[Ubuntu 22.04.3 Server LTS] Install QEMU/KVM (가상화 솔루션 설치) feat.Windows 10

 

 

 

 

[한빛미디어]이것이 우분투 리눅스다 : 우분투 리눅스 설치부터 네트워크와 서버 구축 운영까지

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🚀 가상화 솔루션 설치

    🔽 개요

        📦 소개

열심히 구축중인 우분투 서버에 이번엔 가상화 솔루션을 설치해 보려고 해요.

주니가 설치하고자 하는 가상화 프로그램은 KVM(Kernel-based Virtual Machine)과 QEMU(Quic Emulator)를 설치해 보려고 해요.

QEMU와 KVM은 구체적으로 어떤 프로그램일까요?

- QEMU(Quic Emulator): QEMU는 하드웨어 가속을 사용하지 않고, 이전 소프트웨어 에뮬레이션을 통해 다양한 CPU 아키텍처를 에뮬레이트하는 역할을 해요.
QEMU는 x86, ARM, PowerPC 등과 같은 다양한 CPU 아키텍처를 지원하고, 여러 가상 머신 이미지 형식을 실행할 수 있어요.
QEMU는 물리적 하드웨어에 종속되지 않고, 여러 운영 체제에서 실행할 수 있고, 이러한 특성으로 다양한 가상 환경 구성 시 사용하고 있어요.
또한, KVM과 조합하여 하드웨어 가속을 활용할 수 있어 성능 향상도 제공하고 있어요.

💡 참고 사항
에뮬레이션이란?
에뮬레이션은 컴퓨터나 기타 전자 기기와 같은 하드웨어의 동작을 소프트웨어로 모방하거나, 흉내내는 프로세스 의미.

- 다른 플랫폼에서 실행: 에뮬레이션을 사용하면 특정 하드웨어나 운영 체제에서 실행되는 프로그램을 다른 플랫폼에서도 실행할 수 있음. 예를 들어 Windows OS에서 실행되는 프로그램을 macOS나, Linux에서 에뮬레이션을 통해 실행.

- 하드웨어 및 소프트웨어 개발: 하드웨어나, 소트프웨어 개발 시 에뮬레이션을 사용하여 실제 하드웨어 환경을 구성하지 않고도 프로토 타입을 개발하고, 디버그. 이 기능으로 개발 및 테스트 속도를 높일 수 있음.

- 보안 연구: 에뮬레이션은 보안 연구자들이 악성 코드나 해킹 공격을 분석하고, 테스트 하는데, 사용하는 중요한 도구 중 하나.
에뮬레이션을 통해 실제 시스템을 위험에 빠뜨리지 않고, 보안 문제를 연구하고, 대응 방법 개발 가능.

- 교육 및 훈련: 에뮬레이션은 학습자나, 교육 기관에서 컴퓨터 과학, 네트워크, 운영 체제 등 다양한 주제를 가르치는 데 사용.

- KVM(Kernal-based Virtual Machine): KVM은 Linux(리눅스) Kernel(커널) Module(모듈)로써, 하드웨어 가상화 지원 가상화 솔루션이에요.
KVM은 Hypervisor(하이퍼 바이저) 역할을 하고, Host System(호스트 시스템)의 CPU에 하드웨어 가속 기능을 사용하여 가상 머신을 실행한답니다.
이러한 방식으로 KVM은 QEMU와 결합하여 가상 머신을 빠르고, 효율적으로 실행할 수 있도록 해 주고 있어요.
KVM을 사용하면 가상 머신이 물리적 하드웨어에 가깝게 실해오디기 때문에 성능이 향상되고, 다중 가상 머신을 호스팅하는 데 적합하답니다.

일반적으로 QEMU와 KVM은 함께 사용되어 가상화 환경을 제공하고, 가상 머신을 생성하고 관리 하기 위한 다양한 도구와 라이브러리를 함께 활용할 수 있어요. 

 

 

    🔽 설치

        📦 패키지 설치

최초 우분투에서 관련 패키지 설치를 진행해 볼게요.

apt install -y qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-daemon virtinst bridge-utils libosinfo-bin

 

apt install virt-manager

위 명령어를 통해 설치하는 패키지는 아래와 같아요.

