{ "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": "231. qcow2 파일 내부는 어떻게 생겼나 — 매핑표가 전부다", "line": 14221 }, "current_section": { "heading": { "line": 14221, "level": 2, "text": "231. qcow2 파일 내부는 어떻게 생겼나 — 매핑표가 전부다" }, "start_line": 14221, "end_line": 14592, "text": "## 231. qcow2 파일 내부는 어떻게 생겼나 — 매핑표가 전부다\n\n앞의 「디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리」가 **raw** 를 설명했다.\n여기서는 raw 에 무엇을 더하면 qcow2 가 되는지를 푼다.\n\n**출발점** — 디스크는 섹터가 0번부터 늘어선 1차원 배열이고, 그 배열을 그대로\n파일에 쓰면 raw 다. 20GB 디스크는 20GB 파일이 된다. **안 쓴 구간까지 0으로\n가득 채워서 기록**하기 때문이다.\n\n**qcow2 가 더하는 것은 하나** — 「가상 디스크의 이 위치가 파일 안의 어디에\n있는가」를 적어 둔 **매핑표**다. 안 쓴 구간은 아예 기록하지 않고 매핑표에도\n안 적는다.\n\n```\n가상 디스크 20GB 실제 파일 1.4GB\n 0 ~ 64KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x50000\n 64 ~ 128KB ── 없음 ──▶ 기록 안 함. 읽으면 0 을 만들어 돌려줌\n 128 ~ 192KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x60000\n ⋮\n```\n\n**★ 매핑표만 담는 것이 아니다.** 표는 **같은 파일 안의 오프셋**을 가리키고,\n가리켜진 실제 데이터 클러스터도 그 파일 안에 함께 들어 있다. `disk size` 가\n335MiB 인 것이 그 증거다 — 표만이라면 수십 KB 로 끝난다. 그리고 표에 적히는\n값은 **호스트 물리 디스크의 주소가 아니라 파일 안의 몇 번째 바이트**다.\n그래서 파일을 다른 기계로 통째로 옮겨도 표가 그대로 유효하다. 파일 밖을\n가리키는 것은 **백킹 파일 경로 하나뿐**이고, 그래서 그것만 따로 챙겨야 한다.\n\n### 클러스터 — 매핑의 최소 단위\n\n섹터(512B) 하나하나를 매핑하면 표가 너무 커진다. 그래서 **클러스터**라는\n덩어리 단위로 끊는다. 기본값은 64KB 다.\n\n```bash\nqemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\n```\n\n**실측**\n\n```\nimage: /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\nfile format: qcow2\nvirtual size: 3 GiB (3221225472 bytes)\ndisk size: 335 MiB\ncluster_size: 65536\n```\n\n**어디를 봐야 하는가** — `virtual size`(게스트가 보는 크기)와 `disk size`\n(파일이 실제로 차지하는 크기)의 차이, 그리고 `cluster_size: 65536`.\n**둘의 차이가 곧 \"안 쓴 구간\"이다.**\n\n**★ 클러스터는 물리 디스크와 무관하다.** qcow2 **파일 안에서만** 쓰는 논리\n단위다. 「블록 크기」가 층마다 따로 있어서 헷갈리기 쉽다.\n\n| 층 | 단위 이름 | 크기 | 누가 정하나 |\n|---|---|---|---|\n| 물리 SSD/HDD | 섹터(물리) | 512B / 4096B | 하드웨어 |\n| 호스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 호스트 `mkfs` |\n| **qcow2 파일** | **클러스터** | **64KB (기본)** | `qemu-img create` |\n| 게스트가 보는 디스크 | 섹터(논리) | 512B | QEMU 가 흉내냄 |\n| 게스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 게스트 `mkfs` |\n\n**다섯 층의 크기가 서로 달라도 상관없다.** 각 층이 자기 위층을 자기 단위로\n쪼개 담을 뿐이다. 그리고 FAT·NTFS 도 할당 단위를 \"클러스터\"라고 부른다 —\n**같은 단어, 다른 층**이다.\n\n### 2단계 매핑 — L1 → L2 → 데이터\n\n매핑표를 한 장으로 만들면 20GB 디스크에 대해 표만 수 MB 가 된다. 대부분이\n비어 있는데도 항상 들고 있어야 한다. 그래서 **두 단계로 나눈다.**\n\n```\n게스트가 읽으려는 위치\n │\n ├─ 상위 비트 ──▶ [ L1 표 ] ──▶ L2 표가 있는 클러스터 위치\n │ │\n ├─ 중간 비트 ──────────────────────▶ [ L2 표 ] ──▶ 데이터 클러스터 위치\n │ │\n └─ 하위 16비트 ────────────────────────────────────────▶ 그 안의 몇 번째 바이트\n```\n\n클러스터가 64KB(2^16)이고 표 항목이 8바이트이므로, L2 표 하나에 항목이\n`65536 / 8 = 8192`(2^13)개 들어간다. 그래서 게스트 오프셋을 이렇게 자른다.\n\n| 비트 | 쓰임 |\n|---|---|\n| 하위 16비트 | 클러스터 **안에서의** 위치 |\n| 그다음 13비트 | **L2** 표에서 몇 번째 항목인가 |\n| 그 위 전부 | **L1** 표에서 몇 번째 항목인가 |\n\n운영체제의 페이지 테이블과 같은 구조다. **필요한 L2 표만 만들면 되므로,\n안 쓴 영역은 L1 항목이 0 인 채로 끝난다.**\n\n### 항목이 0 이면 무슨 일이 생기나\n\n여기가 오버레이의 핵심이다.