{ "schema_version": "1.0", "document": "docs/virtualization/final/document.md", "document_sha256": "8c4ecc64c8cea9a4450ed7131fdd9cb2048dc092b66cd969f6346ed77887c210", "line_count": 18396, "line_number_space": "canonical-source-with-managed-blocks-collapsed", "anchor": { "kind": "heading", "value": "128. 전체 구조", "line": 5817 }, "current_section": { "heading": { "line": 5817, "level": 2, "text": "128. 전체 구조" }, "start_line": 5817, "end_line": 5895, "text": "## 128. 전체 구조\n\n```text\n [Guest Userspace]\n\n PostgreSQL / Keycloak\n │\n read / write\n fsync / sync\n ▼\n\n [Guest Kernel]\n\n VFS\n ↓\n ext4 / XFS\n ↓\n Guest Page Cache\n │\n writeback\n ↓\n Guest Block Layer\n │\n WRITE / FLUSH / etc.\n ↓\n /dev/vda\n ↓\n virtio-blk Frontend\n ↓\n virtqueue\n\n════════════════════ VM Boundary ════════════════════\n\n [Host Userspace]\n\n QEMU\n │\n virtio device/backend\n ↓\n QEMU Block Layer\n ↓\n ┌────────────┼─────────────┐\n ↓ ↓ ↓\n qcow2 RAW Block Device\n │ │ │\n └────────────┼─────────────┘\n ↓\n\n [Host Kernel]\n\n Host Page Cache\n (cache mode에 따라)\n ↓\n Host Filesystem\n ↓\n Host Block Layer\n ↓\n blk-mq\n ↓\n I/O Scheduler\n ↓\n NVMe Driver\n ↓\n\n [Hardware]\n\n NVMe Controller\n ↓\n Device-side Cache\n ↓\n Non-volatile Media\n```\n\n핵심 문장은 다음과 같다.\n\n> Guest는 `/dev/vda`를 실제 block device처럼 보지만, Host에서는 그 disk가 qcow2 파일, RAW 파일, 또는 실제 block device에 연결되어 있을 수 있다.\n\n---\n" }, "previous_section": { "heading": { "line": 5792, "level": 2, "text": "127. 문서 목적" }, "start_line": 5792, "end_line": 5816, "text": "## 127. 문서 목적\n\n이 문서는 QEMU/KVM 기반 VM에서 **Guest 애플리케이션의 `write()`/`fsync()`가 실제 Host의 물리 SSD/NVMe까지 어떻게 내려가는지**를 하나의 일관된 경로로 설명한다.\n\n핵심 대상은 다음과 같다.\n\n- Guest VFS / ext4·XFS\n- Guest Page Cache / Writeback\n- Guest Block I/O Layer\n- `/dev/vda`\n- `virtio-blk` / `virtqueue`\n- QEMU virtio device/backend\n- qcow2 / RAW / Host block device\n- Host Page Cache / Direct I/O\n- Host Filesystem / Block Layer / blk-mq\n- I/O Scheduler\n- NVMe Driver / Physical NVMe\n- `write()`, `fsync()`, FLUSH\n- QEMU cache mode\n- Storage contention\n\n이 문서는 Storage 가상화의 **핵심 실행 경로와 운영상 중요한 문제**를 다룬다. qcow2 내부 L1/L2 table, blk-mq tag allocator, NVMe submission/completion queue 같은 세부 구현은 필요 시 별도 문서에서 다룬다.\n\n---\n" }, "next_section": { "heading": { "line": 5896, "level": 2, "text": "129. 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Guest Application: `read()` / `write()`에서 시작\n\nVM 안의 PostgreSQL이나 Keycloak 같은 process는 SSD나 `virtio-blk`를 직접 다루지 않는다.\n\n예를 들어 PostgreSQL이 파일에 데이터를 기록하면 개념적으로 다음 system call을 사용한다.\n\n```c\nwrite(fd, buffer, size);\n```\n\n```text\n[Guest Userspace]\n\nPostgreSQL\n │\n │ write()\n ▼\n\n════════ System Call ════════\n\n[Guest Kernel]\n\n VFS\n```\n\n즉 애플리케이션은 저장장치를 직접 조작하는 것이 아니라 Guest Linux Kernel에 파일 연산을 요청한다.\n\n대표적인 파일 관련 system call:\n\n```text\nopen()\nread()\nwrite()\nclose()\nfsync()\n```\n\n이 시점에는 아직 QEMU, qcow2, Host NVMe가 등장하지 않는다.\n\n---\n" }, "context_range": { "start_line": 5792, "end_line": 5936 }, "context_lines": [ { "line": 5792, "text": "## 127. 문서 목적" }, { "line": 5793, "text": "" }, { "line": 5794, "text": "이 문서는 QEMU/KVM 기반 VM에서 **Guest 애플리케이션의 `write()`/`fsync()`가 실제 Host의 물리 SSD/NVMe까지 어떻게 내려가는지**를 하나의 일관된 경로로 설명한다." }, { "line": 5795, "text": "" }, { "line": 5796, "text": "핵심 대상은 다음과 같다." }, { "line": 5797, "text": "" }, { "line": 5798, "text": "- Guest VFS / 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CPU 가상화 관점에서 장애를 보는 방법" }, { "line": 802, "level": 4, "text": "Guest" }, { "line": 809, "level": 4, "text": "Host / QEMU" }, { "line": 818, "level": 4, "text": "KVM" }, { "line": 824, "level": 4, "text": "Hardware" }, { "line": 832, "level": 2, "text": "16. 현재 Keycloak/K3s 실험과의 관계" }, { "line": 893, "level": 2, "text": "17. 동시성 테스트와 부하 테스트를 분리해야 한다" }, { "line": 895, "level": 3, "text": "17.1 동시성 테스트" }, { "line": 918, "level": 3, "text": "17.2 Load / Stress Test" }, { "line": 948, "level": 2, "text": "18. Bare-metal K3s와 VM 기반 K3s의 차이" }, { "line": 991, "level": 2, "text": "19. 이 SSOT에서 파생될 CONCEPT" }, { "line": 995, "level": 3, "text": "CONCEPT" }, { "line": 1023, "level": 2, "text": "20. 