7. 시스템자원관리

1. 7. 시스템자원관리 1.0 2001. 02. 26(2001. 02. 27 발표) 서민갑

2. 목 차 • 시스템 성능에 대하여 • CPU 활동 모니터하기 • CPU 사용 관리와 프로세스 통제 • 메모리 관리 • 디스크 입/출력의 성능 향상 문제 • 자유 이용 가능한 모니터 유틸리티 • 디스크 공간 사용 관리 • 디스크 할당으로 디스크 사용 조절 시스템 자원 관리

3. 1. 시스템 성능에 대하여 • 시스템 성능은 해당 시스템 자원들이 여러 작업 요구에 얼마나 효율적으로 적용되는가에 달려 있다. • 성능 면에서 가장 중요한 시스템 자원 • CPU • Memory • 디스크 입출력 시스템 자원 관리

4. 1. 시스템 성능에 대하여(cont’d) • 시스템 자원 통제 기법들 시스템 자원 관리

5. 1. 시스템 성능에 대하여(cont’d) • 시스템 성능의 문제 해결 sequence • 할 수 있는 한 매우 상세히 문제 정의 • 문제의 원인 결정 • 명백한 성능 향상 목표 형식화 • 목표 달성을 위해 고안된 시스템과 응용 프로그램에 변경 • 시스템 감시 • 다시 처음으로 시스템 자원 관리

6. 2. CPU 활동 모니터하기 • uptime –현재 시간과 uptime, load average • 평균 부하(load average) : 단위 시간 내에 활성화되었던 프로세스들의 평균 수치. 높은 수치일수록 시스템이 과하게 사용되고 있으며 반응 시간이 이에 따라 느려짐을 의미함. • 높고 낮음의 결정은 시스템의 용도 등을 보고 판단한다. 시스템 자원 관리

7. 2. CPU 활동 모니터하기(cont’d) • ps –현재 프로세스의 실행 통계치를 요약하여 보고 • Ex) ps aux | head –5 시스템 자원 관리

8. 2. CPU 활동 모니터하기(cont’d) • top –시스템 상태 및 프로세스 정보 시스템 자원 관리

9. 2. CPU 활동 모니터하기(cont’d) • limit –자원 한도를 보여줌 시스템 자원 관리

10. 2. CPU 활동 모니터하기(cont’d) • ulimit – korn shell에서의 limit 시스템 자원 관리

11. 2. CPU 활동 모니터하기(cont’d) • limit, ulimit –한계값 변경 시스템 자원 관리

12. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제 • vmstat –가상 메모리 상태(CPU 정보 포함) • sar – IRIX에서 사용 가능 시스템 자원 관리

13. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • 시스템 성능 문제를 추적하는 경우와 CPU 이용이 긴 기간에 걸쳐 높은 수치가 나오지 않는 이상 CPU 이용치 그 자체는 큰 의미가 없다. • CPU 과다 할당을 타개하는 방법 • 프로세스 우선 순위 재할당 • CPU 자원의 소비량 줄임 • 스케줄링 프로시져 변경 시스템 자원 관리

14. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • CPU 자원 분배 알고리즘 • 우선 순위 기반 라운드 로빈 스케줄링 • CPU는 주어진 시간에 하나의 작업만을 수행한다. • 각 프로세스는 각각의 우선 순위를 가진다. • 한 프로세스가 실행되면 특별한 상황이 발생하기 전까지 계속 실행된다. • 현 프로세스가 끝나면 가장 선호되는 프로세스가 실행된다. • 같은 우선 순위의 프로세스는 그 순위에 해당하는 run queue에 넣어진다. • CPU가 비어 있을 때 스케줄러는 가장 낮은 수치의 run queue의 가장 앞의 프로세스 시작 • 끝나면 그 프로세스는 맨 끝으로 가고 다음의 프로세스 실행 시스템 자원 관리

15. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • 프로세스 우선 순위와 관련된 수치 • Nice : 다른 프로세스에 대해 요청된 실행 우선 순위 • Priority : 운영체제가 계산하고 동적으로 갱신. Nice 수치, CPU 시간, 실행 가능 여부와 우선 순위 등 다른 요소들을 고려하여 계산됨 • nice, renice, /bin/nice 명령 – nice 수치 변경 - 책 참조 pp. 335~338 • priocntl 명령 –프로세스 우선 순위 변경 - 책 참조 pp. 338~339 시스템 자원 관리

16. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • kill –프로세스를 죽이는 명령 • Synopsis : kill [-signal] pid(s) • 프로세스 종료시에는 자식 프로세스도 죽여야 한다. • 포그라운드 프로세스는 죽이고 백그라운드 프로세스는 잠시 멈추게 한다. • killall –해당 명령과 같은 그룹의 모든 프로세스를 죽인다. • Synopsis : killall [-signal] procname 시스템 자원 관리

17. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • 죽지 않는 프로세스 • 좀비 상태의 프로세스 • 이용이 불가능한 NFS 자원을 기다리는 프로세스 • 어떤 장치가 어떤 연산을 종료하기를 기다리는 아직 존재하지 않는 프로세스 • 프로세스 일시 중지 및 재시작 • STOP, CONT 시그널 • Ctrl-z 시스템 자원 관리

18. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • AIX의 스케줄러 구성 • priority = min + nice + (current * 16 / 32) • 10ms마다(1clock) CPU 제어하의 프로세스 current+1 • 1초마다 모든 프로세스 current 값 감소 • 최근에 사용된 프로세스의 priority 값을 증가시키고, 기다리고 있던 프로세스의 priority 값 감소시킴. • schedtune 명령 –스케쥴링 인자들의 값 변경 시스템 자원 관리

19. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • Solaris/V.4의 스케줄러 구성 • Solaris의 프로세스 구성 : 실시간, 시분할, 시스템 Global Priority Class Specific Priority 59 159 Real-Time priorities 40 100 System priorities 60 20 Time-Sharing priorities -20 0 시스템 자원 관리

20. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • dispadmin 명령 –스케줄러 관리자 • priocntl 명령 –지정된 프로세스에 대해 스케줄링 파라미터를 보여주거나 수정한다. 시스템 자원 관리

21. 3. CPU 사용 관리와 프로세스 통제(cont’d) • at 명령 - 특정 시간에 실행되는 명령을 나타냄 • batch - ‘at’으로 지정된 명령 이후의 명령들이 순차적으로 실행되기 위해 저장되는 큐(queue)를 제공한다. • queuedefs 파일이 있는 디렉토리 • SunOS : /var/spool/cron • Solaris, IRIX : /etc/cron.d • AIX, Digital-Unix, HP-UX 10 : /var/adm/cron • Linux : don’t use • q.xjynzw 시스템 자원 관리

22. 4. 메모리 관리 • 메모리 크기 결정시 하나의 큰 작업 뿐 아니라 매일 사용되는 전형적인 작업들의 합도 고려해야 한다. • 페이징, 스와핑 : 프로세스들이 요구하는 메모리 총량이 실제 메모리 양을 초과할 때의 메모리 분배 • swapping : 하나의 프로세스 전부를 디스크에 기록함으로서 자신의 메모리를 모두 비우는 것 • paging : 프로세스의 메모리 영역을 페이지 단위로 디스크에 옮기는 것 시스템 자원 관리

23. 4. 메모리 관리(cont’d) • 메모리 사용과 페이징 상태 모니터 • vmstat 명령 • System V의 sar 명령 • 현재 시스템의 메모리 양 검사 • SunOS의 /var/adm/messages 이용 • IRIX의 hinv 명령 • AIX의 lsattr 명령 • pagesize 명령 시스템 자원 관리

