KR20210028176A - 컨테이너를 활용한 가상 데스크탑 시스템 및 그 데이터 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 가상화 시스템을 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 클라우드 플랫폼을 구성하며, 각각 고유의 기능을 하는 복수의 컴포지션으로 구성된 오픈스택 기반의 가상화 시스템에서, 호스트 머신의 커널을 공유하여 개별 어플리케이션을 위한 가상의 공간을 제공하는 컨테이너에 기초하여 구성하여 가상 데스크톱을 제공하는 가상화 서버; 및 클라이언트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컨테이너를 활용한 가상 데스크탑 시스템 및 그 데이터 처리 방법{VIRTUAL DESKTOP SYSTEM USING CONTAINER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 가상 데스크톱 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨테이너에 기반한 가상화 서비스를 제공하는 가상 데스크톱 시스템 및 그 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

종래 데스크톱을 대신하여 가상 데스크톱을 제공하는 가상화 시스템에 대한 연구와 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

최근 암호화폐 등을 위한 시스템에도 가상화 시스템이 이용되는 등 관리의 용이성, 공간의 효율성 등 다양한 이유와 급변하는 시장에 발맞추어 가상화 시스템은 향후에도 널리 보급될 것이다.

본 발명은, 컨테이너에 기반한 가상화 서비스를 제공하는 가상 데스크톱 시스템을 제공하는 것을 일과제로 한다.

본 발명은 상기 컨테이너를 이용하여 가상머신에 비하여 경량화함으로써 용이하게 배포하고 무중단 상태로 업데이트가 가능하도록 하는 가상 데스크톱 시스템을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 클라우드 플랫폼을 구성하며, 각각 고유의 기능을 하는 복수의 컴포지션으로 구성된 오픈스택 기반의 가상화 시스템에서, 호스트 머신의 커널을 공유하여 개별 어플리케이션을 위한 가상의 공간을 제공하는 컨테이너에 기초하여 구성하여 가상 데스크톱을 제공하는 가상화 서버; 및 클라이언트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가상화 서버는, 상기 오픈스택 구축시에 복합적으로 진행되어야 하는 컴포지션 간 설치를 대신하여, 상기 컨테이너 안에 적어도 하나의 컴포지션을 컨테이너화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가상화 서버는, 패키징 도구를 이용해서 쿠버네티스 상에 상기 컴포지션을 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가상화 서버는, Pod의 구성요소인 컨테이너의 이미지를 저장하는 제1 스토리지; 컴퓨트 노드에 의해 생성된 상기 가상 데스크톱의 부속 드라이브의 이미지를 저장하는 제2 스토리지; 및 상기 가상 데스크톱의 주 드라이브와 Pod 이미지를 저장하는 제3 스토리지; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가상화 서버는, 상기 오픈스택의 주축이 되는 워커 노드들의 API와 스케줄링를 마스터 노드; 상기 오픈스택에 대한 기능을 제어하는 컨트롤러 노드; 가상화 시스템의 네트워크에 대한 오픈스택 구성요소를 관리하는 네트워크 노드; 세션 게이트웨이와 로그 서버를 포함하는 플랫폼단에서 사용되는 구성요소가 설치되어 있고 외부 인터페이스와 연동되는 어드민 노드; 및 가상 데스크탑 생성을 수행하며 오픈스택 컴포지션 중 가상머신(VM)을 생성하는 역할을 하는 Nova와 하이퍼바이저 등을 컨테이너화 하여 Pod이 구성되어 있는 컴퓨트 노드; 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 마스터 노드는, etcd DB에 시스템의 로그들을 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 컨트롤 노드는, 하이퍼바이저, 가상 데스크탑 이미지, 및 인증에 대한 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 네트워크 노드에는 L3-에이전트와 네트워크를 관리하는 오픈스택 컴포지션 네트워크 관리 모듈이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이,

본 발명의 일실시예에 따르면, 컨테이너에 기반한 가상화 서비스를 제공하는 가상화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 컨테이너를 이용하여 가상머신에 비하여 경량화함으로써 용이하게 배포하고 무중단 상태로 업데이트가 가능하도록 하는 가상화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상화 관점에서의 VDI 시스템(100) 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동영상 압축 포맷을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세션 게이트웨이를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 시각화를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너 기반의 VDI 시스템(100)을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. ??및/또는?? 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서는 본 발명에 따른 가상화 시스템(virtualization system) 및 그 데이터 처리 방법을 개시한다. 특히, 본 명세서에서는 임의의 사용자(user)의 가상 데스크톱(virtual desktop) 이용 편의를 위한 가상화 시스템 및 그 데이터 처리 방법 제공과 관련하여, 가상화 시스템에서 스냅샷 기능을 이용하여 빠른 가상머신(VM: Virtual Machine) 제공 및 시스템 자원을 효율적으로 활용하는 실시예(들)을 기술한다.