이 CONCEPT에서 파생되는 OPEN QUESTION" }, { "line": 1029, "level": 3, "text": "OQ-1. 현재 테스트 Host에서 VM 두 대에 부하를 주면 vCPU contention이 실제로 발생하는가?" }, { "line": 1039, "level": 3, "text": "OQ-2. Keycloak 동시 refresh 실험 중 CPU 가상화 계층이 결과에 영향을 줄 정도로 포화되는가?" }, { "line": 1051, "level": 3, "text": "OQ-3. Guest가 idle일 때 vCPU thread는 실제 테스트 환경에서 어떻게 보이는가?" }, { "line": 1062, "level": 3, "text": "OQ-4. 실제 workload에서 어떤 VM Exit이 주로 발생하는가?" }, { "line": 1074, "level": 3, "text": "OQ-5. CPU pinning을 하지 않은 상태에서 vCPU thread는 Host logical CPU 사이를 실제로 이동하는가?" }, { "line": 1078, "level": 3, "text": "OQ-6. 현재 운영 서버는 CPU 가상화 계층의 영향을 받는 구조인가?" }, { "line": 1094, "level": 2, "text": "21. OPEN QUESTION에서 CASE가 만들어지는 흐름" }, { "line": 1147, "level": 2, "text": "22. 현재 단계의 핵심 Claim" }, { "line": 1149, "level": 3, "text": "Claim 1" }, { "line": 1153, "level": 3, "text": "Claim 2" }, { "line": 1157, "level": 3, "text": "Claim 3" }, { "line": 1161, "level": 3, "text": "Claim 4" }, { "line": 1165, "level": 3, "text": "Claim 5" }, { "line": 1169, "level": 3, "text": "Claim 6" }, { "line": 1173, "level": 3, "text": "Claim 7" }, { "line": 1177, "level": 3, "text": "Claim 8" }, { "line": 1181, "level": 3, "text": "Claim 9" }, { "line": 1185, "level": 3, "text": "Claim 10" }, { "line": 1189, "level": 3, "text": "Claim 11" }, { "line": 1193, "level": 3, "text": "Claim 12" }, { "line": 1197, "level": 3, "text": "Claim 13" }, { "line": 1201, "level": 3, "text": "Claim 14" }, { "line": 1207, "level": 2, "text": "23. 다음 단계" }, { "line": 1241, "level": 2, "text": "24. CPU 가상화 계층에서 발생할 수 있는 문제" }, { "line": 1272, "level": 3, "text": "24.1 Guest CPU Saturation" }, { "line": 1294, "level": 3, "text": "24.2 CPU Overcommit" }, { "line": 1326, "level": 3, "text": "24.3 CPU Contention" }, { "line": 1350, "level": 3, "text": "24.4 Steal Time 증가" }, { "line": 1371, "level": 3, "text": "24.5 vCPU Scheduling Latency" }, { "line": 1389, "level": 3, "text": "24.6 vCPU 과다 할당" }, { "line": 1399, "level": 3, "text": "24.7 잘못된 CPU Affinity / Pinning" }, { "line": 1415, "level": 3, "text": "24.8 CPU Throttling" }, { "line": 1447, "level": 3, "text": "24.9 과도한 VM Exit" }, { "line": 1481, "level": 3, "text": "24.10 Host 자체의 CPU Saturation" }, { "line": 1502, "level": 3, "text": "24.11 NUMA Locality 문제" }, { "line": 1522, "level": 2, "text": "25. CPU 문제를 계층별로 구분하는 진단표" }, { "line": 1542, "level": 2, "text": "26. 현재 Keycloak 실험에서 CPU 문제를 오판하지 않기 위한 기준" }, { "line": 1599, "level": 2, "text": "27. 문제 영역에서 파생되는 추가 OPEN QUESTION" }, { "line": 1601, "level": 3, "text": "OQ-7. VM 두 대를 동시에 CPU-bound 상태로 만들면 Guest steal time은 실제로 얼마나 증가하는가?" }, { "line": 1605, "level": 3, "text": "OQ-8. vCPU 수를 늘릴수록 현재 테스트 Host에서 Keycloak 처리량도 계속 증가하는가?" }, { "line": 1609, "level": 3, "text": "OQ-9. K3s CPU limit으로 발생한 throttling과 Host vCPU contention을 지표로 구분할 수 있는가?" }, { "line": 1613, "level": 3, "text": "OQ-10. CPU pinning 전후로 Keycloak latency와 vCPU scheduling 변동이 달라지는가?" }, { "line": 1617, "level": 3, "text": "OQ-11. Keycloak workload에서 VM Exit 분포는 idle/CPU-bound/I/O-bound workload와 어떻게 다른가?" }, { "line": 1621, "level": 3, "text": "OQ-12. 현재 Host의 NUMA topology가 VM 성능을 고려해야 할 정도의 구조인가?" }, { "line": 1627, "level": 2, "text": "28. CONCEPT -> OPEN QUESTION -> CASE 적용 기준" }, { "line": 1670, "level": 1, "text": "제2부 — 메모리 가상화" }, { "line": 1677, "level": 2, "text": "29. 이 문서에서 먼저 고정할 전체 구조" }, { "line": 1727, "level": 2, "text": "30. 일반 Linux의 Virtual Memory부터 시작한다" }, { "line": 1785, "level": 2, "text": "31. Page와 Physical Frame" }, { "line": 1833, "level": 2, "text": "32. Virtual Address = Page + Offset" }, { "line": 1877, "level": 2, "text": "33. Guest Page Table" }, { "line": 1899, "level": 2, "text": "34. MMU: 실제 주소 변환을 수행하는 CPU 하드웨어" }, { "line": 1947, "level": 2, "text": "35. TLB: 주소 변환 결과의 CPU Cache" }, { "line": 1975, "level": 4, "text": "TLB Miss와 Page Fault는 다르다" }, { "line": 2006, "level": 2, "text": "36. Bare Metal과 VM의 차이" }, { "line": 2040, "level": 2, "text": "37. EPT(Extended Page Tables)" }, { "line": 2091, "level": 2, "text": "38. 