[컨테이너를 구성하는 리눅스 기술] 02. 리눅스 커널 소개

[callmeaxxe]

리눅스 커널

• 오픈 소스, 모놀리딕, 유닉스 계열, 컴퓨터 운영체제 커널
• 1991년 리누스 토르발스가 자신의 개인용 컴퓨터를 위해 고안되어 개발
• 크로스 플랫폼의 의도는 없었으나 그 이후로 다른 운영 체제나 커널 대비 더 다양한 컴퓨터 아키텍처를 지원하도록 확장
• C언어, 어셈블러로 작성
• 가장 큰 오픈소스 프로젝트중 하나
  • 1,200개 이상의 회사의 12,000명에 가까운 개발자

버전 5.11 커널 개발 통계 (lwn.net) (전체)

버전 5.11 커널 개발 통계 (lwn.net) (kernel, mm, fs, net 디렉토리 내역)

리눅스 커널의 이해

커널

• 컴퓨터 운영 체제의 핵심이 되는 컴퓨터 프로그램으로, 시스템의 모든 것을 완전히 통제
• 운영 체제의 다른 부분 및 응용 프로그램 수행에 필요한 여러 가지 서비스를 제공
• 어플리케이션 소프트웨어와 하드웨어를 연결

리눅스 커널의 주요 기능

1. 하드웨어 관리 및 추상화

• 디바이스 드라이버만이 하드웨어가 제공하는 기능이나 프로토콜에 관여
• 사용자 프로그램은 하드웨어에 종속적인 작업이 필요하지 않음

• 파일 저장 매체 종류를 고려하지 않고 사용 가능 → 블록 I/O 레이어

• 실제 파일이 저장된 위치 고려하지 않고 사용 가능 → 파일시스템

2. 프로세스와 쓰레드 관리

• CPU 타임 공유와 메모리 보호

• CPU 코어 갯수보다 더 많은 수의 프로그램이 동시 실행 가능 → 프로세스 스케줄러

• 메모리 주소 정보를 이용한 악의적 공격 → 메모리 보안 기능 (예, Address Space Layout Randomization)
• 운영 체제에서 실행하고 있는 프로세스가 자신에게 할당되지 않은 영역의 메모리에 접근하는 것을 차단
• 예) ASLR (Address Space Layout Randomization) : 주소 공간 배치를 랜덤화

3. 메모리 관리

• 개별 프로세스에 가상의 연속된 메모리 공간을 제공
  • 32bit 머신: 4GB, 64bit 머신: 16 엑사바이트
• 실제는 물리 메모리내에서 같이 섞여서 할당되고 해제됨
• 물리 메모리보다 큰 크기의 프로그램이 동시에 실행 가능 → 페이징

4. I/O 관리

• 디바이스 드라이버 위에 다양한 I/O를 지원
• “모든 것은 파일이다”

• 하부 시스템 구성에 상관없이 파일 입출력 형식로 제어 가능 → VFS

• FD (File Descriptors) 기반으로 관리가 되어 동작함