리눅스 :: 파티션과 디스크, 부트로더

파티션

/proc/partitions

→  파티션 상태 정보 확인 가능

 

주 파티션, 확장 파티션, 논리 파티션, 스왑 파티션 이 있다.

→ 주 파티션은 부팅이 가능한 기본 파티션이며, 최대 4개까지 분할 가능함

→ 파티션이 4개 이상이 필요한 경우 4개중 1개를 확장 파티션 (1~4번) 으로 설정하여 운용

→ 주 파티션을 4개 이상 생성하여야 확장 파티션 사용 가능

      * 참고: 확장파티션 자체는 데이터 저장 불가

→ 확장 파티션 안에 여러 개의 논리 파티션 (5번 이후의 번호) 을 분할하여 데이터 저장

→ 확장 파티션은 물리적 디스크 1개당 단 1개만 생성할 수 있음 (저장X, 논리 파티션 생성용도)

→ 논리파티션은 확장파티션 안에서 만들어지는 실제 사용 가능한 파티션이며

     개수 제한은 사실상 없음 (Windows에서는 D:, E:, F:… 식)

→ 스왑 파티션의 ID번호는 82, LVM은 8e , RAID는 fd 이다.

    * ID번호 ? MBR(Master Boot Record) 파티션 테이블에서 각 파티션의 타입(Type)

→ 스왑 영역의 반대개념으로 RAM Drive (=RAM Disk 가 있다.)

 

 

 

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디스크와 장치

형식

/dev/hd a 3

sd	SCSI 또는 usb
hd	IDE 또는 ATA

a	마스터
b	슬레이브

 

 

디바이스명

→ 파티션 생성 후 마운트 시 지정

Master: 케이블에 연결된 첫 번째 장치 (우선 순위가 높은 장치)

Slave: 케이블에 연결된 두 번째 장치 (보조 장치)

Primary Master	1번 포트, 첫 번째 장치	보통 부팅 디스크로 사용
Primary Slave	1번 포트, 두 번째 장치	보조 디스크
Secondary Master	2번 포트, 첫 번째 장치	CD-ROM 드라이브 등에 사용
Secondary Slave	2번 포트, 두 번째 장치	추가 HDD 등

→ Master/Slave는 단순히 주소(위치) 구분 역할일 뿐이며, 성능 등 다른 차이는 없다.

 

디바이스 종류		디바이스명
플로피 디스크	첫 번째	/dev/fd0
	두 번째	/dev/fd1
SCSI 디스크	첫 번째	/dev/sda
	두 번째	/dev/sdb
CD-ROM	SCSI CD-ROM	/dev/scd0
		/dev/sr0
IDE 디스크	Primary - Master	/dev/hda
	Primary - Slave	/dev/hdb
	Secondary - Master	/dev/hdc
	Secondary - Slave	/dev/hdd
XT 디스크	첫 번째	/dev/xda
	두 번째	/dev/xdb

 

 

 

파티션과 디스크 예시로 이해하기

연결 단계 (IDE 구조)

Primary Master: HDD1 (운영체제 설치용)

Primary Slave: HDD2 (데이터 저장용)

Secondary Master: CD-ROM

…..

 

 

파티션 단계 (HDD1 내부 구조)

주파티션1: C: (운영체제 설치)

주파티션2: D: (추가 데이터)

확장파티션: 나머지 공간

→ 논리파티션1: E: (문서 저장)

→ 논리파티션2: F: (멀티미디어 저장)

       참고) IDE 연결 구조(Primary/Slave)는 하드웨어 한계점에서 출발한 개념

→ 지금은 SATA, NVMe로 넘어가면서 없어졌음 (이론적으로 참고만 하면 될 듯하다.)

 

 

 

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RAID

RAID 0	스트라이핑, 최소2개 이상, 입출력 동시진행
RAID 1	미러링
RAID 2	스트라이핑, 기록용/복구용 별도, 해밍코드사용, 실무에서 사용되지 않음
RAID 3	스트라이핑, 패리티, 디스크최소 3개 이상 필요 패리티 디스크 ( Byte 단위 )
RAID 4	RAID 3 과 유사 + 2개 이상의 데이터디스크 패리티 디스크 ( Block (섹터) 단위 )
RAID 5	스트라이핑, 디스크마다 패리티 정보 가짐(병목현상 ↓), 실무에서 많이 사용 Block (섹터) 단위 저장, 쓰기 작업이 많지 않은 경우 적합
RAID 6	RAID 5 확장, 듀얼 패리티 → 무정지성 최소 4개 이상의 드라이브 필요
RAID 0+1	스트라이핑 후 미러링, 속도빠름, 복구 오래 걸림
RAID 1+0	미러링 후 스트라이핑, 손실된 데이터만 빠른 복원 가능 → 운영상 유리