\n\n| L2 항목 | 바닥(backing file) 이 | 결과 |\n|---|---|---|\n| 값이 있음 | (무관) | 이 파일의 그 위치를 읽는다 |\n| **0** | **없음** | **0 으로 채운 64KB 를 만들어 돌려준다** |\n| **0** | **있음** | **바닥 파일의 같은 위치를 읽는다** ← 오버레이 |\n\n그래서 `kc-lab-1.qcow2` 는 **자기가 바꾼 클러스터만** 들고 있고, 나머지는\n전부 `base.qcow2` 를 본다. 20GB 를 선언해도 1.4GB 인 이유가 이것이다.\n\n**★ 바닥 경로는 문자열로 박혀 있다.** 헤더에 `backing_file_offset` 이 있고\n거기에 경로가 문자열로 들어간다. **바닥을 옮기거나 이름을 바꾸면 게스트가\n부팅하지 못한다.** 오버레이만 다른 기계로 복사하면 안 되는 이유다.\n\n```bash\nqemu-img info kc-lab-1.qcow2 | grep \"backing file\"\n```\n\n### refcount — 스냅샷과 copy-on-write 가 되는 이유\n\nqcow2 는 클러스터마다 **참조 횟수(refcount)** 를 따로 관리한다.\n\n```\nrefcount = 1 → 나만 쓰는 클러스터. 그냥 덮어쓴다\nrefcount > 1 → 스냅샷과 공유 중. 쓰기 전에 복사본을 만들고 거기에 쓴다\n```\n\n이것이 **copy-on-write** 다. `virsh snapshot-create-as` 로 스냅샷을 뜨면\n데이터를 복사하는 것이 아니라 **refcount 만 올린다.** 그래서 스냅샷이\n순식간에 찍히고, 그 뒤로 바뀌는 부분만 용량을 먹는다.\n\n### 파일 맨 앞에는 헤더가 있다\n\n```\n┌──────────┬────────────┬──────────┬─────────────┬──────────────┐\n│ 헤더 │ refcount 표 │ L1 표 │ L2 표들 │ 데이터 클러스터 │\n└──────────┴────────────┴──────────┴─────────────┴──────────────┘\n```\n\n헤더에 들어 있는 것 — 매직값 `QFI\\xfb`, 버전, `cluster_bits`(64KB 면 16),\n가상 디스크 크기, `l1_table_offset`, `refcount_table_offset`,\n`backing_file_offset`.\n\n**섹터 하나하나에는 무엇이 적혀 있나** — 데이터 클러스터 안은 그냥 바이트다.\n의미는 **위치가 정한다.**\n\n```\n섹터 0 MBR/GPT \"파티션 1 은 2048번 섹터부터\"\n섹터 2048~ 슈퍼블록 \"블록 크기 4KB, inode 테이블은 여기부터\"\n그 뒤 inode 테이블 파일마다 \"크기·권한·데이터가 몇 번 블록에\"\n그 뒤 데이터 블록 실제 파일 내용\n```\n\n**디스크 바깥에 보관되는 정보가 없다.** 그래서 배열을 통째로 옮기면 똑같이\n부팅한다. qcow2 는 그 배열을 어떻게 파일에 담을지만 정할 뿐, 안에 무엇이\n적히는지에는 관여하지 않는다.\n\n**매직값 덕에 포맷을 알아본다.** `qemu-img info` 가 `file format: raw` 로\n읽으면 그 파일은 qcow2 가 아니다 — 01 에서 base 이미지를 받다가 끊겨\nHTML 오류 페이지를 저장했을 때 정확히 그렇게 나온다.\n\n### 압축 — 배포용 이미지는 실제로 압축돼 있다\n\nqcow2 는 **클러스터 단위 zlib 압축**을 지원한다. 배포용 클라우드 이미지는\n그것을 켜서 만든다. 「희소해서 작다」만으로는 설명이 안 되는 부분이 여기다.\n\n```bash\nqemu-img map --output=json /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\n```\n\n**실측** — Debian 12 genericcloud\n\n```\n{'start': 0, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True} ← 압축된 클러스터\n{'start': 65536, 'length': 983040, 'data': False, 'zero': True} ← 구멍\n{'start': 1048576, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True}\n\ncompressed 구간: 606개 / 전체 1236개\n```\n\n**어디를 봐야 하는가** — `compressed: True` 항목이 있는가. 그리고 `data:\nFalse, zero: True` 항목(구멍)과 구분되는가.\n\n**세 가지가 겹쳐서 3 GiB 가 324 MiB 가 된다.**\n\n| 이유 | 이 이미지에서 |\n|---|---|\n| ① 안 쓴 공간을 안 적음 (희소) | 3 GiB 중 **2.01 GiB 가 구멍** |\n| ② 쓴 부분을 zlib 압축 | 남은 1010 MiB → **324 MiB** |\n| ③ genericcloud 자체가 작음 | GUI·문서·물리 하드웨어 드라이버 없음 |\n\n**압축 클러스터는 읽기 전용에 가깝다.** 읽을 때 자동으로 풀리지만, 게스트가\n그 클러스터에 쓰면 **압축하지 않은 형태로 새로 할당**한다. 그래서 오버레이\n(`kc-lab-1.qcow2`)에 쌓이는 것은 압축되지 않은 클러스터다. 바닥은 작은데\n오버레이가 상대적으로 커 보이는 이유 중 하나다.\n\n압축을 직접 걸려면 `qemu-img convert -c` 를 쓴다. **다만 쓰기가 잦은 디스크에\n쓰지 않는다** — 매 쓰기마다 재압축이 아니라 비압축 클러스터 할당으로 흩어져\n파편화된다.\n\n### backing chain — Docker 의 레이어 쌓기에 해당하는 것\n\n체인은 **여러 겹**이 될 수 있다. Docker 가 레이어를 쌓는 것과 같은 구조다.