가상화 시스템은 다른 말로 VDI(Virtual Desktop Infrastructure) 시스템이라고도 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상화 관점에서의 VDI 시스템(100) 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, VDI 시스템(100)은 크게 가상 데스크톱(Virtual Desktop)(110), 가상화 서버(Virtualization server)(120) 및 클라이언트(Client)(130)로 구분할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 시스템이나 구현 방식에 따라 도 1에 도시된 VDI 시스템(100) 구조와 다르게 구현될 수도 있다.

가상화 서버(120)는 호스트 OS(124)가 설치되며 가상화를 위한 하이퍼바이저(hypervisor)(121)가 설치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 가상화 서버(120)에 호스트 OS(124)로 리눅스와 QEMU/KVM 하이퍼바이저가 설치될 수 있다.

상기 하이퍼바이저(121)는 가상화 서버(120)의 자원들을 가상화하여 생성되는 가상 데스크톱(110)에 할당할 수 있다. 여기서, 상기 가상화 서버(120)의 자원들에는 CPU, GPU, NIC, HDD 등이 포함될 수 있다. 본 발명의 이해를 돕고 설명의 편의를 위하여 도 1에서는 비록 가상화 서버(120)에 하나의 가상 데스크톱(110)을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 가상 데스크톱(110)이 포함될 수 있다.

하이퍼바이저클라이언트(130)와 상기 가상 데스크톱(110)에 대한 원격 액세스를 위해 가상 데스크톱 원격 전송 프로토콜을 이용할 수 있다.

클라이언트(130)는 상기 가상 데스크톱 원격 전송 프로토콜에 따라 상기 가상화 서버(120)의 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)로부터 가상 데스크톱(110)의 디스플레이 정보, 오디오, 이미지, 비디오와 같은 데이터뿐만 아니라 마우스(mouse)나 터치 입력(touch input) 등에 따른 커서(cursor) 정보 등을 수신할 수 있다.

클라이언트(130)의 OS(Operating System)는 리눅스, 윈도우 등 일수 있으며 클립보드(clipboard)와 인증, 연결을 위한 어플리케이션(app)과 가상 데스크톱(110)의 디스플레이를 보여주는 뷰어 어플리케이션(viewer app)이 설치되어 있다. 상기 클라이언트(130)는 가상화 서버(120)의 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)에 접속을 도와주고 디스플레이 그래픽을 처리하는 가상 데스크톱 원격 전송-GTK 라이브러리(library)도 포함할 수 있다. 클라이언트(130)의 OS는 윈도우, IOS, 리눅스, 안드로이드(Android) 등의 형태로 구동될 수 있으며 디스플레이 출력을 위한 최소한의 자원만 사용하는 씬 클라이언트(thin client) 형태일 수 있다.

가상화 서버(120)에는 리눅스 커널 모듈 형태로 구동되는 하이퍼바이저가 설치되어 유저 공간의 하이퍼바이저와 상호 호환할 수 있다. 상기 유저 공간의 하이퍼바이저는 가상 데스크톱(110)이 사용할 디바이스들을 가상화 하여 각 가상 데스크톱(110)에게 할당해 주는 기능을 한다.

가상화 된 디바이스들은 드라이버들(112)을 포함하는데 예컨대, 가상 디스크를 담당하는 버트아이오(Virtio)와 같은 가상 NIC/Disk 드라이버와 가상 데스크톱(110)의 그래픽 출력을 캡쳐(capture)해서 가상화 서버(120)의 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)로 전송하는 QXL과 같은 가상 그래픽 드라이버 등이 있다.

가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)에서는 클라이언트(130)가 게스트 OS(guest OS)(가상 데스크톱(110)의 OS)(111)에 접속할 수 있도록 도와준다.

가상 데스크톱(110)은 사용자가 VDI 시스템에서 사용할 수 있는 1대의 가상 컴퓨터이며, 가상 데스크톱(110)에는 별도의 게스트 OS(111)가 설치되어 있을 수 있다. 이때, 상기 게스트 OS(111)는, 호스트 OS(124)와 같은 종류이거나 다른 종류일 수 있다. 한편, 상기 게스트 OS(111)에는, 가상화 된 장치(125)들을 이용할 수 있는 가상 드라이버(112)들이 내장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 내장되는 가상 드라이버(112)들에는 저장 공간을 지원하는 가상 디스크 드라이버, 네트워크를 지원하는 가상 네트워크 드라이버, 그래픽을 지원하는 가상 그래픽 드라이버 등이 포함될 수 있다.