24. 4. 메모리 관리(cont’d) • 가상 메모리 관리자(AIX) • schedtune, vmtune 시스템 자원 관리

25. 4. 메모리 관리(cont’d) • 사용자의 페이징 공간 요구 증가 • 페이지가 실제로 쓰여지지 않을 때 페이징 공간을 할당하지 않는 시스템 • 많은 메모리를 필요로 하는 작업, 특히 • 시스템이 같은 시간에 하나 이상의 작업을 해야 할 때 • 프로그램 자체가 매우 클 때 • 동시에 수행되는 작업의 수가 많을 때 • 기타(네트워크 트래픽 등) 시스템 자원 관리

26. 4. 메모리 관리(cont’d) • 각 OS의 페이징 관련 명령 시스템 자원 관리

27. 4. 메모리 관리(cont’d) • 페이징 공간 활성화 • swapon –a (SunOS, HP-UX, Digital-Unix, Linux) • swapadd (solaris) • swap –m (IRIX) • swap –a (System V) • swapon –a (AIX) 시스템 자원 관리

28. 4. 메모리 관리(cont’d) • 새로운 페이징 공간 만들기 • 모든 파일 시스템을 백업하고, 백업한 장치를 읽을 수 있는지 검사(10장 참조) • 물리 디스크 구조 재설정(9장 참조) • 새로운 파일시스템 생성(9장 참조) • 새로운 파일시스템에 재저장(10장 참조) • 스와핑 공간 활성화(다음 단락 참조) 시스템 자원 관리

29. 4. 메모리 관리(cont’d) • 파일시스템 페이징 • mkfile (SunOS, IRIX, solaris) • swap –a (IRIX, solaris) • swapon –l (HP-UX) • mkps, chps (AIX) • swap –p : 페이징 영역에 우선순위 할당 • IRIX의 가상 스왑 공간 • /.swap.virtual • swap –l 명령으로 알 수 있다. 시스템 자원 관리

30. 4. 메모리 관리(cont’d) • 스왑 공간의 고갈 • AIX에서 vmtune 명령을 이용하여 대처 가능 • 페이징 공간의 제거 • swap –d 명령 (System V) • rmps (AIX), 재부팅을 해야 확인 가능 - /etc/fstab의 해당 라인 제거 (기타) 시스템 자원 관리

31. 4. 메모리 관리(cont’d) • 공유 메모리 세그먼트의 제거 • ipcs 명령 –메시지 큐의 상태, 공유 메모리 세그먼트, 신호기 상태를 나타냄 • 제거시에는 ipcrm 명령 사용 시스템 자원 관리

32. 5. 디스크 입/출력의 성능 향상 문제 • 디스크 입/출력에 영향을 주는 요소 • 디스크가 나누어지는 방법(디스크 제어기) • 사용 가능한 디스크에 자료를 분배하는 계획 • 디스크의 물리적인 위치 • 파일 시스템 단편화는 입/출력 성능을 저하시킴 • 큰 파일에 대한 순차적인 접근은 파일이 인접할 때 효과적이다. • 디스크 드라이브 중앙 부분에 큰 파일이 위치할 때 최고의 성능을 보여줌 시스템 자원 관리

33. 5. 디스크 입/출력의 성능 향상 문제(cont’d) • AIX의 순차적인 읽기 우선 파라미터들 • 접근 방식을 결정하면 읽기 우선 조작 수행 • 2의 제곱 만큼의 페이지를 읽는다. • 프로세스가 이미 디스크에서 읽은 데이터를 요구할 경우 더욱 빨리 실행될 수 있다. • vmtune 명령의 –r, -R 옵션을 이용한다. 시스템 자원 관리

34. 5. 디스크 입/출력의 성능 향상 문제(cont’d) • AIX의 디스크 입/출력 페이싱 파라미터 • 아주 큰 입/출력 연산시 이 입/출력이 끝날 때까지 기다려야 하는 문제점 해결 • maxpout, minpout 파라미터 이용 • chdev 명령 사용 • 한 프로세스가 maxpout에 도달해 있거나 쓰기 연산을 계속하면, 펜딩 요구가 minpout로 떨어질 때까지 중단된다. 시스템 자원 관리