\n\n```\nbase.qcow2 ← k3s-golden.qcow2 ← kc-lab-1.qcow2\n (배포본) (k3s 설치까지) (실험 중 변경분)\n```\n\n```bash\nqemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 바닥까지 사슬 전체\n```\n\n**Docker 와 쓰임이 다르다.**\n\n| | Docker | qcow2 backing chain |\n|---|---|---|\n| 언제 쌓나 | **빌드 시점**에 의도적으로 | 주로 런타임 파생 |\n| 층의 정체성 | 레이어마다 다이제스트 | **경로 문자열** |\n| 배포 단위 | 레이어 tar 여러 개 + 매니페스트 | 파일들 (바닥까지 전부 필요) |\n| 층이 깊어지면 | 읽기 성능 영향 적음 | **읽을 때마다 사슬을 거슬러 올라간다** |\n\n**Docker 이미지도 「하나의 파일」이 아니다.** 레지스트리에는 레이어 blob 이\n따로 있고 매니페스트가 묶는다. `docker save` 로 tar 하나로 뭉칠 수는 있지만,\n그건 배포 형태가 아니라 내보내기 형태다.\n\n**★ 체인이 깊으면 읽기가 느려진다.** 클러스터가 어느 층에 있는지 찾으려면\nL2 항목이 0 일 때마다 한 층 아래로 내려가야 한다. 실험대에서 층을 두세 겹\n넘게 쌓지 않는 이유다. 굳히려면 `qemu-img commit`(아래층에 병합)이나\n`qemu-img convert`(단일 파일로 평탄화)를 쓴다.\n\n### 압축되는 내용은 「그 위치의 바이트」일 뿐이다\n\n**클러스터 하나(64KB)를 통째로 zlib 압축해서 저장한다.** 안에 파일시스템\n메타데이터가 들었는지 파일 내용이 들었는지는 **보지 않는다.**\n\nL2 항목에 세 가지가 들어간다.\n\n```\n[압축 플래그] [파일 안 오프셋] [압축된 바이트 길이]\n```\n\n읽을 때 그 범위를 읽어 풀면 64KB 가 나온다. 압축 단위가 클러스터이므로\n**1바이트를 읽어도 그 클러스터 전체를 풀어야 한다.**\n\n### base 이미지는 만드는 것이 아니라 받는 것이다\n\n여기가 헷갈리기 쉽다. **`qemu-img` 로 base 를 만들지 않는다.**\n\n```bash\n# 바닥 — 받는다. 이미 압축된 qcow2 로 온다\ncurl -fL --output base.qcow2 \\\n https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/latest/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2\n\n# 오버레이 — 만든다. 즉시 끝나고 몇 KB 다\nqemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 kc-lab-1.qcow2 20G\n```\n\n| | 무엇 | 어떻게 |\n|---|---|---|\n| `base.qcow2` | Debian 이 배포하는 **설치 끝난 디스크** | **내려받는다** |\n| `kc-lab-1.qcow2` | 빈 껍데기 + base 를 가리키는 포인터 | `qemu-img create -b` |\n\n**★ 받은 파일은 ISO 가 아니다.** ISO 는 **설치 미디어**이고, 이것은 **설치가\n끝난 디스크**다. 그래서 부팅하면 설치 마법사가 아니라 곧바로 로그인\n프롬프트가 뜬다. 시드 ISO(`seed-kc-lab-1.iso`)만이 진짜 ISO 인데, 그것도\n운영체제가 아니라 cloud-init 설정 파일 두 개를 담은 데이터 볼륨이다.\n\n**★ 압축도 우리가 한 것이 아니다.** Debian 이 배포 시점에 압축해서 올린다.\n`qemu-img convert -c` 를 돌린 적이 없는데도 `compressed: True` 가 나오는\n이유다. 그래서 「받아서 압축한다」가 아니라 「압축된 것을 받는다」가 맞다.\n\n### 게스트의 변경사항은 이미 오버레이에 들어 있다\n\n**「작업이 끝나면 이미지로 만든다」가 아니다.** 게스트가 디스크에 쓰는 순간\nQEMU 가 그 클러스터를 오버레이에 할당해 기록한다. `kc-lab-1.qcow2` 가 **그\n자체로 변경사항 파일**이다. 실시간으로.\n\n그래서 「VM 을 이미지로 뜬다」는 별도 작업이 없다. 필요한 것은 **그 파일을\n재사용 가능한 바닥으로 굳히는** 작업이고, 그건 다른 일이다.\n\n```bash\nvirsh shutdown kc-lab-1 # 반드시 끄고. 켠 채로 복사하면 파일시스템이 깨진 상태로 굳는다\nvirt-sysprep -a /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2\n```\n\n**`virt-sysprep` 이 지우는 것** — hostname, `machine-id`, SSH 호스트키, 로그,\ncloud-init 실행 상태, 셸 히스토리.\n\n**안 하면 무슨 일이 생기나** — 그 이미지로 만든 게스트들이 전부 같은\n`machine-id` 와 같은 SSH 호스트키를 갖는다. DHCP 가 같은 클라이언트로 오인해\nIP 를 하나만 주거나, SSH 가 호스트키 충돌로 경고를 뱉는다. 그리고 cloud-init\n이 「이미 실행됨」으로 표시돼 있어서 **새 게스트에서 아예 돌지 않는다** —\n증상은 「호스트명이 안 바뀐다」로 나타난다.\n\n### 오버레이를 쌓는 법\n\n```bash\n# ① base 위에 골든을 만든다\nqemu-img create -f qcow2 \\\n -b /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 -F qcow2 \\\n /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 20G\n# → 이 디스크로 VM 을 띄워 k3s 설치 → shutdown → virt-sysprep\n\n# ② 골든 위에 게스트를 만든다\nqemu-img create -f qcow2 \\\n -b /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 -F qcow2 \\\n /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2 20G\n```\n\n| 옵션 | 뜻 |\n|---|---|\n| `-f qcow2` | **만들 파일**의 포맷 |\n| `-b` | backing file (바닥) |\n| `-F qcow2` | **바닥**의 포맷. 