게스트 에이전트(Guest Agent)(113)는, 가상 데스크톱(110)을 사용하는 사용자의 경험을 향상시키고 게스트 중심의 관리 작업을 위한 요소이다. 예를 들어, 클라이언트가 마우스 모드를 사용한다면, 게스트의 마우스 위치에 대한 정보를 사용자에게 화면으로 제공하고 URL/Printer Redirection과 클립보드 기능, 해상도, 다중 모니터 대수 제한과 같은 정책(policy) 설정의 정보를 관리(Management) 서버(140)에서 수신하여 상기 게스트 에이전트(113)가 이를 제어할 수 있다.

사용자는 클라이언트(130)를 단말을 통해 가상 데스크톱(110)의 화면을 볼 수 있다. 상기 단말은 PC나 모바일 단말 등이 될 수도 있다. 상기 가상 데스크톱(110)에 접속하기 위해서 웹 브라우저를 통해 유저 포탈에 접속해서 뷰어(Viewer)를 볼 수도 있다. 여기서, 상기 뷰어라 함은, 가상 데스크톱(110)의 화면을 보여주는 프로그램을 의미한다. 한편, 가상화 서버(120)는, 가상 데스크톱(110)의 화면 전송을 위하여 딜리버리 모듈(Delivery Module)을 설치할 수 있으며, 클라이언트는 이 모듈이 지정한 딜리버리 프로토콜을 통해 화면 정보를 수신할 수 있다.

관리 서버(140)에는 커넥션 브로커, 유저 포탈, 매니지먼트 어플리케이션 등이 내장되어 있을 수 있다. 상기에서, 커넥션 브로커는 사용자가 사용할 가상 데스크톱(110)이 어디에 있는지를 파악하여 클라이언트가 상기 파악한 가상 데스크톱(110)에 연결할 수 있도록 하며, 클라이언트가 소프트웨어 승인을 위한 인증, 라이선스 확인 등과 같은 기능을 수행할 수 있다.

그리고 브라우저 형태의 유저 포탈을 통해 클라이언트를 사용하는 사용자는 가상 데스크톱(110)을 온/오프(on/off) 제어할 수 있고, 이러한 제어 신호가 관리 프로토콜에 의해 전달되어 가상화 서버(120)에 설치된 호스트 에이전트(Host Agent)(Libvirt)가 가상 데스크톱(110)을 제어할 수 있다.

가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)는 가상 그래픽 드라이버 VDI 인터페이스를 지원한다. 립스파이스(Libspice)와 같은 가상 데스크톱 전송 라이브러리를 유저 공간의 하이퍼바이저와 함께 사용하면 특정 비디오 장치를 사용하여 디스플레이 성능을 향상시킬 수 있다.

가상 데스크톱 원격 전송 프토토콜은 원격 디스플레이 및 장치에 대한 클라이언트(130)의 접근을 제공하는 개방형 원격 컴퓨팅 솔루션 또는 프로토콜이다. 이는 가상머신(VM)에 대한 원격 액세스이며 데스크톱과 유사한 사용자 경험(UX: User eXperience)을 제공하며 사용자 컴퓨터의 부하를 최소화할 수 있다.

도 1을 참조하여, VDI 시스템(100) 구조를 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 가상 데스크톱(110)은, 사용자가 직접 사용하는 가상 데스크톱이다. 가상 데스크톱(110)은 가상화 서버(120)의 하이퍼바이저(121)에 의해 생성되고 가상 데스크톱(110)의 화면 정보는 가상 데스크톱 원격 전송 프로토콜에 의해 클라이언트(130)로 전달된다.

다음으로, 가상화 서버(120)는, VDI 시스템(100)의 중추적인 역할을 한다. VDI 시스템(100)을 구동하기 위해 하이퍼바이저(121) 뿐만 아니라 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)를 포함하여 다양한 기능 지원을 위한 다양한 프로그램들이 설치되어 VDI 시스템(100)을 구동하고 있다.

한편, 클라이언트(130)는, 사용자가 가상 데스크톱(110)에 액세스 할 수 있도록 하는 클라이언트이다. 클라이언트(130)에서 사용자는 가상 데스크톱 원격 전송 프로토콜을 통해 화면 정보를 가져와서 사용자에게 보여주도록 하는 가상 데스크톱 원격 전송 클라이언트(Viewer)로 가상 데스크톱(110)의 화면을 볼 수 있다. 그리고 가상화 서버(120)에 있는 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)에 접속을 도와주고 디스플레이 그래픽을 처리하는 가상 데스크톱 원격 전송-GTK 라이브러리도 포함되어 있다. 클라이언트(130)의 OS는 윈도우, IOS, 리눅스, 안드로이드 등의 형태로 구동될 수 있으며 디스플레이 출력을 위한 최소한의 자원(resource)만 사용하는 씬 클라이언트 형태일 수 있다.

