Topic
Virtio-FS
JackerLab
2025. 7. 2. 00:05
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개요
Virtio-FS는 가상 머신(Guest OS)과 호스트(Host OS) 간 고성능, 저지연 파일 시스템 공유를 가능하게 하는 Virtio 기반의 공유 파일 시스템 기술이다. 기존 Virtio-9P의 성능 한계를 극복하고, 클라우드 네이티브 환경과 VM 기반 개발 환경에 최적화된 I/O 성능을 제공한다. 본 글에서는 Virtio-FS의 개념, 아키텍처, 장점 및 실제 활용 전략을 소개한다.
1. 개념 및 정의
| 항목 | 설명 |
| 정의 | Virtio-FS는 Virtio 장치 모델을 기반으로, 호스트의 디렉토리를 가상 머신 내부에서 공유 마운트할 수 있도록 지원하는 고성능 파일 시스템이다. |
| 목적 | 호스트와 게스트 간 파일 공유 시 성능 향상 및 POSIX 호환성 제공 |
| 필요성 | 9P(FS) 기반 공유의 낮은 IOPS와 비호환성 문제 극복 |
2. 아키텍처 구성
| 구성 요소 | 설명 | 위치 |
| Virtio-FS Device | Guest에서 virtio-fs 장치로 인식됨 | QEMU로 emulation 또는 하이퍼바이저 기반 |
| Vhost-user-fs | Host 측 사용자 공간에서 FUSE 서버 역할 | DAX, 캐시, 메타데이터 처리 담당 |
| Shared Memory (DAX) | 게스트-호스트 간 공유 메모리 버퍼 | 고속 전송 경로, 커널 우회 |
| FUSE Protocol | 파일 시스템 연동용 사용자 공간 인터페이스 | FUSE 포맷 기반 요청 처리 |
Virtio-FS는 FUSE를 기반으로 하되 shared memory path로 성능을 강화한 구조이다.
3. 특징 및 장점
| 항목 | 설명 | 기대 효과 |
| 성능 향상 | shared memory 기반 direct path 지원 | IOPS 향상, 지연 시간 감소 |
| POSIX 호환성 | 완전한 파일 시스템 시맨틱 지원 | chmod, symlink, mmap 등 가능 |
| 프로세스 격리 | 게스트에서 호스트 디렉토리 접근 가능하지만 보안 격리 유지 | Dev 환경에서 파일 동기화 시 유리 |
| SELinux 호환 | Security Label 전달 지원 | 보안 정책 연계 용이 |
| 멀티 VM 공유 | 동일 디렉토리를 여러 VM에 제공 가능 | Dev, Test 병렬 실행에 활용 가능 |
Virtio-FS는 클라우드 IDE, Container+VM 혼합 환경에서 최적화되어 있다.
4. 활용 사례 및 전략
| 사례 | 설명 | 전략 |
| Cloud VM Dev 환경 | 호스트 편집기와 VM 실행 환경 간 파일 공유 | editor ⇄ guest build 자동화 연계 |
| Kata Containers | 컨테이너 내 격리된 VM 간 volume 공유 | secure by default 환경에 활용 |
| GitOps 파이프라인 | Repo clone 디렉토리 공유 → 빌드 → 결과 mount | shared workspace 구성 |
| GPU/ML 개발환경 | 대형 모델 파일 및 데이터셋 공유 | JupyterLab ↔ Guest VM 간 동기화 |
QEMU 4.2+, Linux 5.4+ 이상에서 정식 지원된다.
5. 결론
Virtio-FS는 게스트-호스트 간 고성능, 저지연, POSIX 호환 파일 공유를 가능케 하는 차세대 파일 시스템이다. DevOps, Cloud Native, HCI(하이퍼컨버지드 인프라) 환경에서 VM의 생산성과 확장성을 높이는 핵심 컴포넌트로 자리잡고 있으며, 미래형 가상화 아키텍처에서 필수 구성으로 주목된다.
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