왜 EPT가 필요한가" }, { "line": 2120, "level": 2, "text": "39. Shadow Page Table과 EPT의 의미" }, { "line": 2149, "level": 2, "text": "40. QEMU는 Guest RAM을 어떻게 준비하는가" }, { "line": 2184, "level": 2, "text": "41. KVM_SET_USER_MEMORY_REGION" }, { "line": 2241, "level": 2, "text": "42. Configured Memory와 실제 Physical RAM 사용량은 같지 않을 수 있다" }, { "line": 2259, "level": 2, "text": "43. Guest Page Table 자체도 메모리에 있다" }, { "line": 2300, "level": 2, "text": "44. 정상 Memory Access는 매번 VM Exit하지 않는다" }, { "line": 2334, "level": 2, "text": "45. Guest Page Fault" }, { "line": 2374, "level": 2, "text": "46. Page Fault의 대표적인 원인" }, { "line": 2376, "level": 4, "text": "46.1 Demand Paging" }, { "line": 2390, "level": 4, "text": "46.2 Swap-in" }, { "line": 2406, "level": 4, "text": "46.3 Permission Fault" }, { "line": 2419, "level": 4, "text": "46.4 Copy-on-Write" }, { "line": 2423, "level": 4, "text": "46.5 Invalid Access" }, { "line": 2449, "level": 2, "text": "47. EPT Violation" }, { "line": 2493, "level": 2, "text": "48. Guest Page Fault와 EPT Violation 비교" }, { "line": 2515, "level": 2, "text": "49. Host Page Fault도 별도로 존재한다" }, { "line": 2551, "level": 2, "text": "50. Huge Page가 필요한 이유" }, { "line": 2578, "level": 2, "text": "51. Huge Page와 TLB Coverage" }, { "line": 2610, "level": 2, "text": "52. VM에서 Huge Page를 볼 때 주의할 점" }, { "line": 2636, "level": 2, "text": "53. THP: Transparent Huge Pages" }, { "line": 2666, "level": 2, "text": "54. THP의 Trade-off" }, { "line": 2694, "level": 2, "text": "55. HugeTLB" }, { "line": 2736, "level": 2, "text": "56. THP와 HugeTLB 비교" }, { "line": 2758, "level": 2, "text": "57. Memory Overcommit" }, { "line": 2790, "level": 2, "text": "58. CPU Overcommit과 Memory Overcommit의 차이" }, { "line": 2816, "level": 2, "text": "59. Host Memory Pressure와 Reclaim" }, { "line": 2834, "level": 4, "text": "File-backed clean page" }, { "line": 2850, "level": 4, "text": "Anonymous page" }, { "line": 2856, "level": 2, "text": "60. Host Swap이 VM에 미치는 영향" }, { "line": 2890, "level": 2, "text": "61. Guest Swap과 Host Swap" }, { "line": 2938, "level": 2, "text": "62. Memory Pressure와 Storage Contention의 연결" }, { "line": 2971, "level": 2, "text": "63. Swap Used만 보고 장애를 판단하면 안 된다" }, { "line": 2999, "level": 2, "text": "64. Ballooning이 필요한 이유" }, { "line": 3021, "level": 2, "text": "65. virtio-balloon 구조" }, { "line": 3045, "level": 2, "text": "66. Balloon Inflate" }, { "line": 3097, "level": 2, "text": "67. Balloon Page 반환의 의미" }, { "line": 3127, "level": 2, "text": "68. Balloon Deflate" }, { "line": 3154, "level": 2, "text": "69. Ballooning을 과도하게 하면 Guest가 압박을 받는다" }, { "line": 3180, "level": 2, "text": "70. Ballooning과 Memory Hotplug" }, { "line": 3213, "level": 2, "text": "71. OOM" }, { "line": 3235, "level": 2, "text": "72. Guest OOM과 Host OOM" }, { "line": 3281, "level": 2, "text": "73. NUMA" }, { "line": 3299, "level": 2, "text": "74. Local Memory와 Remote Memory" }, { "line": 3326, "level": 2, "text": "75. vCPU와 NUMA의 연결" }, { "line": 3356, "level": 2, "text": "76. vCPU Pinning만으로는 NUMA 최적화가 끝나지 않는다" }, { "line": 3400, "level": 2, "text": "77. Guest NUMA" }, { "line": 3439, "level": 2, "text": "78. NUMA는 실제 장비 topology부터 확인한다" }, { "line": 3478, "level": 2, "text": "79. 전체 Memory Virtualization 실행 경로" }, { "line": 3527, "level": 2, "text": "80. 전체 Memory Virtualization 관리 경로" }, { "line": 3565, "level": 2, "text": "81. CPU / Network / Storage / Memory 연결" }, { "line": 3635, "level": 2, "text": "82. 핵심 Claim Registry" }, { "line": 3637, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-01" }, { "line": 3646, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-02" }, { "line": 3649, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-03" }, { "line": 3652, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-04" }, { "line": 3655, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-05" }, { "line": 3658, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-06" }, { "line": 3661, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-07" }, { "line": 3664, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-08" }, { "line": 