게스트 OS(111)는, 가상 데스크톱(110)의 OS, 즉 VDI 사용자가 사용하게 될 OS이다. 이는 윈도우뿐만 아니라 리눅스나 안드로이드와 같은 OS일 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

VDI 사용자가 사용하게 될 가상 데스크톱(110)의 OS에는 가상 데스크톱(110)을 위해 가상화 서버(120)에서 제공한 장치들을 사용하기 위한 드라이버들(112)이 있다. 그 중 대표적인 드라이버 2개가 바로 가상 그래픽 드라이버와 가상 NIC/Disk 드라이버이다. 가상 그래픽 드라이버는 디스플레이 성능 개선을 지원하기 위한 그래픽 드라이버로 가상 그래픽 드라이버 디스플레이 장치의 원활한 동작을 위해 가상 그래픽 드라이버가 사용된다. 가상 NIC/Disk 드라이버는 하이퍼바이저가 제공하는 빠른 I/O를 지원해주는 가상 NIC/Disk 드라이버 장치를 위해 가상 NIC/Disk 드라이버가 사용된다.

가상 데스크톱 원격 전송 에이전트(agent)(113)는 가상 데스크톱(110)과 클라이언트(130)에서 수행되는 작업들을 향상시키기 위한 옵션(option)으로 사용된다. 예를 들어, 클라이언트(130) 마우스 모드를 사용하는 경우 에이전트가 게스트 OS에 마우스 위치 및 상태를 주입한다. 또한, 게스트와 클라이언트간 커서를 자유롭게 이동할 수 있다. 그 외에 클립보드 공유 및 접속 제한된 URL을 리다이렉션(redirection) 해주는 기능도 있다.

가상화 서버(120)에는 하이퍼바이저(121)가 제공되는데 예를 들어, 리눅스 커널 모듈 형태로 구동되는 하이퍼바이저가 설치되어 유저 공간의 하이퍼바이저와 상호 호환한다. 즉, CPU 가상화를 지원하기 위해서 하이퍼바이저는 유저 공간의 하이퍼바이저를 필요로 하고 이진 변환에 의한 느린 속도를 하이퍼바이저의 가속화 기능을 이용하여 보완한다. 유저 공간의 하이퍼바이저는 가상 데스크톱(110)이 사용할 디바이스들을 가상화(virtualization)하여 각 가상 데스크톱에게 할당해주는 역할을 한다. 가상화 된 장치들은 가상 디스크를 담당하는 가상 NIC/Disk 드라이버와 가상 데스크톱(110)의 그래픽(graphic) 출력을 캡쳐해서 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)로 보내주는 가상 그래픽 드라이버 등이 있다.

호스트 에이전트(Host Agent)(122)는 가상화를 지원하기 위해 구성된 API(Application Program Interface)와 관리 툴(tool) 등의 집합(collection)을 의미한다. 가상 데스크톱(110)이 필요로 하는 디스플레이(Display)의 압축 설정이나 USB 지원을 위한 설정을 변경하여 하이퍼바이저(121)에게 그 정보를 전달할 수 있다.

하이퍼바이저(121)는 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)을 사용하여 가상 데스크톱(110)에 대한 원격 접근을 제공한다. 가상화 서버(120)의 한 쪽에서는 가상화 서버(120)가 가상 데스크톱 원격 전송 프로토콜을 사용하여 클라이언트(130)와 통신하고 다른 쪽에서는 하이퍼바이저(121)와 상호작용한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너(container)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

가상머신(VM)은 말 그대로 컴퓨터 환경을 가상화 하여 소프트웨어(SW: software)로 구현한 것이다. 컴퓨팅 자원을 가상화 할 수 있는 하이퍼바이저가 필수적이며 하나의 서버에서 여러 대의 OS를 구성할 수 있는 장점이 있고 서버의 자원(resource)을 논리적으로 분할하는 개념이기 때문에 자원의 가용성을 더욱 높일 수 있다.

컨테이너(204)는 가상머신(VM)과 비교하면 컴퓨터 환경과 달리 애플리케이션 중심으로 설계된 개념이다. 가상머신(VM)처럼 별도의 OS나 드라이버를 요구하지 않고 호스트 OS(203)의 커널을 공유하며 개별 애플리케이션을 위한 공간(namespace)을 마련해준다. 따라서, 또 다른 OS 커널이 필요한 가상머신(VM)에 비해 가볍고 효율적으로 애플리케이션을 실행시킬 수 있으며 배포에도 용이하다.

