴리스에서는 다음과 같은 것도 추가되어 있습니다.

3.1 2007년 5월 18일[26] HVM 게스트용 라이브 마이그레이션, XenAPI
3.2 2008년 1월 17일[27] 호스트 시스템의 PCI 패스스루 및 ACPI S3 스탠바이 모드.
3.3 2008년 8월 24일[28] PCI 패스스루 및 전원 관리 기능 향상Xen ARM 하이퍼바이저 소스 코드가 ARM CPU 지원용으로 출시되었습니다.
3.4 2009년 5월 18일[29] "Xen Client Initiative"(XCI)의 첫 번째 버전이 포함되어 있습니다.
4.0 2010년 4월 7일[30] PVOps를 사용하여 구현된 dom0 Linux 커널을 사용할 수 있습니다.정식 Linux 커널에서는 실제로 dom0 커널(2010년 [31]7월 날짜) 사용을 지원하지 않기 때문에 버전 2.6.31의 Linux 커널이 이 목적으로 변경되었습니다.
4.1 2011년 3월 25일[32] 몇 가지 개선점점:255개 이상의 프로세서를 지원하여 안정성이 향상되었습니다.Linux 커널 v2.6.37 이상에서는 dom0 [33]커널로 사용할 수 있습니다.
4.2 2012년 9월 8일[34] XL이 기본 툴 스택이 되었습니다.최대 4095개의 호스트 프로세서와 최대 512개의 게스트 프로세서를 지원합니다.
4.3 2013년 7월 9일[35] 실험적인 ARM 지원NUMA 인식 스케줄링.Open vSwitch 지원
4.4 2014년 3월 10일[36] libxl의 솔리드 libvirt 지원, 새로운 스케일러블 이벤트 채널인터페이스, ARM용 하이퍼바이저 ABI가 안정적이라고 선언, 인텔 하드웨어상의 [37][38]네스트된 가상화.
4.5 2015년 1월 17일[39] 4.5에는 43개의 주요 신기능이 포함되어 있으며 프로젝트 [39]역사상 가장 많은 업데이트가 포함되어 있습니다.
4.6 2015년 10월 13일[34] 코드 품질 향상, 보안 강화, 보안 어플라이언스 활성화 및 출시 주기 예측 [34]가능성에 초점을 맞춥니다.
4.7 2016년 6월 24일[40] 보안, 실시간 마이그레이션, 성능 및 워크로드 향상하드웨어 지원(ARM 및 인텔 Xeon).[41]
4.8.1 2017년[42] 4월 12일
4.9 2017년[43] 6월 28일 Xen Project 4.9 릴리즈 노트
4.10 2017년[44] 12월 12일 Xen 프로젝트 4.10 릴리즈 노트
4.11 2018년[45] 7월 10일 Xen 프로젝트 4.11 릴리즈 노트
4.12 2019년[46] 4월 2일 Xen 프로젝트 4.12 릴리즈 노트
4.13 2019년[47] 12월 18일 Xen 프로젝트 4.13 릴리즈 노트
4.14 2020년 7월 24일 Xen 프로젝트 4.14 릴리즈 노트
4.15 2021년 4월 8일 Xen 프로젝트 4.15 릴리즈 노트
4.16 2021년 12월 2일 Xen 프로젝트 4.16 릴리즈 노트

사용하다

인터넷 호스팅 서비스 기업은 하이퍼바이저를 사용하여 가상 프라이빗 서버를 제공합니다.Amazon EC2(2006년 [48]8월 이후), IBM SoftLayer,[49] Liquid Web, Fujitsu Global Cloud Platform,[50] Linode, OrionVM[51] 및 Rackspace Cloud는 제품 [52]오퍼링을 위한 기본 VM 하이퍼바이저로 Xen을 사용합니다.

