리눅스 - 응용 분야

기술 동향

리눅스 동향

1991년 초기 리눅스는 주로 서버로 이용되었다.

현재는 크게 서버, 데스크톱 및 개발, 임베디드 분야로 나눌 수 있다.

리눅스 기반의 모바일 운영체제 분야에서 점유율이 높다.

클러스터링으로 웹 서비스, 온라인 게임 서비스 등 고성능 컴퓨팅 환경도 리눅스가 솔루션으로 대두된다.

하둡과 분석 파일 시스템의 오픈 소스 소프트웨어를 이용해 빅데이터 분석에 활용하고 있다.

리눅스는 POSIX 표준, 인터넷 프로토콜 표준 등 국제 표준을 따르고 있고, 오픈소스라는 특성이 이를 가져다 주었다.

클러스터링

여러 개의 시스템이 하나의 거대한 시스템으로 보이게 만드는 기술이다.

• 클러스터 노드
  • 클러스터의 실질적인 작업을 처리하는 것
  • 클러스터 노드는 클러스터에 속하도록 구성해야 한다.
• 클러스터 관리자
  • 각 노드에 대한 자원 분배 및 관리를 할 수 있는 기능을 가진다.
  • 클러스터 노드가 관리자 기능을 가지기도 하며, 복수가 존재할 수도 있다.

구축 목적

여러 시스템의 프로세싱 능력을 조합하여 대용량의 프로세싱 능력을 갖는 하나의 시스템을 제공하여 고성능 컴퓨팅 (HPC) 를 구축한다.

여러 대의 웹서버 노드를 두고 중앙 관리 툴에서 load balancing 한다.

평소엔 동작하지 않고 주 서버에 문제가 발생했을 시에 백업 서버로 가동하는, fail-over 를 구축한다.

종류

• 고계산용 클러스터 (HPC Cluster)
  • High Performance Computing 클러스터이다
  • 베어울프 클러스터라고도 지칭한다.
  • 고성능의 계산능력에 따라 과학계산용으로 활용가치가 높다.
• 부하 분산 클러스터 (Linux Virtual Server)
  • 대규모 서비스를 제공하기 위한 목적으로 제작되며 주로 웹서비스 등에 활용가치가 높다.
  • 다수 개의 서버가 로드밸런서에 연결되어 부하 분산 서비스를 제공한다
• 고가용성 클러스터 (High Availability Cluster)
  • 지속적인 서비스 제공을 목적으로 제작되며, 주기적으로 이상 유무를 점검한다.
  • 이상이 감지되면 IP를 백업 서버로 이주시켜 지속적인 서비스를 수행시킨다.

임베디드 시스템

컴퓨터의 하드웨어 제어인 프로세스, 메모리 입출력장치와 하드웨어를 제어하는 소프트웨어가 조합되어 특정한 목적을 수행하는 프로세스이다.

하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 특정한 응용시스템이다.

시스템 구성요소

하드웨어로는 프로세스/컨트롤러, 메모리, I/O장치, 네트워크 장치, 센서, 구동기 등이다.

소프트웨어는 운영체제, 시스템 SW, 응용 SW 등이다.

특징

• 특정 목적에 부합하는 최적화 설계가 가능하다

• 실시간 처리를 지원한다.

• 높은 신뢰성을 보정한다

• 소형, 경량 및 저전력을 지원한다

장단점

• 기능성과 확장성이 우수하다.
• 다양한 CPU Platform을 지원한다.
• 로열티가 없으므로 가격 경쟁력이 우수하다.
• 오류 수정이 빠르고 안정성이 우수하다.
• 기존의 RTOS 보다 많은 메모리를 요구한다.
• GUI 환경을 개발하기 어렵다.
• 표준화가 어렵다.

활용 기술

서버 가상화

가상화는 단일의 물리적인 IT 자원이 동시에 다수의 논리적인 IT 자원으로 사용될 수 있도록 하는 기술이다.

• 서버를 구성하는 모든 자원의 가상화를 의미한다
• 하이퍼바이저는 기존의 물리적인 머신의 자원을 추상화하여 가상머신상에서 운영된다.

이러한 서버 가상화를 통해 물리서버 및 공간을 절감하고 가용성과 안정성을 증가시킨다.

하이퍼바이저

가상머신과 하드웨어 사이에 위치하며 다수의 가상머신들이 동작할 수 있게 해준다.

CPU 및 메모리 등을 포함한 하드웨어 자원을 각 가상머신에 논리적으로 분할 할당하며 스케줄링을 담당한다.

