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프로세스(process)는 컴퓨터에서 실행되고 있는 프로그램을 말하며, CPU 스케줄링의 대상이 되는 작업(task)라는 용어와 거의 같은 의미로 쓰인다. 프로그램이 메모리에 올라가면, 프로세스가 되는 인스턴스화가 일어나고, 이후 운영체제의 CPU 스케줄러에 따라 CPU가 프로세스를 실행한다. 여기서 인스턴스화는 응용 프로그램을 메모리에 올린 것이다. 예를 들어, 메모장을 실행하면 메모장 프로그램이 메모리에 올라가서, 인스턴스화 되어 메모장이 실행되는 프로세스가 되는 것이다. 프로세스와 컴파일 과정 프로그램을 만드는 과정은 언어마다 다를 수 있다. 컴파일 언어인 C 언어 기반의 프로그램을 기준으로 설명하면, 컴파일러가 컴파일 과정을 통해 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역하여 실행할 수 있는 파일을 ..

메모리는 한정되어 있기 때문에 스와핑이 많이 일어나며, 페이지 교체 알고리즘을 기반으로 스와핑이 일어난다. 필요한 페이지가 메모리에 없을 때 페이지 폴트가 발생하고, 저장 매체에서 해당 페이지를 찾아 빈 프레임에 로딩해야 하는데, 이때 빈 프레임이 없을 경우, 희생 당할 프레임(victim frame)을 고르는 알고리즘이 페이지 교체 알고리즘이다. 페이지 교체 알고리즘은 효율적인 스와핑을 통해 페이지 폴트를 줄이는 것을 목표로 한다. FIFO(First In First Out) 가장 먼저 온 페이지를 교체 영역에 가장 먼저 놓는 방법이다. 구현은 간단하지만 성능이 좋진 않다. 페이지가 올라온 순서를 따로 저장하거나, 큐를 이용해서 저장할 수 있다. LRU(Least Recently Used) 참조가 가장..

메모리에 프로그램을 할당할 때는 시작 메모리 위치, 메모리의 할당 크기를 기반으로 할당하는데, 연속 할당과 불연속 할당으로 나뉜다. 연속 할당 연속 할당은 메모리에 '연속적으로' 공간을 할당하는 것을 말한다. 앞의 그림처럼 프로세스 A, 프로세스 B, 프로세스 C가 순차적으로 메모리에 공간을 할당하는 것을 볼 수 있다. 이는 메모리를 미리 나누어 관리하는 고정 분할 방식과 매 시점마다 프로그램의 크기에 맞게 메모리를 분할하여 사용하는 가변 분할 방식이 있다. 고정 분할 방식(fixed partition allocation) 메모리를 정해진 개수만큼 미리 분할하여 관리하는 방식이다. 분할한 영역들의 크기는 각각 다를 수도 있고 클 수도 있다. 분할한 영역당 하나의 프로세스를 할당하기 때문에 동시에 메모리에..

운영체제의 대표적인 할 일 중 하나인 메모리 관리에 관련해서 포스팅해보려 한다! 운영체제는 컴퓨터 내의 한정된 메모리를 효율적으로 관리해야 한다. 가상 메모리(Virtual Memory) 가상 메모리는 메모리 관리 기법의 하나로, 컴퓨터가 실제로 이용 가능한 메모리 자원을 추상화해서 이를 사용하는 사용자에게 매우 큰 메모리로 보이게 만드는 것을 말한다. 즉, 사용자에게 메모리가 실제 메모리보다 많아 보이게 하는 기술다. 어떤 프로세스가 실행될 때 메모리에 해당 프로세스 전체가 올라가지 않더라도 실행 가능하다는 점에서 고안되었다. 프로세스를 실행할 때 실행에 필요한 일부만 메모리에 로드하고 나머지는 디스크에 두는 것이다. 이때 가상적으로 주어진 주소를 '가상 주소(Logical address)'라 하며, ..

HTTP/1, HTTP/2와 함께 웹에서 정보를 교환하는데 사용되는 HTTP의 세 번째 버전이다. TCP 위에서 돌아가는 HTTP/2와 달리 HTTP/3는 QUIC라는 계층 위에서 돌아가며, TCP 기반이 아닌 UDP 기반이다. 또, HTTP/2의 장점이었던 멀티플렉싱을 가지고 있고, 초기 연결 설정 시 지연 시간이 짧다는 장점이 있다. 초기 연결 설정 시 지연 시간 감소 QUIC는 TCP를 사용하지 않기 때문에, 통신을 시작할 때 3 way handshake 과정을 거치지 않는다. QUIC은 첫 연결 설정에 1-RTT만 소요되고, 클라이언트가 서버에 어떤 신호를 한 번 주고 서버가 그 신호에 응답하기만 하면 바로 본 통신을 시작할 수 있다. QUIC은 순방향 오류 수정 메커니즘(FEC, Forward ..