가상 머신 모니터(하이퍼바이저라고도 함)는 IBM, HP 및 기타 [citation needed]시스템을 실행하는 메인프레임 및 대규모 서버에서도 작동합니다.서버 가상화는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

  • 통합으로 활용률 향상
  • 신속한 프로비저닝
  • 소프트웨어 장애에 대한 동적 내결함성(빠른 부트스트래핑 또는 재부팅)
  • 하드웨어 폴트 톨러런스(가상 머신을 다른 하드웨어로 마이그레이션)
  • 가상 운영 체제의 안전한 분리
  • 기존 소프트웨어 및 새로운 OS 인스턴스 지원

Xen은 호스트 간에 가상 머신을 라이브로 이행할 수 있도록 지원하므로 로드밸런싱과 다운타임을 회피할 수 있습니다.

가상화는 개발(운영체제 개발 포함) 시에도 이점이 있습니다.새로운 시스템을 게스트로 실행하면 버그가 발생할 때마다 물리 컴퓨터를 재부팅할 필요가 없어집니다.샌드박스의 게스트 시스템은 컴퓨터 보안 조사에도 도움이 됩니다.호스트 시스템을 손상시키지 않고 바이러스나 웜의 영향을 조사할 수 있습니다.

마지막으로 하드웨어 어플라이언스 벤더는 다양한 운영체제를 [citation needed]필요로 하는 다양한 소프트웨어를 실행할 수 있도록 여러 게스트시스템을 실행하는 어플라이언스를 출하할 수 있습니다.

가상화의 종류

Xen은 게스트 운영 체제를 실행하기 위한 5가지 방법을 제공합니다.

  • HVM(하드웨어 가상 머신)
  • PV 드라이버를 탑재한 HVM
  • PVHVM(완전한 하드웨어 [53]가상화를 사용한 반가상화, 즉 PVHVM 드라이버를 사용한HVM)
  • PVH(HVM 컨테이너 내의 PV)
  • PV(준가상화).[54]

Xen은 반가상화라고 하는 가상화 형식을 제공합니다.이 가상화에서는 게스트가 변경된 운영 체제를 실행합니다.게스트는 특정 아키텍처 기능 대신 특별한 하이퍼콜 ABI를 사용하도록 변경되었습니다.반가상화를 통해 Xen은 기존 가상화 기술과 [55][56]비협조적이라는 평판을 얻고 있는 호스트 아키텍처(x86)에서도 높은 성능을 달성할 수 있습니다.Xen은 가상화를 명시적으로 지원하지 않고 CPU에서도 반가상화 게스트("PV 게스트")를 실행할 수 있습니다.반가상화를 통해 하드웨어 및 펌웨어 서비스의 전체 세트를 에뮬레이트할 필요가 없어지고 PV 시스템의 관리가 쉬워지며 잠재적으로 악의적인 게스트에 노출될 수 있는 공격 표면도 줄어듭니다.32비트 x86에서는 Xen 호스트 커널 코드는 Ring 0으로 실행되고 호스트 도메인은 Ring 1(커널) 및 Ring 3(애플리케이션)으로 실행됩니다.