종류	설명
Xen	리눅스 기본 커널에 포함 KVM 과 호환되는 가상 장치 관리자 사용 반가상화 및 전가상화 모두 이용 가능
KVM	x86 시스템 기반으로 CPU 전가상화 방식을 사용 인텔 VT 및 AMD-V 기반으로 동작하는 공개형 기술 Xen 과 호환되는 가상 장치 관리자 사용 네트워크 MAC 주소 고정 가능
Virtual Box	독자적인 가상 장치 관리자 사용 전가상화만 지원 빠르게 설치 가능

클라우드 컴퓨팅

공유 구성이 가능한 컴퓨팅 리소스를 언제든지 간편하게 요청에 따라 네트워크를 통해 접근하는 것을 가능하게 한다.

• 사업자의 컴퓨팅 리소스를 여러 사용자가 공유하는 형태로 이용한다
• 필요에 따라 스케일업 또는 스케일다운이 가능하다
• 비용 절약 및 유연한 활용, 신속한 구축이 가능하다

종류

• Infrastructure as a Service

  • 서버나 스토리지 같은 하드웨어 자원만을 임대해 주는 클라우드 서비스이다.

• Platform as a Service

  • 소프트웨어 서비스를 개발하기 위한 플랫폼을 제공하는 클라우드 서비스이다.

• Software as a Service

  • 클라우드 환경에서 동작하는 응용 프로그램을 서비스 형태로 제공한다

구축환경

• OpenStack
  • 5개의 코어 프로젝트 노바, 스위프트, 클랜스, 키스톤, 호라이즌, 퀀텀이 유기적으로 연결되어 있다.
• Cloud Stack
  • 클라우드 서비스를 위한 자원의 배치, 관리, 컴퓨팅 환경 구성을 하기 위해 클라우드 스택을 이용한다.
• Eucalyptus
  • 분리된 물리 자원에서 유칼립투스 컴포넌트들을 운영할 수 있는 환경을 지원한다.

빅데이터

기존 데이터베이스 관리 도구의 데이터 수집, 저장, 관리, 분석 역량을 넘어서는 데이터이다.

대규모 데이터들로부터 저렴한 비용으로 가치를 추출하고 데이터의 빠른 수집, 발굴 분석을 지원할 수 있도록 고안된 차세대 기술 및 아키텍처이다.

• 볼륨
  • 수십 테라바이트 혹은 수십 페타바이트 이상이 빅데이터의 범위에 해당한다
• 속도
  • 빅데이터의 수집, 저장, 분석 등이 실시간으로 처리되어야 한다.
  • 데이터 마이닝, 기계 학습, 자연어 처리, 패턴 인식 등이 분석 기법에 해당한다.
• 다양성
  • 데이터는 정형화 정도에 따라 정형, 반정형, 비정형으로 구분한다.
  • 빅데이터는 비정형 데이터도 처리할 수 있어야 한다.

하둡

하둡은 대용량 데이터를 분산 처리할 수 있는 자바 기반의 오픈 소스 프레임워크이다.

분산 파일 시스템인 HDFS 에 데이터를 저장하고 분산 처리 시스템인 맵리듀스를 이용해 데이터를 처리한다.

여러 대의 서버에 데이터를 저장하고, 데이터가 저장된 각 서버에서 동시에 데이터를 처리하는 방식이다.

임베디드 시스템

모바일

스마트폰의 OS 는 스마트폰을 구성하는 하드웨어 부품을 관리 및 구동하게 하며, 사용자와 소프트웨어를 통해 연결하는 플랫폼이다.

대표적으로 안드로이드와 iOS 가 있다.

스마트 TV

텔레비전에 인터넷 접속 기능이 결합되어, 각종 어플리케이션 (앱) 을 설치하는 다기능 TV 이다.

• 타이젠
  • 휴대전화를 비롯해 여러 전자기기에 포함되는 오픈 소스 모바일 운영체제이다.
  • 리눅스 커널을 기반으로 하며 HTML5 및 C++ 기반으로 만들어진다.
• 웹 OS
  • 리눅스 커널에서 구동되는 모바일 운영체제이다.
  • LG의 webOS 스마트 TV는 기존 webOS 의 특징인 Cardview 를 계승하였다.

IVI (In-Vehicle Infotainment)

네비게이션이나 계기판, 트립 컴퓨터와 외부 기기와의 연결까지 가능한 통합적인 차량 내부 시스템을 포함한다.

• GENIVI 표준 플랫폼 기반의 인포테인먼트 시스템이다.
  • GENEVI : 오픈 소스 기반의 차량 멀티미디어 플랫폼 표준화 활동
• CE4A 표준 터미널 모드와 확장 API 기술을 포함한 스마트폰 연동 기술을 탑재하고 있다.
• AUTOSAR 연계 소프트웨어 진단 서비스 기술을 탑재한다.