 

 

 

 

 

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부트 매니저

리눅스 부팅 과정

PC Booting

BIOS → MBR (마스터 부트 레코드)

 

Linux Booting

BOOT Loader (GRUB) → Kernel → Systemd → Login Shell

 

 

 

바이오스 (BIOS)

ROM 에 저장되어 있음. 하드웨어의 상태를 확인함

MBR 에는 Boot Code와 Partition Table에 대한 정보를 가지고 있음.

 

 

 

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부트로더 (부트 매니저)

디스크 또는 플래시에 저장된 운영체제를 읽어 주기억장치에 적재해 주는 프로그램

운영체제 실행에 필요한 환경을 설정하고 이미지를 메모리에 복사함

크기가 512 Byte 로, 하드디스크의 첫 번째 섹터인 MBR (마스터 부트 레코드) 에 위치함

→ MBR : 부트 매니저 프로그램과 파티션 정보를 저장함

주 파티션마다 부트 섹터가 할당되며, 분할된 주 파티션들은 자신의 부트 레코드를 MBR에 기록하여 실행된다.

 

 

LILO 와 GRUB

→ x86 아키텍처에서 많이 사용되는 부트로더

→ System 전원 공급시 ROM-BIOS 에서 시스템 제어권을 가지고 장착된 HW에 대한 기본적인 점검과 인식을 수행함.

→ ROM BIOS 는 MBR 에 있는 Boot Loader 에게 제어권을 넘김

 

 

 

GRUB

대화형 설정이므로 커널의 경로와 커널 이미지 파일명만 알면 부팅할 수 있다.

부트 정보를 사용자가 임의로 변경해 부팅 가능하다

	GRUB 1 (Legacy)	GRUB 2
설정 파일	/boot/grub/menu.list	/boot/grub2/grub.cfg
파티션	파티션 0부터 시작	파티션 1부터 시작
root 파티션 지정	root (hd0,0) → root 파티션 위치 지정	set root=(hd0,msdos1)
커널 이미지 설정	kernel=옵션	linux=옵션
환경 설정 파일	/boot/grub.grub.conf /etc/grub.conf (링크 파일)	/boot/grub2/grub.cfg (Read-Only) → 최종 실행 파일 /etc/grub2.cfg (링크 파일)
기타 파일 및 명령어	kernel/boot/vmlinuz → 커널에 전달할 인수 지정 옵션 initrd/boot/initrd → 이미지 파일의 경로 지정 옵션	명령어 grub2-mkconfig → 설정 내용 적용 함 /etc/default/grub → grub.cfg를 생성할 때 반영됨 /etc/grub.d → grub.cfg를 생성할 때 자동 실행되는 스크립트 모음

 

전체 흐름 (GRUB 2 기준)

ⓐ 관리자가 /etc/default/grub 과 /etc/grub.d/* 파일을 수정 및 적용함

ⓑ grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg 수행

ⓒ /etc/default/grub (사용자 정의 기본 설정 파일) + /etc/grub.d/* (자동 실행 스크립트)

     → 최종 grub.cfg 생성됨

          참고 ) /etc/grub2.cfg는 단순 링크 (실제 부팅에 쓰이는 건 /boot/grub2/grub.cfg)

[관리자 편집]
   └─ /etc/default/grub   ← 기본 설정
   └─ /etc/grub.d/*       ← 스크립트 (부트 메뉴 항목들)

[자동 생성]
   └─ grub2-mkconfig ───▶ /boot/grub2/grub.cfg
                            ↑
                            └─ /etc/grub2.cfg (심볼릭 링크)

 

 

GRUB 2 사용자 정의 기본 설정 파일

[root@localhost /]# cat /etc/default/grub

GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$<,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

GRUB_TIMEOUT	자동 부팅 시간 설정 (초 단위)
GRUB_DISTRIBUTOR	부팅 화면의 각 엔트리 앞에 명시되는 이름 지정
GRUB_DEFAULT	GRUB 2 의 기본 부트 엔트리 지정 시 사용
GRUB_DSABLE_SUBMENU	서브 메뉴 사용 여부 설정
GRUBGRUB_TERMINAL_OUTPUT	GRUB 표시 방법을 명시(gfxterm 는 GUI, console)
GRUB_CMDLINE_LINUX	부팅시 커널에 전달할 파라미터 지정
GRUB_DISABLE_RECOVERY	Recovery mode 화면 명시 유무 표시