생략하면 거부된다 — 포맷 자동 추측은 보안 문제라 막혀 있다 |\n| `20G` | 가상 크기. 바닥보다 작으면 안 된다 |\n\n`virt-install --disk size=20,backing_store=...` 가 내부적으로 이것을 부른다.\n직접 칠 일은 골든을 만들거나 오버레이만 초기화할 때다.\n\n**★ 바닥은 절대 수정하지 않는다.** 오버레이는 「바닥이 그대로」를 전제로\n변경분만 들고 있다. 바닥을 고치면 그 위 게스트가 **전부** 깨진다. 골든을\n갱신할 때는 수정이 아니라 **새 파일을 만들고 새 게스트부터 그것을 쓰게**\n한다.\n\n**★ 경로는 절대경로로 준다.** 헤더에 문자열로 박히므로 상대경로면 작업\n디렉터리가 바뀌는 순간 못 찾는다.\n\n**확인**\n\n```bash\nqemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 지우기·고치기 전 항상 이것부터\n```\n\n### 사슬을 끊는 두 가지 방법\n\n골든을 정리하고 싶은데 오버레이가 물려 있을 때 쓴다.\n\n| 명령 | 무엇을 하나 | 결과 |\n|---|---|---|\n| `qemu-img commit <오버레이>` | 오버레이의 변경분을 **바닥에 병합** | 바닥이 바뀐다. **다른 오버레이가 있으면 그것들이 깨진다** |\n| `qemu-img convert -O qcow2 <오버레이> <새파일>` | 사슬 전체를 읽어 **단일 파일로 평탄화** | 바닥과 무관해진다. 용량은 늘어난다 |\n\n**옮길 때는 `convert` 가 안전하다.** 다른 기계로 게스트를 보낼 때 오버레이만\n복사하면 바닥이 없어 부팅하지 못한다. 평탄화하면 파일 하나로 완결된다.\n\n```bash\nqemu-img convert -O qcow2 -c kc-lab-1.qcow2 kc-lab-1-standalone.qcow2\n```\n\n`-c` 를 붙이면 압축까지 해서 옮기기 좋아진다 — 배포용 base 이미지가 그렇게\n만들어진다.\n\n### raw 와의 비교\n\n| | raw | qcow2 |\n|---|---|---|\n| 구조 | 섹터 배열 그대로 | 헤더 + 매핑표 + 데이터 |\n| 20GB 선언 시 파일 | 20GB | **쓴 만큼만** |\n| backing file | 없음 | 있음 → 오버레이 |\n| 내부 스냅샷 | 없음 | 있음 (refcount) |\n| 읽기 성능 | 매핑이 없어 약간 빠름 | 매핑 조회가 한 번 더 |\n\n이 실험대는 게스트 디스크에 qcow2, 시드 ISO 에 raw 를 쓴다. **시드가 raw\n라서 내부 스냅샷이 거부된다** — 위 「그래서 마이그레이션과 스냅샷이 된다」\n참고.\n\n**확인**\n\n```bash\nqemu-img info <파일> # 포맷·크기·cluster_size·backing file\nqemu-img check <파일> # 매핑표와 refcount 정합성 검사\nqemu-img map --output=json <파일> | head # 어느 구간이 실제로 할당됐는지\nqemu-img info --backing-chain <파일> # 바닥까지 사슬 전체\n```\n" }, "previous_section": { "heading": { "line": 14121, "level": 2, "text": "230. 디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리" }, "start_line": 14121, "end_line": 14220, "text": "## 230. 디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리\n\n앞 항목의 \"완성된 디스크를 파일로 떠서 배포한다\"가 물리적으로 어떻게\n가능한지를 아래에서 단계적으로 푼다.\n\n**1단계 — 디스크는 바이트의 1차원 배열이다**\n\n하드디스크나 SSD는 운영체제에게 **섹터(보통 512B 또는 4096B)가 0번부터\n쭉 늘어선 배열**로 보인다. 그 이상의 구조는 없다.\n\n```\n섹터: 0 1 2 3 ... N\n ┌────────┬────────┬────────┬────────┬─────┬────────┐\n │ MBR/GPT│ 파티션 │ 파일시스템 메타 │ 데이터 … │\n └────────┴────────┴────────┴────────┴─────┴────────┘\n```\n\n파티션 테이블도, 파일시스템도, 부트로더도 **전부 이 배열 안의 특정 위치에\n기록된 바이트**일 뿐이다. 디스크 바깥에 따로 보관되는 정보가 없다.\n\n**2단계 — 그래서 배열 전체를 파일에 담을 수 있다**\n\n배열을 처음부터 끝까지 그대로 파일에 쓰면 그것이 **raw 이미지**다.\n\n```bash\ndd if=/dev/sda of=disk.img bs=4M # 디스크 전체를 파일로\ndd if=disk.img of=/dev/sdb bs=4M # 파일을 다른 디스크로 되돌림\n```\n\n되돌린 디스크는 원본과 **바이트 단위로 동일**하므로 똑같이 부팅된다.\n\"OS를 복사했다\"는 말의 실체가 이것이다. 특별한 마법이 아니라\n**배열을 그대로 옮긴 것**이다.\n\n**3단계 — VM에서는 그 파일이 곧 디스크다**\n\n물리 디스크로 되돌릴 필요조차 없다. QEMU에게 \"이 파일을 디스크로 취급하라\"고\n하면 게스트는 그것을 진짜 디스크로 인식한다. 