3667, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-09" }, { "line": 3670, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-10" }, { "line": 3673, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-11" }, { "line": 3676, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-12" }, { "line": 3679, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-13" }, { "line": 3682, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-14" }, { "line": 3685, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-15" }, { "line": 3688, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-16" }, { "line": 3691, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-17" }, { "line": 3694, "level": 3, "text": "CLAIM-MEM-18" }, { "line": 3699, "level": 2, "text": "83. 실제 환경에서 확인할 OPEN QUESTION" }, { "line": 3703, "level": 3, "text": "OQ-1. Host의 실제 NUMA topology는 무엇인가?" }, { "line": 3719, "level": 3, "text": "OQ-2. 각 VM의 configured/current memory는 얼마인가?" }, { "line": 3738, "level": 3, "text": "OQ-3. QEMU process의 Host resident memory는 어떻게 분포하는가?" }, { "line": 3756, "level": 3, "text": "OQ-4. Host THP 정책은 무엇인가?" }, { "line": 3773, "level": 3, "text": "OQ-5. VM RAM이 HugeTLB로 명시적으로 backing되어 있는가?" }, { "line": 3783, "level": 3, "text": "OQ-6. Guest와 Host에서 현재 swap이 발생하는가?" }, { "line": 3803, "level": 3, "text": "OQ-7. Host memory pressure가 Guest latency에 영향을 주는가?" }, { "line": 3823, "level": 3, "text": "OQ-8. virtio-balloon이 VM에 구성되어 있는가?" }, { "line": 3835, "level": 3, "text": "OQ-9. Balloon target 변화가 Guest available memory에 어떻게 반영되는가?" }, { "line": 3851, "level": 3, "text": "OQ-10. VM vCPU는 어느 Host CPU에 배치되어 있는가?" }, { "line": 3862, "level": 3, "text": "OQ-11. QEMU memory는 어느 NUMA node에 배치되어 있는가?" }, { "line": 3886, "level": 3, "text": "OQ-12. NUMA remote access가 실제 workload latency에 의미 있는 영향을 주는가?" }, { "line": 3904, "level": 3, "text": "OQ-13. Guest Page Fault가 workload 변화와 함께 증가하는가?" }, { "line": 3919, "level": 3, "text": "OQ-14. Host Page Fault/major fault와 storage latency가 상관되는가?" }, { "line": 3937, "level": 2, "text": "84. 권장 실험 순서" }, { "line": 3969, "level": 2, "text": "85. 실험 시 반드시 같이 기록할 것" }, { "line": 4005, "level": 2, "text": "86. 문제를 진단할 때의 분류" }, { "line": 4042, "level": 2, "text": "87. 최종 기준 그림" }, { "line": 4140, "level": 2, "text": "88. 결론" }, { "line": 4186, "level": 1, "text": "제3부 — 네트워크 가상화" }, { "line": 4187, "level": 2, "text": "89. 문서 목적" }, { "line": 4205, "level": 2, "text": "90. virsh / libvirt / virtio 구분" }, { "line": 4207, "level": 3, "text": "90.1 virsh" }, { "line": 4231, "level": 3, "text": "90.2 libvirt" }, { "line": 4248, "level": 3, "text": "90.3 virtio" }, { "line": 4269, "level": 2, "text": "91. virtio-net은 정확히 어디에 있는가" }, { "line": 4275, "level": 3, "text": "Guest 측" }, { "line": 4284, "level": 3, "text": "Host 측" }, { "line": 4301, "level": 2, "text": "92. Frontend와 Backend" }, { "line": 4325, "level": 2, "text": "93. Guest OS는 왜 QEMU가 아니라 virtio-net을 사용하는가" }, { "line": 4381, "level": 2, "text": "94. 전체 네트워크 계층" }, { "line": 4385, "level": 3, "text": "수신 방향" }, { "line": 4411, "level": 3, "text": "송신 방향" }, { "line": 4441, "level": 2, "text": "95. Physical NIC의 역할" }, { "line": 4477, "level": 2, "text": "96. Linux Bridge의 역할" }, { "line": 4510, "level": 2, "text": "97. Routing의 역할" }, { "line": 4536, "level": 2, "text": "98. NAT의 역할" }, { "line": 4565, "level": 2, "text": "99. TAP의 역할" }, { "line": 4623, "level": 2, "text": "100. virtqueue의 역할" }, { "line": 4658, "level": 2, "text": "101. Guest TCP/IP Stack의 역할" }, { "line": 4677, "level": 3, "text": "101.1 Socket" }, { "line": 4695, "level": 3, "text": "101.2 TCP" }, { "line": 4717, "level": 3, "text": "101.3 IP" }, { "line": 4735, "level": 3, "text": "101.4 Ethernet / Link Layer" }, { "line": 4747, "level": 2, "text": "102. Packet이 Keycloak까지 올라오는 과정" }, { "line": 4777, "level": 2, "text": "103. QEMU virtio Device Model의 역할" }, { "line": 4783, "level": 3, "text": "역할 A. 장치 생성/설정/관리" }, { "line": 4801, "level": 3, "text": "역할 B. 