패키지 이름	상세 내용
qemu-kvm	QEMU와 KVM을 사용하여 가상 머신을 생성하고, 관리하는 데 사용되는 가상화 소프트웨어.
libvirt-daemon-system	libvirt daemon system. libvirt는 다양한 가상화 기술과 상호 작용할 수 있는 가상화 관리 라이브러리 및 도구.
libvirt-daemon	libvirt deamon service management package. libvirt를 사용하여 가상 머신 관리 및 모니터링.
virtinst	가상 머신 생성 및 설치 시 사용되는 가상화 설치 도구.
bridge-utils	Linux bridge network utility. 가상 머신의 네트워크 구성에 사용.
libosinfo-bin	libosinfo library command line tool. 다양한 운영 체제와 가상화 플랫폼에 대한 정보 제공.
virt-manager	Linux system에서 가상 머신 관리를 위한 GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 도구. Virt-Manager는 libvirt와 연동하여 KVM, QEMU, Xen 등 다양한 가상화 기술을 사용하여 가상 머신 생성, 구성, 관리, 모니터링할 수 있는 GUI 제공.

systemctl start libvirtd; systemctl enable libvirtd; systemctl status libvirtd

그리고, 위와 같이 필수 서비스 활성화 및 서비스 등록 그리고, 상태를 확인해 주었어요.

우분투 서버의 Remote Desktop으로 접속하여 확인해 보니 위와 같이 가상 머신 관리자가 생긴걸 볼 수 있어요.

최초 가상 머신 관리자를 실행하면 위와 같은 문제를 만날 수 있어요.

이 문제 해결 방법은 libvirt 그룹에 가상 머신 관리자를 사용할 계정을 추가해 주면 돼요.

usermod -G <추가할 그룹 이름> -a <추가할 계정>

위와 같이 추가해 주었어요.

그런 뒤 재부팅을 해 주어야 해요.

위와 같이 Name 옆에 QEMU/KVM 옆에 Not Connected가 붙어있지 않다면 사용할 준비가 된 것이에요.

 

 

 

 

    🔽 network configuration
        📦 Host system network configuration

호스트 서버에서 Bridge network를 구성하여 가상 머신들이 통신할 수 있도록 구성해 볼게요.

브릿지 네트워크를 구성하는 이유는 가상 머신과 호스트 컴퓨터에 네트워크 통신을 활성화 하기 위함인데, 이것으로 인해 가상 머신은 외부 네트워크와 마치 독립적인 물리 컴퓨터처럼 통신을 할 수 있게 해 줄 수 있기 때문이에요.

또한, 네트워크 분리 및 격리를 통해 가상 머신 간에 네트워크를 분리하고, 격리시킬 수 있어요. 각 가상 머신은 자체 IP 주소를 가질 수 있고, 호스트 시스템 밖의 네트워크와 통신할 수 있도록 해 줄 수 있어요.

그리고, 서버 가상화 시나리오에서 브릿지 네트워크는 가상 머신과 외부와 통신하고, 서버 간 통신을 관리하는데 사용할 수 있어요. 이를 통해 가상 서버가 외부와 안전하게 통신하고, 필요한 리소스에 액세스할 수 있어요.

마지막으로 브릿지 네트워크를 사용하게 되면 네트워크 트래픽을 쉽게 모니터링하고, 필요한 경우 트래픽 필터링 및 분석을 수행할 수 있기 때문이에요.

또한, QEMU/KVM의 Virtual Machine Manager(가상 머신 관리자)를 이용하여 가상 머신 생성 시 네트워크 장치를 별도로 설정하지 않으면 NAT를 사용해서 네트워크를 구성하게 돼요. 예를 들어 NAT 방식으로 구성하면 호스트 서버는 IP 대역을 10.0.0.XXX를 사용하는데, Guest(게스트) OS의 IP는 192.168.0.XXX를 사용하는 등의 방식으로 사용하게 돼요.

이렇게 구성하게 되면 게스트 OS에서는 호스트 OS에 IP로 접근이 가능하고, 호스트 OS에서는 게스트 OS IP로 접근할 수 있어요.

또한, macvtap을 이용하면 호스트 OS와 게스트 OS를 동일 네트워크로 연결할 수 있지만, 게스트 OS에서 호스트 OS에 접근하지 못하는 문제가 발생해요. 그래서 호스트 OS로 사용하는 우분투에 브릿지 설정을 해주고, KVM에도 호스트에서 설정한 브릿지를 사용하도록 설정해야 브릿지를 통해 동일 네트워크 대역을 사용할 수 있어요.

최초 Bridge netfilter 비활성화 작업을 해 주어야해요.
다른 설정을 아무리 잘해도 이 문제 때문에 골치 아픈 경우가 생길 수 있어요.
모든 트래픽을 브릿지로 보내고, 가상 머신으로 보내려면 이 작업을 꼭 해주어야 해요.

vim&nbsp;/etc/sysctl.d/bridge-filter.conf

 

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=0
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=0
net.bridge.bridge-nf-call-arptables=0

 
위 설정 파일을 만들어 위와 같이 입력해 주었어요.

 

vim&nbsp;/etc/udev/rules.d/99-bridge-filter.rules

 

ACTION=="add", SUBSYSTEM=="module", KERNEL=="br_netfilter", RUN+="/sbin/sysctl -p /etc/sysctl.d/bridge-filter.conf"

그리고, 위와 같이 파일을 만들어 주었어요.


