Quiz — Module 04: I/O Virtualization¶

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Q1. (Remember)¶

I/O 가상화 3가지 모델은?

정답 / 해설

Emulation — Hypervisor가 device 시뮬
Paravirtualization (virtio) — Guest driver + hypervisor 공유 ring
Passthrough (SR-IOV/VFIO) — Device 직접 VM 할당

Q2. (Understand)¶

SR-IOV의 PF와 VF 차이는?

정답 / 해설

PF (Physical Function): Full-featured PCIe device. Driver가 모든 기능 사용. Host가 보유.
VF (Virtual Function): Lightweight 변형. PF 자원의 일부 (queue, MMIO BAR 등)를 가지고 VM에 할당. 주요 fast-path만 직접 access.

예: SR-IOV NIC → 1 PF (host) + 8 VF (8 VM 각각).

Q3. (Apply)¶

다음 시나리오에 적합한 모델은?

시나리오	적합 모델
(a) 100Gbps NIC for HPC VM	?
(b) Legacy DOS VM	?
© Generic VM with throughput needs	?
(d) GPU compute (CUDA)	?

정답 / 해설

(a) Passthrough (SR-IOV) — line rate 필요
(b) Emulation — DOS는 modern driver 없음
© virtio — 호환성 + 성능 균형
(d) Passthrough (VFIO) — GPU는 보통 1 VM에 전용

Q4. (Analyze)¶

Passthrough 환경에서 IOMMU 없으면 어떤 위험이 있는가?

정답 / 해설

Device가 DMA로 host 메모리 무제한 access 가능. VM에 할당된 device가 compromise되면: 1. Hypervisor 메모리 read → host secret leak 2. Hypervisor 메모리 write → host kernel compromise 3. 다른 VM 메모리 access → cross-tenant attack

IOMMU가 device의 DMA를 가상 주소로 격리해 위 모두 차단.

Q5. (Evaluate)¶

Modern data center에서 모든 device를 passthrough 하지 않는 이유는?

정답 / 해설

Resource ratio: SR-IOV VF는 한정 (e.g., 8-128). 수천 VM 호스팅 어려움.
Live migration: passthrough device는 migration 어려움 (state in HW).
격리 trade-off: passthrough는 IOMMU 의존이라 IOMMU bug = 전체 보안 risk.
Density: virtio는 software로 무한 multiplex 가능.

Hybrid 접근이 최적 — performance-critical만 passthrough.