쿠버네티스(Kubernetes)와 같은 컨테이너 운영관리 도구는, 컨테이너화 된 애플리케이션의 관리를 위한 오픈 소스 시스템(open source system)으로써 여러 클러스터(cluster)의 호스트 간 애플리케이션 컨테이너의 배치 운영 등을 자동화하기 위한 플랫폼(platform)을 제공하기 위한 목적으로 만들어졌다.

인스턴스를 만드는 개념이 서로 다른데, 가상머신(VM)을 만들기 위해서 사용되는 프로그램은 하이퍼바이저이지만, 컨테이너(204)는 별도의 컨테이너 엔진(201)을 필요로 하고 대표적으로 도커(Docker)와 같은 컨테이너 엔진이 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

하이퍼바이저를 구동하는 OS가 호스트 OS(203)이고, 하이퍼바이저에 의해 만들어진 가상머신(VM)에서 구동되는 OS가 게스트 OS(202)가 된다. 두 OS는 동일한 운영체제일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 다시 말해, 가상머신(VM)에 다양한 OS를 제공해주고 완전히 격리된 환경을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

컨테이너 엔진(201)은 컨테이너화 하고자 하는 어플리케이션(프로그램)을 그 어플리케이션이 실행하는 데 필요한 기타 바이너리 파일(binary file)이나 라이브러리들과 함께 격리된 공간에 두어 컨테이너화 하여 컨테이너 이미지(204)를 생성한다. 이 이미지(204)는 컨테이너 허브(container hub)와 같은 곳에 저장하는 방식으로 배포를 할 수도 있다. 그리고 컨테이너에는 자체적인 OS가 없고 컨테이너 엔진이 설치된 OS의 커널을 공유하는 구조이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동영상 압축 포맷을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3에서는 동영상 압축 포맷으로 편의상 H.264 포맷을 예로 하여 설명하나, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 예컨대, H.265 포맷도 이하 후술하는 내용을 참조하여 이용할 수 있다. 다만, 본 발명의 이해를 돕고 설명의 편의를 위해 이하에서는 H.264 포맷을 일실시예로 하여 설명한다.

H.264 포맷은 블록(block) 단위 움직임 보상(motion compensation) 기반의 영상 압축 표준으로써 동영상 녹화, 압축 및 배포를 위한 방식들 중 가장 보편적이다.

본 발명과 관련하여, VDI 시스템(100)에서는 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)에서 디스플레이 영역 중 비디오 스트리밍으로 처리될 영역(301)에 대해 H.264 인코더(encoder)(302)로 인코딩을 수행하고 클라이언트(103)에 전달한다.

가상화 서버(120)에서는 지원 가능한 비디오 코덱 리스트(video codec list)를 정의하고 클라이언트(130)에서 지원하는 코덱 중 리스트에서 우선순위가 가장 높은 코덱을 비디오 코덱으로 결정하여 사용한다.

H.264 코덱을 사용하려면 디폴트로 코덱을 하드 코딩(hardcoding)하던 방법과 API를 통해 설정하는 방법, 클라이언트로부터 메시지를 받아 설정하는 방법 등으로 정해질 수 있다.

디스플레이 영역 중 특정 조건을 만족하는 영역(301)에 대해 스트리밍 비디오 옵션(streaming video option)을 고려하여 비디오 스트림으로 처리할지 결정할 수 있다.

비디오 스트림으로 처리될 영역(301)에 대해 비디오 코덱으로 압축을 수행한다. 압축된 비디오 스트림이 준비되면 디스플레이 채널(가상 데스크톱 원격 전송 채널 중 하나)의 메시지를 이용하여 클라이언트(130)로 비디오 스트림 데이터를 전달한다.

도 3을 참조하면, 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)가 클라이언트(130)에 화면 정보를 송신한다. 여기서, 상기 가상 데스크톱 원격 전송 모듈(123)에 영상 압축과 관련된 인코더(302)가 내장되어 있다.

가상 데스크톱(110)의 디스플레이(301)에 클라이언트(130)로 보낼 화면 정보에 대한 부분이다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 동영상 부분 처리에 대하여 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 오디오 처리 역시, 오디오 코덱과 그에 따른 오디오 인코더에 의해 다루어질 수 있다.

Gstreamer와 같은 오픈 소스 기반의 멀티미디어 프레임워크(303)는 동영상 H.264 인코딩을 수행하는 인코더이다. 네트워크 사용량이 많은 MJPEG 방식에 따른 가상 데스크톱 원격 전송 MJPEG(304)을 대신하여 H.264 인코딩을 사용하기 위해 디폴트 비디오 코덱을 H.264로 정할 수 있으며, 상기 오픈 소스 기반의 멀티미디어 프레임워크(303)가 이를 수행할 수 있다.