실제 Packet Datapath 처리" }, { "line": 4803, "level": 4, "text": "QEMU backend를 직접 사용하는 경우" }, { "line": 4815, "level": 4, "text": "vhost-net을 사용하는 경우" }, { "line": 4831, "level": 2, "text": "104. 왜 `TAP → vhost-net → QEMU → virtqueue`라고 일반화하면 안 되는가" }, { "line": 4865, "level": 2, "text": "105. Control Path와 Data Path" }, { "line": 4867, "level": 3, "text": "Control / Setup Path" }, { "line": 4887, "level": 3, "text": "Data Path" }, { "line": 4913, "level": 2, "text": "106. QEMU가 Userspace인데 packet이 QEMU를 안 거칠 수 있는 이유" }, { "line": 4919, "level": 3, "text": "CPU" }, { "line": 4933, "level": 3, "text": "Network" }, { "line": 4949, "level": 2, "text": "107. vhost-net 최적화" }, { "line": 4965, "level": 3, "text": "QEMU userspace backend" }, { "line": 4975, "level": 3, "text": "vhost-net kernel backend" }, { "line": 4997, "level": 2, "text": "108. vhost-net은 QEMU를 제거하지 않는다" }, { "line": 5033, "level": 2, "text": "109. Fast Path와 Slow/Control Path" }, { "line": 5035, "level": 3, "text": "Fast Path" }, { "line": 5049, "level": 3, "text": "Control/Slow Path" }, { "line": 5067, "level": 2, "text": "110. Data Copy 최적화" }, { "line": 5089, "level": 2, "text": "111. Interrupt / Notification 최적화" }, { "line": 5123, "level": 2, "text": "112. Multi-Queue 최적화" }, { "line": 5148, "level": 2, "text": "113. Offload 최적화" }, { "line": 5172, "level": 2, "text": "114. Linux Bridge가 항상 Host TCP/IP Stack을 거치는 것은 아니다" }, { "line": 5209, "level": 2, "text": "115. Host Physical NIC로 나갈 때 virtio를 다시 거치지 않는다" }, { "line": 5240, "level": 2, "text": "116. 현재 Keycloak/K3s 테스트 환경과 연결" }, { "line": 5286, "level": 2, "text": "117. 이 구조에서 발생할 수 있는 문제" }, { "line": 5288, "level": 3, "text": "117.1 TAP/Bridge 연결 오류" }, { "line": 5307, "level": 3, "text": "117.2 Routing 오류" }, { "line": 5323, "level": 3, "text": "117.3 NAT/Firewall 오류" }, { "line": 5342, "level": 3, "text": "117.4 vhost-net 미사용 또는 비효율적 datapath" }, { "line": 5356, "level": 3, "text": "117.5 Single Queue Bottleneck" }, { "line": 5369, "level": 3, "text": "117.6 Offload 때문에 packet capture가 예상과 다르게 보임" }, { "line": 5380, "level": 3, "text": "117.7 Host CPU Contention으로 network latency 증가" }, { "line": 5388, "level": 2, "text": "118. 실제 Linux에서 확인할 명령어" }, { "line": 5390, "level": 3, "text": "Physical NIC" }, { "line": 5398, "level": 3, "text": "Linux Bridge" }, { "line": 5406, "level": 3, "text": "TAP / vnet" }, { "line": 5413, "level": 3, "text": "libvirt VM NIC" }, { "line": 5419, "level": 3, "text": "libvirt network" }, { "line": 5427, "level": 3, "text": "Routing" }, { "line": 5434, "level": 3, "text": "Guest NIC" }, { "line": 5443, "level": 3, "text": "virtio 장치" }, { "line": 5450, "level": 3, "text": "vhost" }, { "line": 5458, "level": 2, "text": "119. 실제 packet path 추적" }, { "line": 5500, "level": 2, "text": "120. Keycloak Refresh Token 실험과의 관계" }, { "line": 5534, "level": 2, "text": "121. 이 SSOT에서 파생될 CONCEPT" }, { "line": 5536, "level": 3, "text": "CONCEPT" }, { "line": 5570, "level": 2, "text": "122. OPEN QUESTION" }, { "line": 5572, "level": 3, "text": "OQ-1. 현재 VM network는 Bridge, NAT, Routing 중 어떤 구조인가?" }, { "line": 5582, "level": 3, "text": "OQ-2. VM1/VM2의 TAP/vnet interface는 무엇인가?" }, { "line": 5591, "level": 3, "text": "OQ-3. 현재 환경에서 vhost-net이 실제 사용되는가?" }, { "line": 5601, "level": 3, "text": "OQ-4. QEMU backend와 vhost-net의 성능 차이가 현재 Host에서 관찰 가능한가?" }, { "line": 5614, "level": 3, "text": "OQ-5. Multi-queue가 현재 virtio-net에 활성화되어 있는가?" }, { "line": 5625, "level": 3, "text": "OQ-6. Host Nginx에서 VM1/VM2 Keycloak까지 실제 packet path는 무엇인가?" }, { "line": 5629, "level": 3, "text": "OQ-7. Keycloak load test 시 network virtualization이 latency에 영향을 줄 정도로 Host CPU를 사용하는가?" }, { "line": 5644, "level": 2, "text": "123. OPEN QUESTION → CASE" }, { "line": 5673, "level": 2, "text": "124. 핵심 Claim" }, { "line": 5695, "level": 2, "text": "125. 최종 기준 구조" }, { "line": 5697, "level": 3, "text": "Control / Setup" }, { "line": 5716, "level": 3, "text": "Data Path - vhost-net 사용" }, { "line": 5742, "level": 3, "text": "Data Path - QEMU backend 사용" }, { "line": 5770, "level": 2, "text": "126. 다음 실습 순서" }, { "line": 5791, "level": 1, "text": "제4부 — 스토리지 가상화" }, { "line": 5792, "level": 2, "text": "127. 