[전공 중간고사 정리] 운영체제 – 가상머신(Virtual Machine)

1. 리눅스 설치 방법 세 가지

단독 설치는 기존 OS를 지우고 리눅스만 설치하는 방식으로, 완전 교체되며 되돌리기 어렵다.
멀티부팅은 윈도우와 리눅스를 동시에 설치해 부팅 시 선택해서 전환하는 방식으로, 전환 시 재부팅이 필요하다.
가상머신 설치는 윈도우 안에서 리눅스를 프로그램처럼 실행하는 방식으로, 초보자에게 추천되며 동시 실행이 가능하다.

2. 가상머신이란

한 줄 요약하면 컴퓨터 안의 컴퓨터다. 내 PC(호스트 OS) 위에 가상의 컴퓨터를 만들고, 거기에 다른 운영체제(게스트 OS)를 설치할 수 있게 해주는 응용 프로그램이다.

용어 정리는 다음과 같다. 호스트 OS는 내 PC에 설치된 원래 운영체제(예: Windows 11)이고, 게스트 OS는 가상머신 안에 설치하는 운영체제(예: Ubuntu)다.

대표적인 가상머신 프로그램은 두 가지다.
VMware(Player/Workstation)는 호스트 OS로 윈도우・리눅스・맥을 지원하고, 게스트 OS로 윈도우・리눅스・솔라리스・Mac OS를 지원한다.
VirtualBox(무료)는 호스트 OS로 윈도우・리눅스・맥・솔라리스를 지원하고, 게스트 OS로 윈도우・리눅스・Mac OS・OpenBSD를 지원한다.

권장 하드웨어 사양은 CPU는 64bit 지원 인텔 펜티엄 이상 또는 AMD 동급, RAM은 8GB 이상, 저장장치는 SSD 권장에 게스트 OS당 10GB 이상, 운영체제는 64bit Windows 7 이상이다.

3. 설치 파일 종류

ISO 파일이 가장 일반적이다. 설치 CD/DVD를 그대로 이미지로 만든 파일이며, 예시로 ubuntu-22.04.iso, windows11.iso가 있다. 사용법은 VM 설정에서 CD/DVD를 ISO 파일로 연결한 뒤 부팅해서 OS를 설치한다.

가상 디스크 이미지 파일 종류는 다음과 같다.
VDI는 Oracle VirtualBox 전용이다.
VHD/VHDX는 Microsoft Hyper-V, 윈도우 기본 가상화에서 쓰인다.
VMDK는 VMware 전용이다.
QCOW2는 QEMU, 리눅스 KVM에서 쓰인다.
OVA/OVF는 대부분의 가상머신에서 사용되며 OS가 설치된 상태의 이미지 패키지다.

4. VMware Player 사용법

가상머신 만들기 순서는 다음과 같다.
① VMware 실행 후 Create a New Virtual Machine 클릭.
② “I will install the operating system later” 선택.
③ 게스트 OS 선택: Linux → Ubuntu 64-bit.
④ 가상머신 이름 및 저장 위치 설정.
⑤ 디스크 용량 설정: 50GB, Single file 권장.
⑥ Edit virtual machine settings에서 세부 설정.

VMware Tools 설치는 중요한 부분이다. VMware Tools는 게스트 OS와 VMware 호스트 간의 성능과 기능을 향상시키는 유틸리티로, 그래픽 성능 향상, 마우스 통합, 클립보드 공유, 드래그 앤 드롭을 지원한다. 설치 명령은 다음과 같다.

sudo apt-get update
sudo apt-get install open-vm-tools-desktop (GUI 환경)
sudo apt-get install open-vm-tools (서버 환경)
sudo reboot

5. VirtualBox 사용법

최초 기본 설정은 다음과 같다. 파일 → 환경 설정 → 일반에서 가상머신 저장 폴더를 지정한다. 입력 메뉴에서 단축키를 호스트 키를 Ctrl+Alt로 변경한다. 확장 메뉴에서 확장팩(Extension Pack)을 설치하면 USB 3.0, 디스크 암호화 등을 쓸 수 있다. 네트워크 메뉴에서 NAT 네트워크를 미리 생성해둔다.

가상머신 만들기 순서는 다음과 같다.
① 새로 만들기 클릭.
② 이름 입력, 종류: Linux, 버전: Ubuntu(64-bit).
③ 메모리 크기: 권장 메모리의 25~50% 할당(예: PC 16GB → 4GB).
④ 하드디스크: 지금 새 가상 하드 디스크 만들기.
⑤ 파일 형식: VDI 선택.
⑥ 저장 방식: 동적 할당(용량 절약) 또는 고정 크기(속도 빠름).
⑦ 크기: 20GB 이상 권장(실습용은 50GB 권장).

게스트 확장(Guest Additions) 설치는 VirtualBox에서 VMware Tools와 같은 역할을 하며, 화면 자동 조정・클립보드 공유・드래그 앤 드롭 등을 사용 가능하게 한다.

방법 1은 장치 메뉴에서 게스트 확장 CD 이미지 삽입 후 Run 클릭, 재부팅이다.
방법 2는 명령어 설치로 다음과 같다.

sudo add-apt-repository multiverse
sudo apt install virtualbox-guest-dkms virtualbox-guest-x11
sudo reboot

설치 확인은 lsmod | grep vbox 명령으로 하며, vboxsf, vboxguest가 나오면 성공이다.