이렇게 압축된 영상 정보는 디스플레이 채널을 통해 클라이언트(130)로 전송된다.

비록 도시되진 않았으나, 채널은 상기 디스플레이 채널 외에 커서 채널, 오디오 채널 등 기능에 따라 분화되어 있을 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세션 게이트웨이(session gateway)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

세션 게이트웨이(440)는, 세션 서비스(session service)에 의해 작동되며 클라이언트(130)의 외부 연결 서비스를 제공한다. 즉, 망 분리에 따른 외부에서 클라이언트(130)가 접속할 때 프록시(proxy)를 제공해준다.

사용자는 클라이언트(130)를 통해 공인망을 이용하여 VDI 시스템(100)에 접속할 수 있다. 그러나 VDI 시스템(120)은 보안상의 문제로 인해 사내망과 분리되어 있으며 공인망 자체로는 접속이 제한되어 있을 수 있다. 이러한 환경에서 클라이언트(130)의 접속에 대해 가상화 서버(하이퍼바이저가 구축된 서버 노드(server node))(120)와 연동하여 서비스를 제공할 수 있도록 해주는 것이 세션 게이트웨이(440)이다. 세션 게이트웨이(440)와 클라이언트(130) 사이에는 커넥션 브로커(connection broker)가 마이크로 서비스(micro service) 형태로 작동하여 가상 데스크톱(110)의 접속 정보(access information)를 전달하고 클라이언트(130)에게 외부 연결에 대한 정보를 전달한다.

도 4를 참조하여 보다 상세하게 프로세스를 설명하면, 다음과 같다.

뷰어(410)는 가상 데스크톱(110)을 이용할 수 있도록 화면 정보를 수신하는 클라이언트이다. 클라이언트(130)가 가상 데스크톱(110)에 대한 접속을 가상화 서버(120)에 요청할 수 있다.

VDI 시스템(100)은 모든 작업들이 마이크로 서비스 아키텍처(420)로 처리된다. 이를 통해 애플리케이션을 상호 독립적인 최소 규모의 구성요소로 분할하여 유사한 프로세스를 공유하고 프로세스 처리의 경량화를 통해 배포를 빠르게 하고 안정성을 높이려 한다. 커넥션 브로커 역시 마이크로 서비스 형태로 진행된다. 커넥션 브로커는 가상 데스크톱(110) 접속을 위한 인증 토큰(authentication token)을 제공하여 사용자에게 화면 정보를 제공하고 접속 요청 이력을 저장할 수 있다. 그리고 세션 게이트웨이 인증 및 세션 연결 정보 요청을 관리하는 기능을 제공하여 효율적인 연결을 도와준다.

다양한 서비스와 시스템 제어를 담당하는 구간이다. 인프라에 설치된 표준 클라우드 OS와 컨테이너 운영관리 도구 등의 기능들과 마이크로 서비스를 연동할 수 있도록 인터페이스를 제공해준다. 여기서는 세션 게이트웨이를 통해 클라이언트로부터 들어온 외부 연결에 대한 정보를 설정해 준다.

플랫폼 단의 서비스 매니저가 담당하는 세션 서비스에 의해 작동되는 세션 게이트웨이(440)다. 세션 서비스로부터 연결 정보 설정을 처리하고 세션에 대한 서버 접속 사용량을 제공해준다. 그리고 세션 게이트웨이 내에 있는 써드-파티(3rd-party) 프록시에서 클라이언트와 서버와의 연결을 처리할 수 있도록 한다.

사용자가 이용할 가상 데스크톱(110)에 대해 담당하는 가상화 서버(120)이다. 세션 게이트웨이(440)가 내부 ip 포트(port)를 연결해주고 접속 토큰(access token)을 인증해줌에 따라 클라이언트(130)는 외부망에서도 가상 데스크톱(110)에 접속할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 시각화를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

포탈은 사용자를 위한 사용자 포탈(user portal)과 관리자를 위한 어드민 포탈(admin portal)이 있다. 어드민 포탈(admin portal)을 위한 베어 메탈 노드에는 VDI 시스템(100)의 로그 데이터를 시각화 할 수 있는 그라파나(grafana)와 ELK 스택(elasticsearch, logstach, kibana)와 같은 데이터 시각화 툴, DB 엔진인 MariaDB, 카프카(kafka)와 같은 데이터 분산 메시징 시스템 툴, 프로메테우스(Prometheus)와 같은 모니터링 시스템 툴이 구축되어 있을 수 있다. 이 어플리케이션들을 이용하여 관리자는 로그를 이용하여 VDI 사용 현황을 관리할 수 있다.

