리눅스를 알아야 하는 이유

1. 서버 및 클라우드 환경에서의 필수 운영체제

주요 웹 서버, 클라우드 인프라(AWS, Azure, GCP)의 운영체제는 대부분 리눅스 기반

시스템 관리, 백엔드 개발, 클라우드 네이티브 환경 대응에 있어 리눅스 명령어 및 운영 이해가 필수적

2. 오픈소스 기반으로 학습 및 커스터마이징 용이

커널부터 사용자 영역까지 공개되어 있어 구조 이해 및 실습에 적합

보안 분석, 시스템 프로그래밍, 임베디드 시스템 등 저수준 개발에 강점

3. 명령어 기반 자동화 및 고급 운영 기능 제공

Bash, crontab, systemd, 패키지 관리 도구 등 자동화 기능 활용 가능

네트워크 분석, 시스템 모니터링, 로그 분석 등 고급 운용에 필요한 도구 CLI 기반 제공

리눅스가 인기 있는 이유

1. 오픈 소스

리눅스는 오픈 소스 라이선스를 기반으로 하며, 소스코드에 대한 접근과 수정이 자유로워 투명성 및 기술적 유연성이 확보됨.

2. 무료

대부분의 배포판은 상업적·비상업적 용도에 관계없이 무상으로 제공되어, 비용 부담 없이 시스템 구축 가능.

3. 안정적, 검증됨

수십 년간 다양한 서버 및 임베디드 환경에서 운영된 실적을 통해 시스템의 안정성과 신뢰성이 검증됨.

4. 커뮤니티

전 세계적으로 활발한 개발자 및 사용자 커뮤니티가 존재하며, 기술 자료 공유와 문제 해결이 신속하게 이루어짐.

5. 다양한 CPU, 하드웨어 지원

x86, ARM, RISC-V 등 다양한 하드웨어 아키텍처를 공식적으로 지원하며, 이식성과 호환성이 뛰어남.

쓰이는 곳

1. 안드로이드

안드로이드는 리눅스 커널을 기반으로 하며, 모바일 운영체제로서 전 세계 스마트폰의 핵심 플랫폼으로 사용됨.

2. 자동차

차량용 인포테인먼트 시스템 및 자율주행 플랫폼 등에 리눅스 기반 OS가 탑재되어 안정적 제어 및 기능 확장이 가능함.

3. IoT

센서, 소형 디바이스 등 다양한 IoT 기기에 경량화된 리눅스가 사용되어 실시간 제어와 네트워크 통신을 수행함.

4, 서버, NAS

웹서버, 데이터베이스 서버, NAS 장비 등 다양한 서버 환경에서 리눅스가 기본 운영체제로 널리 채택됨.

5. 임베디드 (IP 카메라, TV)

가전제품 및 보안 장비에 내장된 시스템 소프트웨어에 리눅스가 적용되어, 하드웨어 제어 및 사용자 기능 구현에 활용됨.

6. 네트워크 장치

라우터, 방화벽, 스위치 등 네트워크 장비의 펌웨어 및 제어 소프트웨어에 리눅스가 내장되어 고성능 통신 환경을 제공함.

7. 의료기기

정밀 제어와 고신뢰성이 요구되는 의료 장비에도 리눅스 기반 시스템이 사용되어 안정적인 운용을 지원함.

커널과 운영체저와의 차이

1. 운영체제가 더 큰 개념

운영체제는 커널, 디바이스 드라이버, 시스템 유틸리티, 응용프로그램 등을 모두 포함하는 상위 개념

하드웨어와 컴퓨터 사용자를 연결하는 전체적인 시스템 구성 요소

2. 커널

운영체제의 핵심 부분

하드웨어와 소프트웨어 간의 통신을 담당하는 중개자 역할을 수행함

커널은 왜 존재 하는가?

1. 컴퓨터는 부팅만 해서는 아무 작업도 수행할 수 없음

하드웨어만으로는 동작 불가능하며, 운영체제가 필요함

2. 운영체제가 없으면 I/O 장치와의 상호작용 불가능

입력·출력 장치 제어를 위한 시스템이 필요함

3. CPU, GPU, 메모리, 하드디스크 등과 같은 주요 자원

키보드, 마우스, 모니터, 랜카드, 스피커 등 주변기기를
효율적으로 사용하기 위해 커널이 필수적임

4. 커널 없이 브라우저 실행 및 검색과 같은 고급 작업은 불가능

소프트웨어가 하드웨어를 직접 제어할 수 없기 때문임

5. 다양한 CPU, 메모리, 장치들을 관리하는 역할 수행

커널은 하드웨어 자원을 추상화하여 소프트웨어가 효율적으로 사용할 수 있도록 중재자 역할을 함

커널 내부에 실제로 구현된 주요 기능 항목

아래 기능들은 커널 소스코드로 구현되어 있으며, 분석 대상이 됨

Task(Process) Management

CPU를 추상화하여 Task 단위로 자원 제공

Memory Management

메모리를 Page, Segment로 추상화하여 자원 제공

File System

디스크를 File로 추상화하여 자원 제공

Network Management

네트워크 장치를 Socket으로 추상화

Device Driver Management

다양한 외부 장치에 대한 접근 기능 제공

Interrupt Handling

하드웨어 인터럽트 요청 처리

I/O Communication

입출력 장치와의 중개 기능 수행

커널 시스템 구조

시스템은 계층적으로 구성되며, 각 계층의 역할은 다음과 같음

User Space (Application)

사용자가 직접 실행하는 응용 프로그램 영역

Kernel

프로세스, 메모리, 장치 관리 등 핵심 기능 담당

Hardware

실제 장치(CPU, 메모리, 디바이스)로 구성된 물리적 자원

– User Space와 Kernel 간에는 System Call을 통해 상호작용이 이루어짐

– 응용 프로그램이 하드웨어 자원을 직접 제어하지 않고 커널을 통해 간접적으로 요청