게스트가 섹터 1234를 읽으면\nQEMU가 파일의 해당 오프셋을 읽어 돌려준다.\n\n```\n 게스트 커널: \"섹터 1234 읽어줘\"\n │\n ▼\n QEMU: 파일의 1234 × 512 바이트 위치를 읽음\n │\n ▼\n 호스트 파일시스템: kc-lab-1.qcow2\n```\n\n**4단계 — qcow2는 raw의 개선판이다**\n\nraw 이미지는 20GB짜리 디스크면 파일도 20GB다. qcow2는 세 가지를 더한다.\n\n| 기능 | 내용 |\n|---|---|\n| 희소 저장 | 실제로 쓰인 영역만 파일에 담는다 (20G 디스크 → 264M 파일) |\n| backing file | 다른 이미지를 \"바탕\"으로 삼고 차이만 저장 |\n| 스냅샷 | 특정 시점 상태를 보존 |\n\nqcow2 내부는 **2단계 페이지 테이블**과 같은 구조다.\n\n```\n 게스트 섹터 주소\n │\n ▼\n ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────────┐\n │ L1 테이블│ ─────▶ │ L2 테이블│ ─────▶ │ 데이터 클러스터│\n └─────────┘ └─────────┘ │ (기본 64KB) │\n │ └──────────────┘\n │ 항목이 비어 있으면\n ▼\n backing file 로 위임\n (base.qcow2)\n```\n\n**읽기**: L1 → L2를 따라가 클러스터를 찾는다. 항목이 비어 있으면\n**backing file에게 그 주소를 다시 묻는다.** 그래서 오버레이에 아무것도\n없어도 base의 내용이 그대로 보인다.\n\n**쓰기 (copy-on-write)**: 그 클러스터를 backing에서 읽어와 오버레이에\n복사한 뒤 수정한다. 이후 그 클러스터는 오버레이에서 직접 읽힌다.\n**base 파일은 절대 수정되지 않는다.**\n\n이것이 20G VM 두 대가 850M만 쓰는 이유이고, 실험을 망쳤을 때\n**오버레이만 지우면 몇 초 만에 초기 상태로 돌아가는** 이유다.\n\n**5단계 — 그대로 복제할 때 남는 문제**\n\n디스크가 바이트 단위로 같으므로 **안에 적힌 식별자도 같아진다.**\n\n| 항목 | 중복되면 |\n|---|---|\n| machine-id | systemd/DHCP가 두 기계를 같은 기계로 오인 |\n| SSH 호스트 키 | 두 서버가 같은 신원을 주장 → MITM 탐지 무력화 |\n| 파일시스템 UUID | `/etc/fstab`이 엉뚱한 디스크를 마운트 |\n| hostname | 로그·클러스터에서 노드 구분 불가 |\n\n클라우드 이미지가 이 값들을 **비워둔 채 배포하고**, cloud-init이 첫 부팅에\n채우는 이유가 바로 이것이다. 앞 항목의 \"빈칸\" 표와 여기가 연결된다.\n" }, "next_section": { "heading": { "line": 14593, "level": 2, "text": "232. `qemu-img` 와 `qemu-system-x86_64` 는 다른 도구다" }, "start_line": 14593, "end_line": 14622, "text": "## 232. `qemu-img` 와 `qemu-system-x86_64` 는 다른 도구다\n\n**무엇인가** — 이름이 비슷해서 헷갈리는데 하는 일이 완전히 다르다.\n\n| 도구 | 무엇을 하나 | VM 을 돌리나 |\n|---|---|---|\n| `qemu-img` | **디스크 이미지 파일**을 만들고·보고·변환한다 | **아니다** |\n| `qemu-system-x86_64` | 가상 머신을 **실행**한다 | 그렇다 |\n\n`qemu-img` 는 파일만 만진다. VM 이 꺼져 있어도 돌고, 애초에 VM 이 존재하지\n않아도 된다.\n\n```bash\nqemu-img info base.qcow2 # 포맷·크기·backing file 보기\nqemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 new.qcow2 20G # 오버레이 만들기\nqemu-img convert -O raw disk.qcow2 disk.raw # 포맷 변환\n```\n\n**왜 여기 나오나** — 01 의 `virt-install --disk size=20,backing_store=...` 이\n내부적으로 `qemu-img create` 를 부른다. 게스트를 만들지 않고 디스크만 손보고\n싶을 때(골든 이미지, 오버레이 재생성) 이 도구를 직접 쓴다.\n\n**확인**\n\n```bash\nqemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 | head -5\n```\n\n`backing file:` 줄이 **없으면** 바닥 이미지고, **있으면** 오버레이다.\n" }, "context_range": { "start_line": 14121, "end_line": 14622 }, "context_lines": [ { "line": 14121, "text": "## 230. 디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리" }, { "line": 14122, "text": "" }, { "line": 14123, "text": "앞 항목의 \"완성된 디스크를 파일로 떠서 배포한다\"가 물리적으로 어떻게" }, { "line": 14124, "text": "가능한지를 아래에서 단계적으로 푼다." }, { "line": 14125, "text": "" }, { "line": 14126, "text": "**1단계 — 디스크는 바이트의 1차원 배열이다**" }, { "line": 14127, "text": "" }, { "line": 14128, "text": "하드디스크나 SSD는 운영체제에게 **섹터(보통 512B 또는 4096B)가 0번부터" }, { "line": 14129, "text": "쭉 늘어선 배열**로 보인다. 