6. 우분투(Ubuntu) 설치 과정

우분투 다운로드는 Ubuntu 20.04.5 LTS(Focal Fossa) ISO 파일을 https://releases.ubuntu.com/focal/ 에서 받는다.

설치 단계는 9단계다.
① 가상머신 부팅 → ISO 자동 인식 → Install Ubuntu 클릭.
② 언어 선택: English 권장.
③ 설치 유형: Minimal installation(최소 설치) 선택.
④ 설치 형식: Erase disk and install Ubuntu.
⑤ 확인 팝업 → Continue.
⑥ 시간대 선택: 지도에서 Seoul 클릭.
⑦ 사용자 계정 등록: 이름/사용자명/비밀번호 입력.
⑧ 설치 진행(자동).
⑨ 설치 완료 → Restart Now 클릭.

가상머신에서 마우스를 빠져나오는 키는 VirtualBox 기준 Alt+Ctrl이다.

7. 네트워크 설정 (시험 핵심)

IP 주소 기초 개념은 다음과 같다. 공인 IP는 인터넷에서 사용하는 실제 주소(ISP, 통신사가 부여)이고, 사설 IP는 내부 네트워크에서만 사용하는 주소(공유기가 배정)다.

사설 IP 대역은 암기 사항이다.
A클래스: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 (예: 10.0.2.15)
B클래스: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 (예: 172.16.0.1)
C클래스: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 (예: 192.168.0.1)

네트워크 종류는 다섯 가지다.
① NAT: 가상머신이 호스트 PC를 거쳐서 인터넷을 사용한다. 게스트 간 통신은 불가능하다. 인터넷 O, 게스트 간 통신 X, 호스트 통신 X.
② NAT 네트워크: 여러 가상머신이 같은 NAT 공간에서 함께 통신한다. 인터넷 O, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O.
③ Bridged(브리지): 가상머신이 실제 PC처럼 공유기에 직접 연결된다. 인터넷 O, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O.
④ Host-Only: 외부와 완전히 차단된 내부 전용 네트워크다. 인터넷 X, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O.
⑤ 내부 네트워크(Internal): 가상머신끼리만 통신한다(호스트도 차단). 인터넷 X, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 X.

네트워크 종류 비교표(암기 필수)는 다음과 같다.
NAT: 인터넷 O, 게스트 간 통신 X, 호스트 통신 X, IP 할당은 VM 자체 부여(10.0.2.x).
NAT 네트워크: 인터넷 O, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O, IP 할당은 VM의 DHCP 서버.
Bridged: 인터넷 O, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O, IP 할당은 공유기 DHCP.
Host-Only: 인터넷 X, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 O, IP 할당은 VM의 DHCP 서버.
내부 네트워크: 인터넷 X, 게스트 간 통신 O, 호스트 통신 X, IP 할당은 VM의 DHCP 서버.

포트 포워딩(Port Forwarding)은 NAT 또는 NAT 네트워크 환경에서 외부에서 가상머신의 특정 서비스에 접속할 수 있게 해준다. 예시(SSH)는 호스트 127.0.0.1:22000에서 게스트 10.0.2.15:22로 연결한다.

sudo apt install openssh-server (SSH 서버 설치)
sudo systemctl start ssh (SSH 서비스 시작)

스냅샷(Snapshot)

• 특정 시점의 가상머신 상태를 저장, 문제 발생 시 그 시점으로 복구 가능
• VirtualBox: 머신 메뉴 → 스냅샷 찍기
• 예: ‘우분투설치완료’, ‘패키지설치전’ 등으로 저장
9. 시험 대비 최종 요약
• 가상머신 = 호스트 OS 위에 게스트 OS를 실행하는 응용 프로그램
• VMware Tools / Guest Additions = 호스트-게스트 간 편의 기능(클립보드, 드래그앤드롭)
• ISO = 설치 이미지 파일 / OVA = 완성된 가상머신 패키지
• NAT 기본 IP 대역: 10.0.2.x / 기본 게이트웨이: 10.0.2.2
• 포트 포워딩은 NAT / NAT 네트워크에서만 사용 가능
• 네트워크 5종류와 각각의 통신 가능 범위 암기 필수
• VirtualBox 마우스 빠져나오기 단축키: Ctrl + Alt
• 동적 할당 = 용량 절약 / 고정 크기 = 속도 빠름
• timedatectl set-timezone ‘Asia/Seoul’ → 시간대 서울로 설정
• lsmod | grep vbox → Guest Additions 설치 확인

자주 나오는 명령어 모음

• sudo apt-get update : 패키지 목록 업데이트
• sudo apt-get install open-vm-tools-desktop : VMware Tools 설치(GUI)
• sudo apt install virtualbox-guest-dkms virtualbox-guest-x11 : Guest Additions 설치
• sudo apt install openssh-server : SSH 서버 설치
• sudo systemctl start ssh : SSH 서비스 시작
• timedatectl : 현재 시간대 확인
• sudo timedatectl set-timezone “Asia/Seoul” : 시간대를 서울로 설정
• lsmod | grep vbox : Guest Additions 설치 확인
• sudo reboot : 시스템 재부팅