VDI 시스템(100)에서는 구동되는 마이크로 서비스와 가상 머신 상태, 스토리지 및 네트워크 사용량 등 다양한 정보가 로그(log)로 저장될 수 있다. 로그는 보통 키값과 특정 정보에 대한 값, 그리고 시간값이 텍스트로 저장될 수 있다. 따라서, 사용량 동향과 같은 정보를 식별하기가 어려우며 오류가 발생할 경우 해결하는데 많은 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 로그 데이터를 일괄적으로 수집하며 이를 가공하여 시각화 하는 과정이 필요할 수 있다. 로그 데이터를 시각화한 통계 정보를 이용하여 오류 시점을 확인할 수 있고 데이터 동향을 한눈에 파악함에 따라 관리자는 시스템 관리뿐만 아니라 시스템 서비스에 대한 컨설팅도 효율적으로 수행할 수 있고 사용자의 시스템 사용에 대한 이해를 도움을 줄 수 있다. 시스템 내 로그 데이터는 각 항목별 토픽(topic)으로 정의될 수 있다. 정의된 데이터는 분산 메시징 시스템 툴을 통해 통합될 수 있다. 그리고 데이터 분산 메시징 시스템 툴의 컨슈머(consumer) 클라이언트를 통해 서비스 분석 통계 자료를 생성할 수 있으며, 이렇게 생성된 통계 자료는 데이터 시각화 툴을 통해 그래프나 차트의 형태로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하여 데이터 시각화를 설명하면, 다음과 같다.

뷰어(510)는 가상 데스크톱(110)을 실행하고 화면을 볼 수 있는 클라이언트이다. 클라이언트의 자원 사용과도 관련된 로그가 필요할 수 있기 때문에 로그 수집은 이 단계에서 시작한다.

로그 서버(520)는 클라이언트 어플리케이션의 로그(log)를 수집하기 위한 서버이다. 여기서, 로그를 수집함과 동시에 처리까지 맡게 된다. 로그 수집과 처리를 위해서 플루언트 비트(Fluent bit)라는 프로그램을 사용할 수 있다.

로그는 로그 서버 뿐만 아니라 사용자 포탈, API 게이트웨이, 가상화 서버 등 모든 곳에서 수집될 수 있고 수집된 로그들은 데이터 분산 메시징 시스템 툴에 의해 통합되는데 이는 관리 서버(530)에 해당한다. 데이터 분산 메시징 시스템 툴은 프로듀서(producer)와 컨슈머(consumer)로 나뉘는데 프로듀서(producer)에 있는 모니터링 시스템 툴을 이용해 모니터링 될 수 있다. 그리고 컨슈머(consumer) 클라이언트에 의해 로그뿐만 아니라 알람이나 통계 관련된 로그들을 정보화 할 수 있다.

데이터 분산 메시징 시스템 툴에 의해 통합된 정보들이 데이터베이스(540)화 되어 저장되고 수집된 정보들은 키바나(kibana), 그라파나(grafana)와 같은 툴에 의해 시각화될 수 있다. 시각화 된 그래프나 차트 정보는 클라이언트(130)를 통해 가상 데스크톱(110)을 사용하는 사용자와 관리자에게도 제공될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 컨테이너 기반의 VDI 시스템(100)을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하 본 발명에 따른 컨테이너 기반의 VDI 시스템(100)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 이와 관련하여, 전술한 도 2의 설명을 참조하며 공통되는 부분에 대한 설명은 여기서 반복하지는 않는다.

본 발명에 따른 VDI 시스템(100)은 일실시예에 따라 오픈스택 기반으로 구성될 수 있다.

여기서, 오픈스택은, Nova, Cinder 등의 다양한 컴포지션(composition)으로 이루어져 있으며 각 컴포지션마다 고유한 역할을 맡아 클라우드 플랫폼을 구성할 수 있다. 이때, 상기 오픈스택은, 필수적인 컴포지션 외에 부가적인 컴포지션을 설치함으로써 원하는 기능을 추가할 수 있다.

한편, 오픈스택을 구축하는 경우, 각 컴포지션이 복잡하게 구성되어 있기 때문에 설치 시간이 오래 걸리거나 설치 중 오류가 발생할 확률이 높아 효율이 떨어질 수 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명에서는 컨테이너 기반으로 VDI 시스템(100)을 구현하는 것을 일실시예로 한다.

여기서, 상기 컨테이너는, 호스트 머신(host machine)의 커널(kernel)을 공유하여 개별 어플리케이션을 위한 가상의 공간을 제공할 수 있다. 이와 같이, 컨테이너에 기반하면, 커널을 공유하기 때문에 가상머신(VM)에 비하여 경량화할 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이, 경량화함에 따라 배포가 용이해지고 무중단 상태에서 업데이트가 가능한 장점도 있다.

