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[리얼타임] Xen으로 배우는 가상화 기술의 이해 : 메모리 가상화 상세페이지

리디 info

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책 소개

<[리얼타임] Xen으로 배우는 가상화 기술의 이해 : 메모리 가상화> 클라우드 서비스 구축의 최고 난이도! 가상화 기술을 이해한다.

가상화 기술은 서버에 있는 유휴 상태의 하드웨어 자원을 사용해 물리적인 PC 없이도 PC 환경을 사용할 수 있게 하는 기술이다. 10년 전부터 개발되어왔으나 잠시 잊혀졌던 가상화 기술은 클라우드 서비스가 보편화하면서 다시 주목할 필요가 생겼다. 이 책에서는 가상화 기술 중 가장 널리 쓰이는 Xen 하이퍼바이저를 통해 가상화 기술의 세 가지 핵심 부분의 하나인 CPU 가상화의 원리를 자세히 소개한다. 또한 가상화 기술을 구현하는 리눅스 커널 소스 코드와 Xen 소스 코드를 자세히 분석해 실제 가상 머신의 동작을 이해하는 데 도움을 준다.

대상 독자
- 가상 시스템 구현에 관심 있는 서버 관리자
- Xen 하이퍼바이저 구현 방법을 자세히 알려는 리눅스 관리자


『Xen으로 배우는 가상화 기술의 이해』 시리즈 2탄!

Xen 하이퍼바이저는 크게 CPU, 메모리, I/O(입출력) 가상화 환경을 지원한다. 이 책은 CPU 가상화를 잇는 '가상화 기술의 이해' 시리즈 2탄으로 메모리 가상화에 관한 부분을 중점적으로 다룬다. Xen 하이퍼바이저를 통한 가상화 기술의 모든 것을 파악하려면 이미 출간된 CPU 가상화와 곧 출간할 예정인 I/O 가상화를 함께 살펴보면 좋을 것이다.

메모리 주소 변환을 통한 메모리 가상화 관리의 핵심을 이해한다!
메모리 관리는 안정적인 컴퓨터 동작에 있어서 필수 요소다. CPU 성능이 아무리 좋아도 CPU 속도에 맞춰 안정적으로 데이터를 보내고 받는 기억 공간을 관리하지 못하면 결국 성능 저하로 이어지기 때문이다. 이는 물리 머신보다 더 한정된 자원을 효율적으로 관리해야 하는 가상화에서도 마찬가지다. 먼저 가상 메모리의 개념과 가상 메모리의 주소 체계를 관리하는 섀도 페이지 테이블, 직접 페이지 테이블, 중첩 페이지 테이블 등을 상세히 소개한다. 다음에는 하이퍼바이저와 운영체제, 애플리케이션 사이의 안정적인 성능을 유지하는 데 필요한 메모리 보호 방법인 세그먼테이션과 페이징 보호를 소개한다. 또한 CPU에서 메모리 주소 체계를 관리하는 데 사용하는 하드웨어 지원 페이징도 살펴본다.


저자 프로필


저자 소개

[지은이] 박은병
서울대학교에서 석사 학위를 받았으며, 현재 University of Toronto에서 컴퓨터 공학 박사 과정을 공부하고 있다. 석사 과정을 공부하면서 Xen을 이용해 가상화 관련 연구를 진행했다. 시스템 소프트웨어 전반에 관심이 있으며, 현재 기계학습 관련 응용 분야에 흥미를 느껴 공부 중이다.


[지은이] 김태훈
임베디드, 커널, 가상화, 네트워크, 디바이스 드라이버를 주로 다루는 시스템 프로그래머이다. (주)WIZnet 재직 시절에 개발한 W5300 네트워크 드라이버가 리눅스 커널에 포함되었다. 오픈 소스와 해커 문화를 동경하며, 특히 리누스 토발즈가 우상이다. 현재는 DINOS라는 고성능 ARM 아키텍처를 타깃으로 하는 운영체제를 개발 중이다.


[지은이] 이상철
하드웨어 개발부터 시작해 시스템 소프트웨어 개발로 차츰 업무를 변경해왔다. 주로 임베디드 시스템 프로그램과 디바이스 드라이버를 개발했으며, 리눅스 커널 관련 업무 또한 담당했다. 현재는 알티캐스트에서 보안 관련 모듈을 개발 중이다.


[지은이] 문대혁
한양대학교를 휴학하고 사이냅소프트에서 문서 처리 관련 프로그램을 개발 중이다. 시스템 소프트웨어를 포함해 컴퓨터 공학과 연관이 있다. 우연히 본 스터디 모집공고를 계기로 뛰어난 개발자들과 함께 Xen을 분석하는 기회를 가지게 되었다.

목차

1장. 가상 머신 모니터는 무엇인가?
1.1 왜 가상화인가?
1.2 하이퍼바이저 종류

2장. 메모리 가상화
2.1 가상 메모리
2.2 가상화 환경의 메모리 주소 체계
2.3 섀도 페이지 테이블
2.4 직접 페이지 테이블 접근
2.5 중첩 페이지 테이블

3장. 메모리 보호
3.1 세그먼테이션
3.2 페이징 보호
3.3 32비트에서의 Xen 메모리 보호
3.4 x86-64에서의 메모리 보호

4장. 주소 변환 체계
4.1 페이지 프레임 번호
4.2 P2M 매핑

5장. 직접 페이징
5.1 페이지 테이블 수정
5.2 페이지 테이블 고정
5.3 쓰기 가능한 페이지 테이블

6장. 섀도 페이지 테이블
6.1 요구 페이징
6.2 TLB 에뮬레이션
6.3 TLB 에뮬레이션의 문제점
6.4 Xen의 섀도 페이지 테이블 구현
6.5 HVM 환경의 페이지 폴트 처리 과정
6.6 페이지 폴트 예외 처리
6.7 섀도 페이지 테이블의 페이지 폴트 핸들러 분석
6.8 다양한 섀도 페이지 테이블 최적화 방법

7장. 하드웨어 지원 페이징
7.1 페이지 테이블 구조
7.2 NPT 구축
7.3 NPT 주소 변환 오버헤드
7.4 hap_enable( ) 함수
7.5 ASID


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