11 응용 SW 기초 기술 활용

1. 운영체제의 특징

운영체제(OS, Operating System)

사용자가 컴퓨터의 하드웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공해 주는 소프트웨어

메모리 관리 기법

• 반입 기법: 메모리 적재 시기(When)
• 배치 기법: 메모리 적재 위치(Where)
• 할당 기법: 메모리 적재 방법(How)
• 교체 기법: 메모리 교체 대상(Who)

메모리 배치 기법

• 최초 적합(First-fit): 프로세스가 적재될 수 있는 가용 공간 중, 첫 번째 분할에 할당
• 최적 적합(Best-fit): 가용 공간 중에서 가장 크기가 비슷한 공간을 선택해 프로세스 적재
• 최악 적합(Worst-fit): 프로세스의 가용 공간 중에서 가장 큰 공간에 할당

페이지 교체 알고리즘

• LRU(Least Recently Used): 최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지 교체
• LFU(Least Frequently Used): 사용 빈도가 가장 적은 페이지 교체
• NUR(Not Used Recently): 최근에 사용하지 않은 페이지 교체
• SCR(Second Chance Replacement): 가장 오랫동안 주기억장치에 있는 페이지 중 자주 사용되는 페이지의 교체 방지
• OPT(Optimal replacement): 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지 교체, 최적 교체

프로세스 스케줄링 유형

선점형 스케줄링(SMMR): 우선순위가 높은 프로세스가 CPU를 점유하는 스케줄링

• SRT(Shortest Remaining Time First): 가장 짧은 시간이 소요되는 프로세스를 먼저 수행
• 라운드 로빈(Round Robbin): 프로세스는 같은 크기의 CPU 시간 할당
• 다단계 큐(Multi Level Queue): 여러 개의 큐를 이용해 상위 단계 작업이 선점
• 다단계 피드백 큐: 큐마다 서로 다른 CPU시간 할당량을 부여, FIFO + 라운드 로빈 스케줄링 기법

비선점형 스케줄링: 한 프로세스가 CPU를 할당받으면 작업 종료 전까지 다른 프로세스는 점유 불가

• FCFS(First Come First Service)/FIFO: 프로세스가 대기 큐에 도착한 순서에 따라 CPU할당
• SJF(Shortest Job First): 프로세스가 도착하는 시점에 따라 그 당시 가장 짧은 서비스 시간을 갖는 프로세스가 종료 시까지 자원 선점
• HRN(Hightest Response Ratio Next): 대기 중인 프로세스 중 응답률이 가장 높은 것을 선택
• 응답률 = (대기시간 + 서비스 시간) / 서비스 시간
• Deadline: 작업이 명시된 기한 내에 완료되도록 계획
• 우선순위(Priority): 각 프로세스 별로 우선순위가 주어지고, 우선순위에 따라 CPU 할당

교착상태(Deadlock) 발생 조건

• 상호 배제: 한 번에 프로세스 하나만 해당 자원을 사용 가능할 때 사용 중인 자원을 다른 프로세스가 사용하려면 요청한 자원이 해제될 때까지 기다려야 함.
• 점유와 대기: 자원을 최소한 하나 보유하고, 다른 프로세스에 할당된 자원을 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재
• 비선점: 이미 할당된 자원을 강제로 빼앗을 수 없음.
• 순환 대기: 대기 프로세스의 집합이 순환 형태로 자원을 대기

교착상태 해결 방법: 예방, 회피, 발견. 복구

가상화(Virtualization)

물리적인 리소스들을 사용자에게 하나로 보이게 하거나, 하나의 물리적인 리소스를 여러 개로 보이게 하는 기술

클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)

인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터 시스템 리소스 제공

사설 클라우드

• 기업 또는 조직 내부에서 보유하고 있는 컴퓨팅 자원 등을 사용해 내부에 구축되어 운영
• 자체 컴퓨팅 자원으로 모든 하드웨어, 소프트웨어 데이터를 수용
• 직접적인 통제 가능, 보안성 증가

공용 클라우드

• 클라우드 서비스 제공 업체에서 다중 사용자를 위한 컴퓨팅 자원 서비스를 제공
• 일정 비용을 지불하고 하드웨어, 소프트웨어 사용, 확장성 유연성이 뛰어

하이브리드 클라우드

• 사설 클라우드와 공용 클라우드를 모두 사용
• 구축 비용 문제 해결, 보안성 확보 문제 해결, 이용 형태 변경 가능

클라우드 컴퓨팅 유형

• 인프라형 서비스(IaaS, Infrastructure as a Service): 서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공
• 플랫폼형(PaaS, Platform as a Service): 애플리케이션 개발, 실행, 관리할 수 있게 하는 플랫폼 제공
• 소프트웨어형(SaaS, Software as s Service): 클라이언트를 통해 접속, 고객이 소프트웨어 서비스 형태로 이용

2. 네트워크 계층 구조 파악

OSI 7계층

응용	호스트
표현
세션
전송	L4 스위치
네트워크	라우터
데이터링크	브리지, 스위치
물리	허브, 리피터

프로토콜(Protocol)

서로 다른 시스템이나 기기 간 데이터 교환을 원활히 하기 위한 표준화된 통신 규약

• 구문(Syntax): 시스템 간 정보 전송을 위한 데이터 형식, 코딩, 신호 레벨 등의 규정
• 의미(Semantic): 제어 정보로 조정과 에러 처리
• 타이밍(Timing): 속도 조절과 순서 관리 구정

TCP/IP

응용	TELNET, FTP, SMTP, DNS, HTTP
전송	TCP, UDP, RTCP
인터넷	IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP
네트워크 엑세스	Ethernet

• IP(Internet Protocol): 패킷 단위로 데이터를 교환
• ARP(Address Resolution Protocol): IP 주소를 MAC 주소로 변환
• RARP(Reverse ARP): MAC 주소를 IP 주소로 변환
• ICMP(Internet Control Message Protocol): IP 패킷을 처리할 때 발생하는 문제를 알려주는 프로토콜
• IGMP(Internet Gruop Management Protocol): 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹을 구성하는 데 사용

패킷 교환 방식

• 가상 회선 방식: 단말기 상호 간 논리적인 가상 통신 회선을 미리 설정, 연결을 확립한 후 경로를 따라 순차적으로 운반하는 방식, 모든 패킷의 송수신 순서가 같음.
• 데이터그램 방식: 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽 상활을 감안해 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 운반하는 방식, 전송 경로가 다르고 도착한 패킷들을 수신 측에서 순서를 재정리.

IPv4: 8비트씩 4부분 32비트 주소체계

IPv6: 16비트씩 8부분 128비트 주소 체계

라우팅 프로토콜

내부 라우팅 프로토콜(IGP, Interior Gateway Protocol)

AS 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜

• RIP(Rouing Information Protocol): 거리 벡터 알고리즘에 기초
• OSFP(Open shortest Path First): 자신을 기준으로 링크 상태 알고리즘을 적용해 최단 경로를 찾음

외부(Exterio) 라우팅 프로토콜

AS 간 라우팅. 게이트웨이 간의 라우팅에 사용

• BGP(Border Gateway Protocol): AS 간 라우팅 경로 정보 교환

NAT(Network Address Translation)

한 개의 정식 IP 주소에 대량의 가상 사설 IP 주소를 할당 및 연결