다시 말해, 본 발명은 오픈스택 구축시에 복합적으로 진행되어야 하는 컴포지션 간 설치를 대신하여, 컨테이너 안에 컴포지션을 컨테이너화함으로써 패키징 도구(packing tool)를 이용해서 쿠버네티스 상에 설치하는 방법으로 진행한다.

이하 본 발명에 따른 컨테이너 기반 VDI 시스템(100)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

스토리지(601)는, Pod의 구성요소인 컨테이너의 이미지를 저장한다.

스토리지 1(602)은, 컴퓨트 노드(compute node)(608)에 의해 생성된 가상 데스크톱(110)의 부속 드라이브(예를 들어, D드라이브)의 이미지를 저장한다.

스토리지 2(603)는, 가상 데스크톱(110)의 주 드라이브(예를 들어, C드라이브)와 Pod 이미지를 저장한다.

마스터 노드(604)는, 오픈스택의 주축이 되는 워커 노드들(worker nodes)의 API와 스케줄링 등을 관리한다. 또한, 상기 마스터 노드(604)는, etcd DB에 시스템의 로그들을 저장한다.

컨트롤러 노드(605)는, 오픈스택에 대한 기능을 제어하는 노드를 말한다. 예를 들어, 상기 컨트롤러 노드(605)는, 하이퍼바이저(121), 가상 데스크탑 이미지, 인증 등에 대한 관리를 수행할 수 있다.

네트워크 노드(606)는, VDI 시스템(100)의 네트워크에 대한 오픈스택 구성요소를 관리하는 노드이다. 예를 들어, 상기 네트워크 노드(606)에는 L3-에이전트, 네트워크를 관리하는 오픈스택 컴포지션 네트워크 관리 모듈(neutron) 등이 설치되어 있을 수 있다.

어드민 노드(607)는, 도 4의 세션 게이트웨이(440), 도 5의 로그 서버(520) 등 플랫폼단에서 사용되는 구성요소가 설치되어 있고 외부 인터페이스와 연동되는 노드다.

컴퓨트 노드(608)는, 가상 데스크탑(110) 생성을 수행하며 오픈스택 컴포지션 중 가상머신(VM)을 생성하는 역할을 하는 Nova와 하이퍼바이저 등을 컨테이너화 하여 Pod이 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예(들)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 클라우드 플랫폼을 구성하며, 각각 고유의 기능을 하는 복수의 컴포지션으로 구성된 오픈스택 기반의 가상화 시스템에서,
   호스트 머신의 커널을 공유하여 개별 어플리케이션을 위한 가상의 공간을 제공하는 컨테이너에 기초하여 구성하여 가상 데스크톱을 제공하는 가상화 서버; 및
   클라이언트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가상화 서버는,
   상기 오픈스택 구축시에 복합적으로 진행되어야 하는 컴포지션 간 설치를 대신하여, 상기 컨테이너 안에 적어도 하나의 컴포지션을 컨테이너화하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가상화 서버는,
   패키징 도구를 이용해서 쿠버네티스 상에 상기 컴포지션을 설치하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가상화 서버는,
   Pod의 구성요소인 컨테이너의 이미지를 저장하는 제1 스토리지;
   컴퓨트 노드에 의해 생성된 상기 가상 데스크톱의 부속 드라이브의 이미지를 저장하는 제2 스토리지; 및
   상기 가상 데스크톱의 주 드라이브와 Pod 이미지를 저장하는 제3 스토리지;
   중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 가상화 서버는,
   상기 오픈스택의 주축이 되는 워커 노드들의 API와 스케줄링를 마스터 노드;
   상기 오픈스택에 대한 기능을 제어하는 컨트롤러 노드;
   가상화 시스템의 네트워크에 대한 오픈스택 구성요소를 관리하는 네트워크 노드;
   세션 게이트웨이와 로그 서버를 포함하는 플랫폼단에서 사용되는 구성요소가 설치되어 있고 외부 인터페이스와 연동되는 어드민 노드; 및
   가상 데스크탑 생성을 수행하며 오픈스택 컴포지션 중 가상머신(VM)을 생성하는 역할을 하는 Nova와 하이퍼바이저 등을 컨테이너화 하여 Pod이 구성되어 있는 컴퓨트 노드;
   중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 마스터 노드는,
   etcd DB에 시스템의 로그들을 저장하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 컨트롤 노드는,
   하이퍼바이저, 가상 데스크탑 이미지, 및 인증에 대한 관리를 수행하는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 네트워크 노드에는 L3-에이전트와 네트워크를 관리하는 오픈스택 컴포지션 네트워크 관리 모듈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가상화 시스템.
   

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