그 이상의 구조는 없다." }, { "line": 14130, "text": "" }, { "line": 14131, "text": "```" }, { "line": 14132, "text": "섹터: 0 1 2 3 ... 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"line": 14233, "text": "" }, { "line": 14234, "text": "```" }, { "line": 14235, "text": "가상 디스크 20GB 실제 파일 1.4GB" }, { "line": 14236, "text": " 0 ~ 64KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x50000" }, { "line": 14237, "text": " 64 ~ 128KB ── 없음 ──▶ 기록 안 함. 읽으면 0 을 만들어 돌려줌" }, { "line": 14238, "text": " 128 ~ 192KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x60000" }, { "line": 14239, "text": " ⋮" }, { "line": 14240, "text": "```" }, { "line": 14241, "text": "" }, { "line": 14242, "text": "**★ 매핑표만 담는 것이 아니다.** 표는 **같은 파일 안의 오프셋**을 가리키고," }, { "line": 14243, "text": "가리켜진 실제 데이터 클러스터도 그 파일 안에 함께 들어 있다. `disk size` 가" }, { "line": 14244, "text": "335MiB 인 것이 그 증거다 — 표만이라면 수십 KB 로 끝난다. 그리고 표에 적히는" }, { "line": 14245, "text": "값은 **호스트 물리 디스크의 주소가 아니라 파일 안의 몇 번째 바이트**다." }, { "line": 14246, "text": "그래서 파일을 다른 기계로 통째로 옮겨도 표가 그대로 유효하다. 파일 밖을" }, { "line": 14247, "text": "가리키는 것은 **백킹 파일 경로 하나뿐**이고, 그래서 그것만 따로 챙겨야 한다." }, { "line": 14248, "text": "" }, { "line": 14249, "text": "### 클러스터 — 매핑의 최소 단위" }, { "line": 14250, "text": "" }, { "line": 14251, "text": "섹터(512B) 하나하나를 매핑하면 표가 너무 커진다. 그래서 **클러스터**라는" }, { "line": 14252, "text": "덩어리 단위로 끊는다. 기본값은 64KB 다." }, { "line": 14253, "text": "" }, { "line": 14254, "text": "```bash" }, { "line": 14255, "text": "qemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2" }, { "line": 14256, "text": "```" }, { "line": 14257, "text": "" }, { "line": 14258, "text": "**실측**" }, { "line": 14259, "text": "" }, { "line": 14260, "text": "```" }, { "line": 14261, "text": "image: /var/lib/libvirt/images/base.qcow2" }, { "line": 14262, "text": "file format: qcow2" }, { "line": 14263, "text": "virtual size: 3 GiB (3221225472 bytes)" }, { "line": 14264, "text": "disk size: 335 MiB" }, { "line": 14265, "text": "cluster_size: 65536" }, { "line": 14266, "text": "```" }, { "line": 14267, "text": "" }, { "line": 14268, "text": "**어디를 봐야 하는가** — `virtual size`(게스트가 보는 크기)와 `disk size`" }, { "line": 14269, "text": "(파일이 실제로 차지하는 크기)의 차이, 그리고 `cluster_size: 65536`." }, { "line": 14270, "text": "**둘의 차이가 곧 \"안 쓴 구간\"이다.**" }, { "line": 14271, "text": "" }, { "line": 14272, "text": "**★ 클러스터는 물리 디스크와 무관하다.** qcow2 **파일 안에서만** 쓰는 논리" }, { "line": 14273, "text": "단위다. 「블록 크기」가 층마다 따로 있어서 헷갈리기 쉽다." }, { "line": 14274, "text": "" }, { "line": 14275, "text": "| 층 | 단위 이름 | 크기 | 누가 정하나 |" }, { "line": 14276, "text": "|---|---|---|---|" }, { "line": 14277, "text": "| 물리 SSD/HDD | 섹터(물리) | 512B / 4096B | 하드웨어 |" }, { "line": 14278, "text": "| 호스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 호스트 `mkfs` |" }, { "line": 14279, "text": "| **qcow2 파일** | **클러스터** | **64KB (기본)** | `qemu-img create` |" }, { "line": 14280, "text": "| 게스트가 보는 디스크 | 섹터(논리) | 512B | QEMU 가 흉내냄 |" }, { "line": 14281, "text": "| 게스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 게스트 `mkfs` |" }, { "line": 14282, "text": "" }, { "line": 14283, "text": "**다섯 층의 크기가 서로 달라도 상관없다.