문서 목적" }, { "line": 5817, "level": 2, "text": "128. 전체 구조" }, { "line": 5896, "level": 2, "text": "129. Guest Application: `read()` / `write()`에서 시작" }, { "line": 5937, "level": 2, "text": "130. VFS: 공통 파일 인터페이스 계층" }, { "line": 5979, "level": 2, "text": "131. Filesystem(ext4/XFS): 파일 세계를 block 공간에 배치" }, { "line": 6039, "level": 2, "text": "132. inode" }, { "line": 6063, "level": 2, "text": "133. Page Cache: `write()`가 바로 SSD write는 아니다" }, { "line": 6124, "level": 2, "text": "134. Guest Block I/O Layer" }, { "line": 6177, "level": 2, "text": "135. `/dev/vda`: Guest가 보는 가상 Block Device" }, { "line": 6216, "level": 2, "text": "136. `/dev/vda`와 Filesystem 관계" }, { "line": 6244, "level": 2, "text": "137. virtio-blk: Guest의 가상 Block Device Driver" }, { "line": 6279, "level": 2, "text": "138. virtio-blk와 virtqueue" }, { "line": 6315, "level": 2, "text": "139. virtqueue의 실제 의미" }, { "line": 6351, "level": 2, "text": "140. VM Boundary를 넘으면 QEMU가 등장" }, { "line": 6391, "level": 2, "text": "141. QEMU가 물리 SSD를 직접 제어하는 것은 아니다" }, { "line": 6419, "level": 2, "text": "142. qcow2: Host에서는 파일, Guest에서는 디스크" }, { "line": 6462, "level": 2, "text": "143. qcow2 Virtual Size와 실제 Host 사용량" }, { "line": 6512, "level": 2, "text": "144. RAW Image" }, { "line": 6551, "level": 2, "text": "145. Host Block Device를 직접 backend로 사용 가능" }, { "line": 6579, "level": 2, "text": "146. 실제 연결 확인" }, { "line": 6620, "level": 2, "text": "147. VM에서는 Page Cache가 두 번 나타날 수 있다" }, { "line": 6660, "level": 2, "text": "148. `write()` 완료와 영속화는 다르다" }, { "line": 6694, "level": 2, "text": "149. Direct I/O" }, { "line": 6736, "level": 2, "text": "150. `fsync()`가 필요한 이유" }, { "line": 6782, "level": 2, "text": "151. FLUSH" }, { "line": 6803, "level": 2, "text": "152. 가장 위험한 상황: 거짓 완료" }, { "line": 6835, "level": 2, "text": "153. QEMU Cache Mode" }, { "line": 6857, "level": 2, "text": "154. `cache=none`" }, { "line": 6889, "level": 2, "text": "155. `cache=writeback`" }, { "line": 6949, "level": 2, "text": "156. `writeback = 위험`이라고 단정하면 안 되는 이유" }, { "line": 6981, "level": 2, "text": "157. Device-side Cache" }, { "line": 7019, "level": 2, "text": "158. Host Block Layer" }, { "line": 7039, "level": 2, "text": "159. 여러 VM이 하나의 NVMe를 공유하면" }, { "line": 7071, "level": 2, "text": "160. blk-mq: Multi-Queue Block Layer" }, { "line": 7088, "level": 2, "text": "161. I/O Scheduler" }, { "line": 7120, "level": 2, "text": "162. `none`" }, { "line": 7136, "level": 2, "text": "163. 실제 I/O Scheduler 확인" }, { "line": 7162, "level": 2, "text": "164. NVMe Driver와 Physical Device" }, { "line": 7182, "level": 2, "text": "165. NVMe와 SSD 구분" }, { "line": 7209, "level": 2, "text": "166. Storage I/O Completion" }, { "line": 7257, "level": 2, "text": "167. Storage Contention" }, { "line": 7291, "level": 2, "text": "168. CPU가 정상이어도 Storage 때문에 느릴 수 있다" }, { "line": 7321, "level": 2, "text": "169. Storage 관측 명령어" }, { "line": 7366, "level": 2, "text": "170. PostgreSQL 예시: WAL과 Durability" }, { "line": 7418, "level": 2, "text": "171. 성능과 Durability의 Trade-off" }, { "line": 7446, "level": 2, "text": "172. Storage Virtualization Canonical Flow" }, { "line": 7537, "level": 2, "text": "173. Network Virtualization과 비교" }, { "line": 7554, "level": 2, "text": "174. 핵심 Claim" }, { "line": 7556, "level": 3, "text": "Claim 1" }, { "line": 7559, "level": 3, "text": "Claim 2" }, { "line": 7562, "level": 3, "text": "Claim 3" }, { "line": 7565, "level": 3, "text": "Claim 4" }, { "line": 7568, "level": 3, "text": "Claim 5" }, { "line": 7581, "level": 3, "text": "Claim 6" }, { "line": 7586, "level": 2, "text": "175. 실제 테스트 서버에서 확인할 Open Questions" }, { "line": 7588, "level": 3, "text": "OQ-1. VM의 `/dev/vda`는 어떤 Host backend에 연결되어 있는가?" }, { "line": 7602, "level": 3, "text": "OQ-2. Backend는 qcow2인가 RAW인가?" }, { "line": 7608, "level": 3, "text": "OQ-3. qcow2 Virtual Size와 실제 Host 사용량은 얼마나 다른가?" }, { "line": 7618, "level": 3, "text": "OQ-4. QEMU disk cache mode는 무엇인가?" }, { "line": 7626, "level": 3, "text": "OQ-5. qcow2가 최종적으로 어느 Host block device 위에 있는가?" }, { "line": 7633, "level": 3, "text": "OQ-6. Host I/O Scheduler는 무엇인가?" }, { "line": 7639, "level": 3, "text": "OQ-7. VM1 Storage load가 VM2 latency에 영향을 주는가?" }, { "line": 7643, "level": 3, "text": "OQ-8. Guest `fsync()` latency와 Host storage latency가 같이 증가하는가?" }, { "line": 7649, "level": 2, "text": "176. 