가상화를 지원하는 CPU를 사용하면 독자적인 운영체제(Microsoft Windows 등)를 포함한 수정되지 않은 게스트를 실행할 수 있습니다.이것은 하드웨어 지원 가상화라고 불리지만 Xen에서는 하드웨어 가상 머신(HVM)이라고 불립니다.HVM 확장은 실제 하드웨어에 액세스할 수 있는 하이퍼바이저에서 사용되는 가장 특권이 높은 모드(x86에서는 "root 모드"라고 함)와 권한이 낮은 모드를 명확하게 구분하여 추가 실행 모드를 제공합니다.하이퍼바이저의 완전한 제어 하에 "하드웨어" 액세스가 있는 게스트 커널 및 애플리케이션(x86에서는 "비루트 모드"로 알려져 있습니다.루트 모드와 비루트 모드 모두 링 0~3을 가집니다).인텔과 AMD는 각각 인텔 VT-x 및 AMD-V 아키텍처 [57]확장을 이용하기 위해 Xen을 수정하였습니다.Xen 4.[58]3에서는 ARM v7A 및 v8A 가상화 확장을 사용했습니다.또한 HVM 확장에서는 반가상화된 게스트/드라이버가 하이퍼바이저에 직접 호출할 수 있도록 하는 새로운 명령도 종종 제공되며, 일반적으로 I/O 또는 고성능을 필요로 하는 기타 작업에 사용됩니다.이를 통해 HVM 게스트는 약간의 적절한 수정을 통해 반가상화 I/O의 많은 성능 이점을 얻을 수 있습니다.현재 버전의 Xen(최대 4.2)에서는 완전히 가상화된 HVM 게스트만이 하드웨어 설비를 사용하여 여러 독립된 수준의 메모리 보호 및 페이징을 수행할 수 있습니다.그 결과 워크로드에 따라서는 PV 드라이버(PV-on-HVM 또는 PVH라고도 함)를 사용하는 HVM 게스트가 순수 PV 게스트보다 뛰어난 성능을 제공합니다.Xen HVM은 QEMU 프로젝트에 기반한 디바이스 에뮬레이션을 통해 가상 머신에 I/O 가상화를 제공합니다.시스템은 dom0의 백엔드로 실행되는 패치 적용 QEMU "device manager"(qemu-dm) 데몬을 통해 하드웨어를 에뮬레이트합니다.즉, 가상화된 머신에는 매우 기본적인 PC의 에뮬레이트 버전이 표시됩니다.퍼포먼스가 중요한 환경에서는 일반 게스트 조작 중에 PV-on-HVM 디스크와 네트워크 드라이버가 사용되므로 에뮬레이트된 PC 하드웨어가 대부분 부팅에 사용됩니다.

특징들

관리자는 가용성을 잃지 않고 LAN을 통해 물리 호스트 간에 Xen 가상 머신을 "라이브 이행"할 수 있습니다.이 절차를 수행하는 동안 LAN은 실행을 중지하지 않고 가상 시스템의 메모리를 대상에 반복적으로 복사합니다.이 프로세스에서는 가상 머신이 최종 타깃에서 실행을 시작하기 전에 최종 동기화를 수행하기 위해 약 60~300밀리초의 정지가 필요합니다.이것에 의해, 심리스한 이행이 실현됩니다.이와 유사한 기술을 통해 디스크에 대해 실행 중인 가상 시스템을 일시 중단하고 나중에 재개할 수 있도록 실행 상태를 "동결"할 수 있습니다.

Xen은 4095개의 물리 CPU, HVM 게스트당 256개의 VCPU, PV 게스트당 512개의 VCPU, 호스트당 16TB의 RAM, HVM 게스트당 최대 1TB 또는 PV [59]게스트당 512GB의 RAM까지 확장할 수 있습니다.

유용성

Xen 하이퍼바이저는 다수의 프로세서 패밀리에 이식되어 있습니다.

  • 인텔: IA-32, IA-64 (버전 4.2 이전[60]), x86-64
  • PowerPC: 이전에는 XenPPC 프로젝트에서 지원되었으나 Xen 3.2 이후에는[61] 활성화되지 않음
  • ARM: 이전에는 XenARM 프로젝트에서 Cortex-A9 등 가상화 확장 기능이 없는 오래된 버전의 ARM을 지원했습니다.현재[when?] Xen 4.3 이후 Cortex-A15 등 가상화 확장 기능을 갖춘 새로운 버전의 ARM에서 지원됩니다.
  • MIPS: XLP832 EXP[62] 포트

호스트

Xen은 XCP-ng 또는 Citrix Hypervisor(구 Citrix XenServer 및 XenSource의 XenEnterprise 이전)와 같은 전용 가상화 플랫폼으로 출하할 수 있습니다.

또는 Xen은 많은 표준 운영 체제의 옵션 구성으로 배포됩니다.Xen은 다음 제품과 함께 제공됩니다.

손님들

게스트 시스템은 완전히 가상화된 상태(하드웨어 지원 필요), 반가상화된 상태(변경된 게스트 운영 체제 필요) 또는 반가상화된 드라이버(PVHVM)[72][73]를 사용하여 완전히 가상화될 수 있습니다. PC에서 실행할 수 있는 대부분의 운영 체제는 Xen HVM 게스트로 실행할 수 있습니다.다음 시스템은 반가상화 Xen 게스트로 작동할 수 있습니다.