** 각 층이 자기 위층을 자기 단위로" }, { "line": 14284, "text": "쪼개 담을 뿐이다. 그리고 FAT·NTFS 도 할당 단위를 \"클러스터\"라고 부른다 —" }, { "line": 14285, "text": "**같은 단어, 다른 층**이다." }, { "line": 14286, "text": "" }, { "line": 14287, "text": "### 2단계 매핑 — L1 → L2 → 데이터" }, { "line": 14288, "text": "" }, { "line": 14289, "text": "매핑표를 한 장으로 만들면 20GB 디스크에 대해 표만 수 MB 가 된다. 대부분이" }, { "line": 14290, "text": "비어 있는데도 항상 들고 있어야 한다. 그래서 **두 단계로 나눈다.**" }, { "line": 14291, "text": "" }, { "line": 14292, "text": "```" }, { "line": 14293, "text": "게스트가 읽으려는 위치" }, { "line": 14294, "text": " │" }, { "line": 14295, "text": " ├─ 상위 비트 ──▶ [ L1 표 ] ──▶ L2 표가 있는 클러스터 위치" }, { "line": 14296, "text": " │ │" }, { "line": 14297, "text": " ├─ 중간 비트 ──────────────────────▶ [ L2 표 ] ──▶ 데이터 클러스터 위치" }, { "line": 14298, "text": " │ │" }, { "line": 14299, "text": " └─ 하위 16비트 ────────────────────────────────────────▶ 그 안의 몇 번째 바이트" }, { "line": 14300, "text": "```" }, { "line": 14301, "text": "" }, { "line": 14302, "text": "클러스터가 64KB(2^16)이고 표 항목이 8바이트이므로, L2 표 하나에 항목이" }, { "line": 14303, "text": "`65536 / 8 = 8192`(2^13)개 들어간다. 그래서 게스트 오프셋을 이렇게 자른다." }, { "line": 14304, "text": "" }, { "line": 14305, "text": "| 비트 | 쓰임 |" }, { "line": 14306, "text": "|---|---|" }, { "line": 14307, "text": "| 하위 16비트 | 클러스터 **안에서의** 위치 |" }, { "line": 14308, "text": "| 그다음 13비트 | **L2** 표에서 몇 번째 항목인가 |" }, { "line": 14309, "text": "| 그 위 전부 | **L1** 표에서 몇 번째 항목인가 |" }, { "line": 14310, "text": "" }, { "line": 14311, "text": "운영체제의 페이지 테이블과 같은 구조다. **필요한 L2 표만 만들면 되므로," }, { "line": 14312, "text": "안 쓴 영역은 L1 항목이 0 인 채로 끝난다.**" }, { "line": 14313, "text": "" }, { "line": 14314, "text": "### 항목이 0 이면 무슨 일이 생기나" }, { "line": 14315, "text": "" }, { "line": 14316, "text": "여기가 오버레이의 핵심이다." }, { "line": 14317, "text": "" }, { "line": 14318, "text": "| L2 항목 | 바닥(backing file) 이 | 결과 |" }, { "line": 14319, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14320, "text": "| 값이 있음 | (무관) | 이 파일의 그 위치를 읽는다 |" }, { "line": 14321, "text": "| **0** | **없음** | **0 으로 채운 64KB 를 만들어 돌려준다** |" }, { "line": 14322, "text": "| **0** | **있음** | **바닥 파일의 같은 위치를 읽는다** ← 오버레이 |" }, { "line": 14323, "text": "" }, { "line": 14324, "text": "그래서 `kc-lab-1.qcow2` 는 **자기가 바꾼 클러스터만** 들고 있고, 나머지는" }, { "line": 14325, "text": "전부 `base.qcow2` 를 본다. 20GB 를 선언해도 1.4GB 인 이유가 이것이다." }, { "line": 14326, "text": "" }, { "line": 14327, "text": "**★ 바닥 경로는 문자열로 박혀 있다.** 헤더에 `backing_file_offset` 이 있고" }, { "line": 14328, "text": "거기에 경로가 문자열로 들어간다. **바닥을 옮기거나 이름을 바꾸면 게스트가" }, { "line": 14329, "text": "부팅하지 못한다.