OS 커널 (OS Kernel)

단순히 기능을 개발하는 것을 넘어 데이터의 흐름과 시스템의 동작을 이해하고 싶어 인프라 공부를 시작합니다.
정리된 내용은 “그림으로 공부하는 IT 인프라 구조”를 기반으로 합니다.

OS 커널의 역할

한마디로 정리하면 ‘뒤에서 무슨 일이 벌어지는지 은폐하면서 편리한 인터페이스를 제공하는 것’ 이라고 할 수 있음. 모든 작업을 접수받고(인터페이스 역할), 작업을 위한 순서나 저장 공간 등을 스스로 제어하여 관리한다.

1) 시스템 콜 인터페이스

프로세스/스레드 -> 커널 간 인터페이스

애플리케이션이 OS에 작업을 명령하는 것을 “시스템 콜”이라 한다. 즉, 애플리케이션이 명령을 내릴 수 있도록 인터페이스를 제공하고, 이러한 명령을 전달하는 것이 커널의 역할이다.

ex) 애플리케이션이 디스크 데이터를 읽거나 네트워크 통신 작업을 원할 경우, 애플리케이션 -> 커널 -> 디스크/NIC 의 흐름으로 작업이 진행됨

2) 프로세스 관리

프로세스가 사용하는 CPU 코어를 관리

ex) 언제, 어떤 프로세스가 어느 정도의 CPU 코어를 사용할 것인지? 다양한 프로세스 간 처리 우선순위는 어떻게 결정할 것인지?

3) 메모리 관리

프로세스가 사용하는 물리 메모리 공간을 관리

ex) 프로세스가 사용하는 독립된 물리 메모리 공간을 확보하여 제공

4) 네트워크 스택

외부 서버와 통신하기 위한 NIC로 요청을 전송

5) 파일 시스템 관리

파일 시스템 사용을 위한 인터페이스를 제공

ex) 디렉터리 구조 제공, 액세스 관리, 고속화, 안정성 향상 등

6) 장치 드라이버

물리 장치 사용을 위한 인터페이스를 제공

컴퓨터 내부의 각각의 물리 장치(NIC, 디스크 등)는 여러 하드웨어 제조사 제품이 조합되어 있으므로 모두 사용/관리 방법이 다름. 커널은 장치 드라이버를 이용하여 모든 물리 장치를 은폐하고 하나의 인터페이스를 제공하여 애플리케이션이 쉽게 이용할 수 있게 돕는다.