 

 

GRUB 2 작업 모드

명령 모드: 초기화면에서 ‘c’

편집 모드: 초기화면에서 ‘e’ , 키로 여러 기능 사용 가능

a (append) → grub.conf 에서 커널과 관련된 매개변수 추가

b (boot) → 선택된 부트메뉴로 부팅

e (edit) → 부트메뉴 명령어 편집

c (command) → 대화식

o , O (open) → 커서 다음, 앞 행에 새로운 행 삽입

d (delete), ESC 등

 

 

 

 

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커널 초기화

커널은 장치 검사 등 기본적인 초기화 과정이 끝나면 프로세스와 스레드를 생성함

→ 커널 프로세스 (스케줄링, 메모리 관리) : [ ] 표시되어 일반 프로세스와 구분됨

→ 커널 프로세스가 생성되면 작업이 마무리되며 system 서비스 동작됨

 

 

Systemd

기존 init 스크립트를 대체한 것

/etc/inittab

→ 호환성 때문에 설정파일은 유지하나 systemd를 사용

 

 

Linux 시스템의 런레벨 (시스템의 7가지 상태)

→ init은 이 런레벨에 따라 해당하는 셀 스크립트를 실행함

→ init 프로세스가 실행하는 스크립트 파일 위치 ? /etc/rc.d/init.d 디렉터리

→ 런레벨 확인 명령어 runlevel

런레벨	의미	관련 스크립트
0	시스템 종료	/etc/rc0.d
1, S	단일 사용자 모드	/etc/rc1.d
2	다중 사용자 모드 (NFS 실행X)
3	다중 사용자 모드
4	사용하지 않음 (예비 번호)
5	X11 상태로 부팅 (GUI)
6	재시작

 

 

 

 

 

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Systemd 서비스와 런레벨

런레벨 관련 파일

/usr/lib/system/system

 

장점

소켓 기반으로 동작하여 inetd 와 호환성을 유지함

셀과 독립적으로 부팅 가능

마운트와 fsck (복구 용도) 제어가 가능

시스템 상태 스냅숏 유지

SELinux 와의 통합이 가능

→ SELinux : 정책 기반 제어 커널 보안 모듈 (추가적인 보안 레이어)

서비스에 시그널을 전달 가능

셧다운 전 세션의 안전한 종료 가능

Systemd 는 시스템 관리시 ‘유닛(Unit)’ 을 사용함

→ 서비스명.유닛종류 형태로 관리 대상 이름을 사용함

 

 

유닛	기능	예
service	데몬 시작/종료/재시작/로드	atd.service
target	유닛 그루핑 multi-user.target → 런레벨5	basic.target
automount	자동 마운트 포인트 관리	proc-sys-fs-binfmt_misc.automount
device	장치 트리에 있는 장치 관리	sys-module-fuse.device
mount	마운트 포인트 관리	boot.mount
path	경로 관리	cups.path
scope	외부에서 생성된 프로세스 관리	init.scope
slice	시스템의 프로세스를 계층적으로 관리함	system-getty.slice
socket	소켓 관리 유닛 소켓 스트림과 데이터그램, FIFO 지원	dbus.socket
swap	스왑 장치 관리	dev-mapper-fedora\x2dswap.swap
timer	타이머 관련 기능 관리	dnf-makecache.timer

 

 

 

Systemd 기반 서비스 제어 명령어

systemctl -a | status | stop | start | restart

 

 

런레벨과 target 유닛

→ systemd가 도입되면서 런레벨 개념이 target 단위로 대체됨

런레벨	target 파일 (심볼릭 링크)	target 원본 파일
0	runlevel0.target	poweroff.target
1	runlevel1.target	rescue.target
2	“	multi-user.target
3	“
4	“
5	“	graphical.target
6	“	reboot.target

 

 

 

target - 런레벨 관련 명령

명령	설명	예
systemctl get-default	현재 타겟 확인	동일
systemctl get-default <타겟>.target	기본 타겟(레벨) 지정	systemctl get-default rescue.target systemctl get-default multi-user.target systemctl get-default graphical.target
systemctl isolate 런레벨	타겟(레벨) 변경	systemctl isolate rescue 또는 systemctl isolate runlevel1
init , telinit	런레벨 변경	init 1 init S