Xen 버전 3.0에서는 호스트 머신의 프로세서가 Intel VT-x(이전 코드명 Vanderpool) 또는 AMD-V(이전 코드명 Pacifica)에서 제공하는 하드웨어 가상화를 지원하는 경우 변경되지 않은 게스트 운영 체제로 Microsoft Windows를 실행할 수 있는 기능이 도입되었습니다.Xen 1.x 개발 중 Microsoft Research는 캠브리지 대학 운영체제 그룹과 함께 Windows XP에서 Xen으로의 포트를 개발했습니다.이 포트는 Microsoft의 Academic Licensing Program에 의해 실현되었습니다.이 라이선스의 조건에 따라 이 포트의 공개는 허가되지 않습니다.단, 이 포트의 상세한 것에 대하여는, 원래의 Xen SOSP 용지에 [77]기재되어 있습니다.James Harper와 Xen 오픈 소스 커뮤니티는 Windows용 무료 소프트웨어 반가상화 드라이버 개발에 착수했습니다.이러한 기능을 통해 Xen 블록 및 네트워크 디바이스용 프런트 엔드 드라이버가 제공되며 HVM 모드로 실행되는 Windows 시스템에서 디스크 및 네트워크 성능이 크게 향상됩니다.이러한 드라이버가 없는 경우 모든 디스크 및 네트워크 트래픽은 [78]QEMU-DM을 통해 처리되어야 합니다.그 [79]후 Citrix는 Windows용 BSD 라이선스로 출시되어 계속 유지되고 있습니다.

관리

서드파티 개발자는 Xen 게스트의 구성, 시작, 감시 및 중지 등 Xen 호스트를 관리하는 일반적인 작업을 용이하게 하기 위해 다수의 툴(Xen Management Console)을 구축했습니다.예를 들어 다음과 같습니다.

  • OpenNebula 클라우드 관리 툴킷
  • OpenSUSE YaST 및 virt-man에서 그래픽 VM 관리 제공
  • OpenStack은 Xen을 하이퍼바이저/컴퓨팅 타깃으로 네이티브 지원
  • Apache CloudStack은 Xen을 하이퍼바이저로도 지원
  • Novell의 PlateSpin Orchestate는 SUSE Linux Enterprise Server에서 출하되는 Xen용 가상 머신도 관리합니다.
  • Xen Orchestra는 XCP-ng 플랫폼과 Citrix 하이퍼바이저 플랫폼을 모두 지원

상용 버전

Xen 하이퍼바이저는 GNU General Public License의 적용을 받기 때문에 이들 버전에는 모두 소스 코드가 포함된 자유 소프트웨어의 핵심이 포함되어 있습니다.그러나 이들 중 상당수는 독점적인 추가사항을 포함하고 있습니다.

Citrix XenServer 출시 및 관련 Xen 프로젝트 버전 개요
상용 유통 버전 상용판 출시일 Xen 프로젝트 버전 상용 릴리즈 EOL 날짜[83]
Citrix XenServer 6.0[84][85] 2011-09-30 4.1.1 2016-09-26
Citrix XenServer 6.1[86] 2012-09-28 4.1.3 2016-09-30
Citrix XenServer 6.2[86] 2013-06-18 4.1.5 2018-06-26
Citrix XenServer 6.2 SP1[86] 2013-12-16 4.1.5 2018-06-26
Citrix XenServer 6.5[86] 2015-01-13 4.4.1 2018-06-26
Citrix XenServer 6.5 SP1[86] 2015-05-12 4.4.1 2018-06-26
Citrix XenServer 7.0[87][88][89] 2016-05-24 4.6.1 2021-05-19
Citrix XenServer 7.1[90] 2017-02-23 4.7.1 2022-08-01
Citrix XenServer 7.4[86] 2018-02-27 4.7.4 2018-09-30
Citrix XenServer 7.5[91] 2018-05-30 4.7.x[92] 2019-04-20
Citrix XenServer 7.6[93] 2018-09-06 4.7.6[94][95] 2019-07-06

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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