이렇게 한 뒤 재부팅 해주어야 해요.

        📦 add Bridge CLI

이번에는 브릿지 네트워크를 만들어 볼게요.

vim /etc/netplan/00-installer-config.yaml

728x90

주니는 내부망으로 사용할 private-br0 라는 브릿지 인터페이스를 위와 같이 만들어 주었어요.

macaddress는 ifconfig를 통해 해당 인터페이스의 mac address를 확인할 수 있는데,

ifconfig

위와 같이 ether 라고 써 있는 부분이 mac address에요.

여기까지 되었다면 저장하고, 나옵니다.

netplan apply

위 명령어로 네트워크 구성 환경을 적용해 주었어요.

ip addr show

위와 같이 네트워크가 설정된 걸 확인할 수 있어요.

 

 

 

        📦 Create Windows 10 Guest OS

이번엔 QEMU/KVM을 이용해서 윈도우 10 가상 머신을 설치해 볼게요.

Create a new Virtual Machine 클릭

최초 위와 같이 가상 머신을 만들기 위한 설정으로 들어가 줄거에요.

Local install media 선택

여기선 설치 방식을 물어보고 있는데, ISO 파일을 우분투에 내려 받아놨기 때문에 Local install media를 선택하고, Forward를 눌러줄거에요.

그 다음 위와 같이 Browse..를 눌러 줍니다.

주니는 이미 한번 해봐서 Downloads가 있는건데, 처음하게 되면 default 밖에 없을 거에요.

위 화면에서 밑에 Browse Local을 선택해 주세요.

그런 다음 위와 같이 ISO File이 있는 디렉터리를 선택하고, Open을 눌러주면 됩니다.

그리고 위와 같이 ISO File을 선택하고, Choose Volume을 눌러 줄게요.

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그리고, 밑 부분에 AUtomatically detect...를 비활성화 하고, 위와 같이 윈도우 10을 선택해 주었어요.


그런 다음 Forward를 눌러 다음으로 넘어갑니다.

위 경고는 해당 경로에 대한 검색 권한을 갖고 있지 않은 사용자라는 내용인데, Yes를 눌러주면 됩니다.

이번엔 만들 가상 머신의 Memory와 CPU 개수를 만들어 주는 부분이에요.

주니는 위와 같이 설정해 주도록 할게요.
그런 뒤 Forward를 눌러 넘어갑니다.

이번에는 설치될 가상 머신이 설치될 Storage(스토리지)를 설정하는 부분이에요.

주니는 따로 SSD를 준비해놨고, LVM으로 만들어 준비해 두었기 때문에 여길 선택해 줄거에요.

위와 같이 Select or create custom storage를 선택하고, Manage...를 눌러줄게요.

LVM 만드는 방법은 이 곳을 참고해 주시면 좋을 거 같아요.

[Linux] LVM 구성

 

 

위 화면에서 밑에 +를 눌러 Storage Volume(스토리지 볼륨)을 하나 만들어 줄게요.

 

최초 해당 Pool 이름을 지어주고, Target Path란의 Borwse를 눌러 주었어요.

그리고 위와 같이 해당하는 Directory(디렉터리)를 선택하고, Open을 눌러주었어요.

 

이제 Finish를 눌러줄게요.

 

이 곳에서 Pool 이름을 선택하고, 가운데 Volumes의 + 버튼을 눌러줄게요.

그리고 만들어질 가상 디스크의 이름을 정해 주고, 가상 디스크 포맷을 정해 주었어요.

참고로 Allocate entire volume now를 활성화하면 모든 가용 용량을 할당해 줄 수 있어요.

그런 뒤 Finish를 눌러줄게요.

그럼 위와 같이 가상 디스크 만드는 작업에 들어갈 거에요.

가상 디스크가 다 만들어졌다면 해당 가상 디스크를 선택하고, Choose Volume을 눌러줍니다.

그런 뒤 Forward를 눌러줄게요.

가상 머신의 이름을 정해주고, Network selection에서 위에서 만든 내부 브릿지를 선택해 주었어요.

그런 뒤 Finish를 눌러줄게요.

이제 Windows 10을 설치하고, 즐겨주면 돼요.

윈도우 설치가 끝나고, IP를 확인해보니 호스트 서버와 브릿지가 잘 맺어진걸 확인할 수 있었어요.

 

 

우분투 리눅스 : 시스템 & 네트워크

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🧐 참고 자료

How to Install and Configure QEMU on Ubuntu 22.04?

Ubuntu 22.04 LTS : KVM : Install : Server World

 

Ubuntu 22.04에 KVM을 설치하는 방법은 무엇입니까?

 

Ubuntu 22.04 QEMU/KVM 설치 및 사용방법 - 오솔길