권장 실습 흐름" }, { "line": 7671, "level": 2, "text": "177. 최종 요약" }, { "line": 7736, "level": 1, "text": "제5부 — 실험대에서 실제로 확인한 것" }, { "line": 7742, "level": 2, "text": "178. 이 부의 출처와 범위" }, { "line": 7773, "level": 2, "text": "179. 엣지를 물리 호스트에서 VM 으로 옮기면 무엇이 새로 필요해지나" }, { "line": 7805, "level": 2, "text": "180. nftables 는 앞 체인의 `accept` 로 뒤 체인의 `reject` 를 막지 못한다" }, { "line": 7850, "level": 2, "text": "181. qcow2 가 담는 것과 담지 않는 것" }, { "line": 7885, "level": 2, "text": "182. 이 구축에서 드러난 문서 결함의 공통 원인" }, { "line": 7905, "level": 2, "text": "183. 이 부에서 파생될 OPEN QUESTION" }, { "line": 7915, "level": 1, "text": "제6부 — 실험대는 어떻게 세워졌나" }, { "line": 7920, "level": 2, "text": "184. 이 부의 출처와 범위" }, { "line": 7968, "level": 2, "text": "185. 가이드 묶음이 스스로 정한 규약" }, { "line": 8058, "level": 2, "text": "186. 단계 00 — lab host 가상화 준비" }, { "line": 8497, "level": 2, "text": "187. 단계 01 — 게스트 세 대" }, { "line": 9134, "level": 2, "text": "188. 단계 02 — k3s server 와 agent" }, { "line": 9757, "level": 2, "text": "189. 단계 03 — 엣지 nginx 라우팅과 호스트 DNAT" }, { "line": 10763, "level": 2, "text": "190. 단계 04 — Let's Encrypt 와 인증서 갱신" }, { "line": 11602, "level": 2, "text": "191. 단계 05 — Keycloak 2노드와 PostgreSQL" }, { "line": 12343, "level": 2, "text": "192. 단계 06 — Prometheus 와 Grafana" }, { "line": 12661, "level": 2, "text": "193. 이 구축이 제1~4부의 어느 구조에 닿나" }, { "line": 12697, "level": 2, "text": "194. 이 부에서 파생될 OPEN QUESTION" }, { "line": 12723, "level": 1, "text": "제7부 — 실험대에서 실제로 잰 값" }, { "line": 12729, "level": 2, "text": "195. 이 부의 출처와 범위" }, { "line": 12776, "level": 2, "text": "196. 이 문서가 무엇인가" }, { "line": 12794, "level": 2, "text": "197. 측정 환경" }, { "line": 12830, "level": 3, "text": "중첩 가상화" }, { "line": 12848, "level": 2, "text": "198. 자원 — 할당과 실사용은 다르다" }, { "line": 12889, "level": 2, "text": "199. 디스크 — 오버레이는 얼마나 쓰나" }, { "line": 12923, "level": 3, "text": "스토리지 풀" }, { "line": 12943, "level": 2, "text": "200. 부팅 — cloud-init 은 얼마나 걸리나" }, { "line": 12979, "level": 2, "text": "201. 네트워크 — DHCP 예약의 실제 동작" }, { "line": 12997, "level": 3, "text": "예약을 먼저, VM 을 나중에" }, { "line": 13009, "level": 3, "text": "리스는 예약과 별개로 남는다" }, { "line": 13024, "level": 3, "text": "virbr0 는 게스트가 없으면 내려간다" }, { "line": 13047, "level": 2, "text": "202. 철거 — 실제 출력 전문" }, { "line": 13051, "level": 3, "text": "게스트" }, { "line": 13076, "level": 3, "text": "DHCP 예약" }, { "line": 13111, "level": 3, "text": "철거 전후 비교 — 실측" }, { "line": 13129, "level": 2, "text": "203. 실측으로 드러난 함정 셋" }, { "line": 13133, "level": 3, "text": "① cloud-init `sudo` 는 리스트가 아니라 문자열" }, { "line": 13159, "level": 3, "text": "② nginx `http2 on;` 은 배포판에 따라 없다" }, { "line": 13176, "level": 3, "text": "③ Debian 기본 사이트가 `default_server` 를 먹고 있다" }, { "line": 13192, "level": 2, "text": "204. 재구축할 때 무엇이 남아 있나" }, { "line": 13210, "level": 3, "text": "현재 서빙 인증서는 edge guest 안에 있다" }, { "line": 13226, "level": 3, "text": "DNS-01은 확인됐고, credential 유효성은 아직 확인되지 않았다" }, { "line": 13240, "level": 3, "text": "백업은 edge guest에서 host로 빼낸다" }, { "line": 13263, "level": 3, "text": "철거 전 값은 실행마다 다시 받는다" }, { "line": 13271, "level": 2, "text": "205. 관련 문서" }, { "line": 13282, "level": 1, "text": "제8부 — 설정 원본이 자기 안에 적어 둔 것" }, { "line": 13288, "level": 2, "text": "206. 이 부의 출처와 범위" }, { "line": 13318, "level": 2, "text": "207. `lab-edge-dnat.nft` — DNAT 파일이 자기 안에 적어 둔 네 가지" }, { "line": 13380, "level": 2, "text": "208. `lab-edge-dnat.service` — `ExecStartPost` 앞의 `-` 가 무엇을 봐주나" }, { "line": 13404, "level": 2, "text": "209. `nginx-keycloak-lab.conf` — 스티키 스위치와 신뢰 경계" }, { "line": 13493, "level": 2, "text": "210. `reload-nginx.sh` — `deploy/` 와 `post/` 를 가르는 한 줄" }, { "line": 13522, "level": 1, "text": "제9부 — 실험대 개념 사전" }, { "line": 13528, "level": 2, "text": "211. 이 부의 출처와 범위" }, { "line": 13643, "level": 2, "text": "212. \"이건 Arch라서 하는 건가?