HTTP/2는 HTTPS 위에서 동작한다. HTTPS는 애플리케이션 계층과 전송 계층 사이에 신뢰 계층인 SSL/TLS 계층을 넣은 신뢰할 수 있는 HTTP 요청을 말한다. 이를 통해 통신을 '암호화'한다. SSL(Secure Socket Layer) / TLS(Transport Layer Security protocol) SSL은 SSL 1.0 -> SSL 2.0 -> SSL 3.0 -> TLS 1.0 -> TLS 1.3까지 버전이 올라가면서 마지막으로 TLS로 명칭이 변경되었지만, 보통 이를 합쳐서 SSL/TLS로 부른다. 이 포스팅에선 최신 버전인 TLS 1.3을 기반으로 알아보고자 한다. SSL/TLS는 전송 계층에서 보안을 제공하는 프로토콜이다. 클라이언트와 서버가 통신할 때 SSL/TLS를 통..

HTTP/2는 SPDY 프로토콜에서 파생된 HTTP/1.x보다 지연 시간을 줄이고, 응답 시간을 더 빠르게 할 수 있으며 멀티플렉싱, 헤더 압축, 서버 푸시, 요청의 우선순위 처리를 지원하는 프로토콜이다. * SPDY 프로토콜 : HTTP 1.1의 여러 문제점을 개선하기 위해서 구글이 개발한 비표준 개방형 프로토콜 https://ko.wikipedia.org/wiki/SPDY SPDY - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 위키백과, 우리 모두의 백과사전. SPDY(스피디/speedy/로 발음)[1]는 웹 콘텐츠를 전송할 목적으로 구글이 개발한 비표준 개방형 네트워크 프로토콜이다. SPDY는 웹 페이지 부하 레이턴시를 줄이고 웹 ko.wikipedia.org 멀티플렉싱 멀티플렉싱이란 여러 개의 스트림을 사용..

HTTP/1.0에서 발전한 것이 HTTP/1.1이다. HTTP/1.0처럼 데이터를 주고받을 때마다 TCP 연결을 하는 것이 아니라, 한 번 TCP를 초기화한 후에 'keep-alive'라는 옵션으로 여러 개의 파일을 송수신할 수 있게 바뀌었다. 이를 '파이프라이닝'이라 한다. 파이프라이닝은 브라우저가 웹 서버에 여러 개의 콘텐츠를 요청했을 때, 이전 요청에 대한 응답을 완전하게 받지 않더라도 지속적 연결로 확보한 하나의 TCP 연결 내에서 미리 다음 요청에 대한 처리를 시작하면서 전체적인 전달 시간을 줄이는 방식이다. 참고로, HTTP/1.0에도 keep-alive 옵션은 있었지만 표준화되어 있지 않았고, HTTP/1.1부터 표준화되어 기본 옵션으로 설정되었다. 위 그림처럼, TCP 초기화가 된 이후엔 ..

기본적으로 HTTP는 애플리케이션 계층으로서 웹 서비스 통신에 사용된다. HTTP/1.0에서 HTTP/3까지 발전했는데, HTTP/1.0부터 HTTP/3까지 하나씩 알아보고자 한다. HTTP / 1.0 HTTP/1.0은 기본적으로 한 연결당 하나의 요청을 처리하도록 설계되었다. 이러한 설계 때문에 RTT의 증가를 불러왔다. * RTT : 패킷이 목적지에 도달하고 나서 다시 출발지로 돌아오기까지 걸리는 시간. 즉, 데이터가 전송되는 데 걸리는 시간과 해당 데이터의 수신 확인에 소요되는 시간을 더한 값이다. 서버로부터 파일을 가져올 때마다 TCP의 3-way handshake를 계속해서 하기 때문에 RTT가 증가하는 단점이 있다. RTT의 증가를 해결하기 위한 방법 매번 연결할 때마다 RTT가 증가하면서 서..

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜이다. 이 기술을 통해 네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있다. 많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있으며 이를 통해 대부분의 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당한다. NAT(Network Address Translation) 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안, 패킷의 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법이다. IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소를 모두 감당하지 못하는 단점이 있는데, 이를 해결하기 위해 NAT로 공인 IP와 ..