35. 6. 자유 이용 가능한 모니터 유틸리티 • AIX의 monitor all 시스템 자원 관리

36. 7. 디스크 공간 사용 관리 • df 명령 –파일 시스템 통계 표시 시스템 자원 관리

37. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • du 명령 : 디스크 사용에 대한 보고서 시스템 자원 관리

38. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • quot 명령 –사용자에 의해 보고서 사용 • 디스크 공간 문제 해결 • 다른 디스크를 하나 더 산다. • 빈 공간이 있는 디스크를 마운트 • 필요 없는 파일 삭제 • 자주 사용되지 않는 파일 압축 • 사용자들에 대한 더 이상 사용되지 않는 파일의 백업, 압축 및 삭제 요구 • 일정 기간 동안 사용하지 않은 파일 삭제 시스템 자원 관리

39. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • 낭비되는 공간 검색/삭제에 쓰이는 find • find / –atime +60 –print • find / -name “.BAK*” –o –name “*~” –print • find / /bio / corp –atime +7 \(-name “.BAK*” \ -o –name “*~” \) –type –exec rm –f {} \; 시스템 자원 관리

40. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • 로그 파일 크기 제한 • 관련된 파일 • /usr/adm, 혹은 /var/adm 밑의 로그 파일 • /etc/default 안의 로그 파일 • /etc/syslog.conf • /var/adm/acct/sum, /var/adm/acct/fiscal(System V) • /usr/crash • 기타 여러 파일(책 p.382 참조) 시스템 자원 관리

41. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • 시스템 로그 파일의 관리(pp.383~384) • 파일이 커짐에 따라 직접 잘라내는 방법 • 작은 부분의 현재 logging 정보 유지 • 여러 버전의 예전 로그 파일 유지 시스템 자원 관리

42. 7. 디스크 공간 사용 관리(cont’d) • AIX의 skulker 스크립트 • 정크 파일의 오래된 큐잉 시스템의 스풀링 영역 제거 • /tmp와 /var/tmp의 하루 이상 된 파일 제거 • 오래된 새 파일 제거(45일 이상) • 다양한 파일 제거(파일 형태 추가 가능) • cron을 통해 오후 3시에 실행됨 시스템 자원 관리

43. 8. 디스크 할당으로 디스크 사용 조절 • 디스크 할당제 • 사용자가 사용할 디스크 용량을 관리자가 제한 • 운영체제는 각각의 사용자 디스크 공간과 각 파일 시스템을 사용하고 있는 inode를 각 사용자의 할당량을 분리해서 관리 • Hard limit과 soft limit이 있다. 시스템 자원 관리

44. 8. 디스크 할당으로 디스크 사용 조절(cont’d) • 할당제를 위한 파일시스템 준비 • /etc/fstab 내의 quota 키워드 추가(BSD) Ex) /dev/sdld /chem 4.2 rw, quota 1 2 • rq의 마지막 필드를 rw로 변경(System V) Ex) /dev/dsk/cldls2/ /dev/rdsk/cldls2 /chem ufs 1 yes rq • /etc/filesystems에 파일시스템 항목 추가 Ex) quota = userquota, groupquota 시스템 자원 관리

45. 8. 디스크 할당으로 디스크 사용 조절(cont’d) • edquota • 각 사용자에 대해 파일시스템의 할당 조절 • 사용자 사이에 할당 설정 복사(-p) • 만기된 기간에 소프트 한도 설정(-t) • quotaon • 할당 시스템을 활동하게 하거나 할당 점검 Cf) quotaoff : 할당 해지 • Quotacheck –연속적인 할당 점검 시스템 자원 관리

46. 8. 디스크 할당으로 디스크 사용 조절(cont’d) • repquota • 지정된 파일시스템의 현재 할당 출력 • 여러 파일 시스템의 할당 출력 • quota • 각 사용자에 할당되어 있는 것에 대해 현재 디스크의 채워질 용량 결정 Cf) 지금까지의 모든 명령은 그룹에서 가능하다(AIX, Digital UNIX, Linux) 시스템 자원 관리