그림으로 배우는 리눅스 구조

CHAPTER 0 시작하면서



CHAPTER 1 리눅스 개요

1.1 프로그램 및 프로세스

1.2 커널

1.3 시스템 콜

_시스템 콜 호출 확인해 보기

_시스템 콜을 처리하는 시간 비율

Column 모니터링, 경고 알림 및 대시 보드

_시스템 콜 소요 시간

1.4 라이브러리

_표준 C 라이브러리

_시스템 콜 래퍼 함수

_정적 라이브러리와 공유 라이브러리

Column 정적 링크가 돌아왔다



CHAPTER 2 프로세스 관리(기초편)

2.1 프로세스 생성

_같은 프로세스를 두 개로 분열시키는 fork() 함수

_다른 프로그램을 기동하는 execve() 함수

_ASLR로 보안 강화

2.2 프로세스의 부모 자식 관계

Column fork() 함수와 execve() 함수 이외의 프로세스 생성 방법

2.3 프로세스 상태

2.4 프로세스 종료

2.5 좀비 프로세스와 고아 프로세스

2.6 시그널

Column 반드시 죽이는 SIGKILL 시그널과 절대로 죽지 않는 프로세스

2.7 셸 작업 관리 구현

_세션

_프로세스 그룹

2.8 데몬



CHAPTER 3 프로세스 스케줄러

3.1 기본 지식: 경과 시간과 사용 시간

3.2 논리 CPU 하나만 사용하는 경우

3.3 논리 CPU 여러 개를 사용하는 경우

3.4 real보다 user+sys가 커지는 경우

3.5 타임 슬라이스

Column 타임 슬라이스 구조

3.6 컨텍스트 스위치

3.7 처리 성능

3.8 프로그램 병렬 실행의 중요성



CHAPTER 4 메모리 관리 시스템

4.1 메모리 관련 정보 수집하기

_used

_buff/cache

_sar 명령어를 사용해서 메모리 관련 정보를 수집하기

4.2 메모리 재활용 처리

_프로세스 삭제와 메모리 강제 해제

4.3 가상 메모리

_가상 메모리가 없을 때 생기는 문제점

_가상 메모리 기능

_가상 메모리로 문제 해결하기

4.4 프로세스에 새로운 메모리 할당

_메모리 영역 할당: mmap () 시스템 콜

Column Meltdown 취약점의 공포

_메모리 할당: Demand paging

Column 프로그래밍 언어 번역기와 메모리 관리

4.5 페이지 테이블 계층화

_Huge Page

_Transparent Huge Page(THP)



CHAPTER 5 프로세스 관리(응용편)

5.1 빠른 프로세스 작성 처리

_fork() 함수 고속화: 카피 온 라이트

_execve() 함수의 고속화: Demand paging

5.2 프로세스 통신

_공유 메모리

_시그널

_파이프

_소켓

5.3 배타적 제어

5.4 돌고 도는 배타적 제어

5.5 멀티 프로세스 및 멀티 스레드

Column 커널 스레드와 사용자 스레드



CHAPTER 6 장치 접근

6.1 디바이스 파일

_캐릭터 장치

_블록 장치

Column 루프 장치

6.2 디바이스 드라이버

_메모리 맵 입출력(MMIO)

_폴링

_인터럽트

Column 일부러 폴링을 사용하는 경우

6.3 디바이스 파일명은 바뀌기 마련



CHAPTER 7 파일 시스템

7.1 파일 접근 방법

7.2 메모리 맵 파일

7.3 일반적인 파일 시스템

7.4 쿼터(용량 제한)

7.5 파일 시스템 정합성 유지

_저널링을 사용한 오류 방지

_카피 온 라이트로 오류 방지

_뭐니 뭐니 해도 백업

7.6 Btrfs에서 제공하는 파일 시스템의 고급 기능

_스냅샷

_멀티 볼륨

Column 어떤 파일 시스템을 사용하면 좋은가?

7.7 데이터 손상 감지와 복구

7.8 기타 파일 시스템

_메모리 기반의 파일 시스템

_네트워크 파일 시스템

_procfs

_sysfs



CHAPTER 8 메모리 계층

8.1 캐시 메모리

_참조의 지역성

_계층형 캐시 메모리

_캐시 메모리 접근 속도 측정

Simultaneous Multi Threading (SMT)

Column 변환 색인 버퍼(Translation Lookaside Buffer)

8.2 페이지 캐시

_페이지 캐시 효과

8.3 버퍼 캐시

8.4 쓰기 타이밍

8.5 직접 입출력

8.6 스왑

8.7 통계 정보



CHAPTER 9 블록 계층

9.1 하드 디스크의 특징

9.2 블록 계층의 기본 기능

9.3 블록 장치의 성능 지표 및 측정 방법

_하나의 프로세스만 입출력을 호출하는 경우

_여러 프로세스가 병렬로 입출력을 호출하는 경우

Column 추측하지 말고, 측정해라

_성능 측정 도구: fio

9.4 블록 계층이 하드 디스크 성능에 주는 영향

_패턴 A 측정 결과

_패턴 B 측정 결과

Column 무엇을 위한 성능 측정인가

_기술 혁신과 관련된 블록 계층의 변화

9.5 블록 계층이 NVMe SSD의 성능에 미치는 영향

_패턴 A 측정 결과

_패턴 B 측정 결과

Column 실제 성능 측정



CHAPTER 10 가상화 기능

10.1 가상화 기능이란 무엇인가

10.2 가상화 소프트웨어

10.3 이 장에서 사용하는 가상화 소프트웨어

Column 중첩 가상화

10.4 가상화를 지원하는 CPU 기능

_QEMU＋KVM 조합

Column CPU 가상화 기능이 없는 경우의 가상화

10.5 가상 머신은 호스트 OS에서 어떻게 보이는가?

_호스트 OS에서 본 게스트 OS

_여러 머신을 실행하는 경우

Column IaaS의 오토스케일 메커니즘

10.6 가상화 환경의 프로세스 스케줄링

_물리 기기에서 프로세스가 동작하는 경우

_통계 정보

10.7 가상 머신 및 메모리 관리

_가상 머신이 사용하는 메모리

10.8 가상 머신과 저장 장치

_가상 머신과 저장소 입출력

_저장 장치 쓰기와 페이지 캐시

_반가상화 장치와 virtio_blk

Column 호스트 OS와 게스트 OS의 저장소 입출력 성능 역전 현상

10.9 virtio_blk 구조

Column PCI 패스스루



CHAPTER 11 컨테이너

11.1 가상 머신과 차이점

11.2 컨테이너 종류

11.3 네임스페이스

_프로세스ID 네임스페이스

_컨테이너 정체

11.4 보안 위험성



CHAPTER 12 cgroup

12.1 cgroup으로 제어 가능한 자원

12.2 사용 예: CPU 사용 시간 제어

Column cgroup 기능이 리눅스 커널에 포함된 과정

12.3 응용 예

Column cgroup v2



CHAPTER 13 이 책에서 배우는 내용과 활용법