\"에 대한 답" }, { "line": 13660, "level": 2, "text": "213. 왜 호스트에 직접 깔지 않고 VM 2대인가" }, { "line": 13683, "level": 2, "text": "214. 전체 구조 한눈에 보기" }, { "line": 13689, "level": 2, "text": "215. VM 한 대의 디스크 구성" }, { "line": 13718, "level": 2, "text": "216. 설정 파일이 게스트에 도달하는 경로" }, { "line": 13749, "level": 2, "text": "217. 부팅할 때 일어나는 일" }, { "line": 13762, "level": 2, "text": "218. 실험대 전체 배치 (2026-09-03 구축 완료, 실측값)" }, { "line": 13815, "level": 2, "text": "219. 1층. 가상화" }, { "line": 13817, "level": 2, "text": "220. VT-x / AMD-V (하드웨어 가상화 확장)" }, { "line": 13837, "level": 2, "text": "221. KVM" }, { "line": 13858, "level": 2, "text": "222. QEMU" }, { "line": 13875, "level": 2, "text": "223. libvirt / virsh / libvirtd" }, { "line": 13894, "level": 2, "text": "224. 연결 URI — `qemu:///system` vs `qemu:///session`" }, { "line": 13962, "level": 2, "text": "225. 보조 그룹과 재로그인" }, { "line": 13982, "level": 2, "text": "226. 멱등성과 `&&` 단축 평가" }, { "line": 14004, "level": 2, "text": "227. systemd 소켓 활성화 (`libvirtd.socket`)" }, { "line": 14025, "level": 2, "text": "228. qcow2와 backing store (오버레이)" }, { "line": 14045, "level": 2, "text": "229. 왜 OS를 설치하지 않아도 VM이 뜨는가" }, { "line": 14121, "level": 2, "text": "230. 디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리" }, { "line": 14221, "level": 2, "text": "231. qcow2 파일 내부는 어떻게 생겼나 — 매핑표가 전부다" }, { "line": 14249, "level": 3, "text": "클러스터 — 매핑의 최소 단위" }, { "line": 14287, "level": 3, "text": "2단계 매핑 — L1 → L2 → 데이터" }, { "line": 14314, "level": 3, "text": "항목이 0 이면 무슨 일이 생기나" }, { "line": 14335, "level": 3, "text": "refcount — 스냅샷과 copy-on-write 가 되는 이유" }, { "line": 14348, "level": 3, "text": "파일 맨 앞에는 헤더가 있다" }, { "line": 14378, "level": 3, "text": "압축 — 배포용 이미지는 실제로 압축돼 있다" }, { "line": 14417, "level": 3, "text": "backing chain — Docker 의 레이어 쌓기에 해당하는 것" }, { "line": 14448, "level": 3, "text": "압축되는 내용은 「그 위치의 바이트」일 뿐이다" }, { "line": 14462, "level": 3, "text": "base 이미지는 만드는 것이 아니라 받는 것이다" }, { "line": 14489, "level": 3, "text": "게스트의 변경사항은 이미 오버레이에 들어 있다" }, { "line": 14512, "level": 3, "text": "오버레이를 쌓는 법" }, { "line": 14551, "level": 3, "text": "사슬을 끊는 두 가지 방법" }, { "line": 14570, "level": 3, "text": "raw 와의 비교" }, { "line": 14593, "level": 2, "text": "232. `qemu-img` 와 `qemu-system-x86_64` 는 다른 도구다" }, { "line": 14623, "level": 2, "text": "233. 오버레이는 Docker 레이어와 같은 아이디어다" }, { "line": 14653, "level": 2, "text": "234. 그래서 마이그레이션과 스냅샷이 된다" }, { "line": 14685, "level": 2, "text": "235. multipass, virt-install, virsh — 무엇이 다른가" }, { "line": 14722, "level": 2, "text": "236. 클라우드 이미지와 cloud-init" }, { "line": 14836, "level": 2, "text": "237. 확정된 함정: `--cloud-init` + Debian `genericcloud` 조합은 동작하지 않는다" }, { "line": 14888, "level": 2, "text": "238. 시드 ISO 를 굽는 세 명령이 각각 하는 일" }, { "line": 14928, "level": 3, "text": "① `xorrisofs` — 옵션별로" }, { "line": 14973, "level": 3, "text": "② `virsh vol-create-as` — 풀에 빈 볼륨을 선언" }, { "line": 14986, "level": 3, "text": "③ `virsh vol-upload` — 그 볼륨에 내용을 써 넣는다" }, { "line": 14995, "level": 3, "text": "왜 그냥 `cp` 로 옮기지 않나" }, { "line": 15008, "level": 3, "text": "다시 구울 때는 볼륨을 먼저 지운다" }, { "line": 15030, "level": 2, "text": "239. 시드 디렉터리 구조와 파일명 규칙" }, { "line": 15076, "level": 2, "text": "240. 진단 도구: `virsh screenshot`" }, { "line": 15098, "level": 2, "text": "241. base 이미지가 무엇인지 확인하는 법" }, { "line": 15130, "level": 2, "text": "242. UEFI / OVMF (`edk2-ovmf`)" }, { "line": 15146, "level": 2, "text": "243. `--os-variant` / osinfo" }, { "line": 15163, "level": 2, "text": "244. 2층. 가상 네트워크" }, { "line": 15165, "level": 2, "text": "245. libvirt `default` 네트워크와 `virbr0`" }, { "line": 15190, "level": 2, "text": "246. dnsmasq (libvirt 내장 DHCP/DNS)" }, { "line": 15205, "level": 2, "text": "247. DHCP 예약 (`ip-dhcp-host`)과 MAC `52:54:00`" }, { "line": 15320, "level": 2, "text": "248. `--live --config`" }, { "line": 15330, "level": 2, "text": "249. NAT vs 브리지 vs macvtap" }, { "line": 15338, "level": 2, "text": "250. WiFi에서 브리지가 안 되는 이유" }, { "line": 15361, "level": 2, "text": "251. 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