** 오버레이만 다른 기계로 복사하면 안 되는 이유다." }, { "line": 14330, "text": "" }, { "line": 14331, "text": "```bash" }, { "line": 14332, "text": "qemu-img info kc-lab-1.qcow2 | grep \"backing file\"" }, { "line": 14333, "text": "```" }, { "line": 14334, "text": "" }, { "line": 14335, "text": "### refcount — 스냅샷과 copy-on-write 가 되는 이유" }, { "line": 14336, "text": "" }, { "line": 14337, "text": "qcow2 는 클러스터마다 **참조 횟수(refcount)** 를 따로 관리한다." }, { "line": 14338, "text": "" }, { "line": 14339, "text": "```" }, { "line": 14340, "text": "refcount = 1 → 나만 쓰는 클러스터. 그냥 덮어쓴다" }, { "line": 14341, "text": "refcount > 1 → 스냅샷과 공유 중. 쓰기 전에 복사본을 만들고 거기에 쓴다" }, { "line": 14342, "text": "```" }, { "line": 14343, "text": "" }, { "line": 14344, "text": "이것이 **copy-on-write** 다. `virsh snapshot-create-as` 로 스냅샷을 뜨면" }, { "line": 14345, "text": "데이터를 복사하는 것이 아니라 **refcount 만 올린다.** 그래서 스냅샷이" }, { "line": 14346, "text": "순식간에 찍히고, 그 뒤로 바뀌는 부분만 용량을 먹는다." }, { "line": 14347, "text": "" }, { "line": 14348, "text": "### 파일 맨 앞에는 헤더가 있다" }, { "line": 14349, "text": "" }, { "line": 14350, "text": "```" }, { "line": 14351, "text": "┌──────────┬────────────┬──────────┬─────────────┬──────────────┐" }, { "line": 14352, "text": "│ 헤더 │ refcount 표 │ L1 표 │ L2 표들 │ 데이터 클러스터 │" }, { "line": 14353, "text": "└──────────┴────────────┴──────────┴─────────────┴──────────────┘" }, { "line": 14354, "text": "```" }, { "line": 14355, "text": "" }, { "line": 14356, "text": "헤더에 들어 있는 것 — 매직값 `QFI\\xfb`, 버전, `cluster_bits`(64KB 면 16)," }, { "line": 14357, "text": "가상 디스크 크기, `l1_table_offset`, `refcount_table_offset`," }, { "line": 14358, "text": "`backing_file_offset`." }, { "line": 14359, "text": "" }, { "line": 14360, "text": "**섹터 하나하나에는 무엇이 적혀 있나** — 데이터 클러스터 안은 그냥 바이트다." }, { "line": 14361, "text": "의미는 **위치가 정한다.**" }, { "line": 14362, "text": "" }, { "line": 14363, "text": "```" }, { "line": 14364, "text": "섹터 0 MBR/GPT \"파티션 1 은 2048번 섹터부터\"" }, { "line": 14365, "text": "섹터 2048~ 슈퍼블록 \"블록 크기 4KB, inode 테이블은 여기부터\"" }, { "line": 14366, "text": "그 뒤 inode 테이블 파일마다 \"크기·권한·데이터가 몇 번 블록에\"" }, { "line": 14367, "text": "그 뒤 데이터 블록 실제 파일 내용" }, { "line": 14368, "text": "```" }, { "line": 14369, "text": "" }, { "line": 14370, "text": "**디스크 바깥에 보관되는 정보가 없다.** 그래서 배열을 통째로 옮기면 똑같이" }, { "line": 14371, "text": "부팅한다. qcow2 는 그 배열을 어떻게 파일에 담을지만 정할 뿐, 안에 무엇이" }, { "line": 14372, "text": "적히는지에는 관여하지 않는다." }, { "line": 14373, "text": "" }, { "line": 14374, "text": "**매직값 덕에 포맷을 알아본다.** `qemu-img info` 가 `file format: raw` 로" }, { "line": 14375, "text": "읽으면 그 파일은 qcow2 가 아니다 — 01 에서 base 이미지를 받다가 끊겨" }, { "line": 14376, "text": "HTML 오류 페이지를 저장했을 때 정확히 그렇게 나온다." }, { "line": 14377, "text": "" }, { "line": 14378, "text": "### 압축 — 배포용 이미지는 실제로 압축돼 있다" }, { "line": 14379, "text": "" }, { "line": 14380, "text": "qcow2 는 **클러스터 단위 zlib 압축**을 지원한다. 배포용 클라우드 이미지는" }, { "line": 14381, "text": "그것을 켜서 만든다. 「희소해서 작다」만으로는 설명이 안 되는 부분이 여기다." }, { "line": 14382, "text": "" }, { "line": 14383, "text": "```bash" }, { "line": 14384, "text": "qemu-img map --output=json /var/lib/libvirt/images/base.qcow2" }, { "line": 14385, "text": "```" }, { "line": 14386, "text": "" }, { "line": 14387, "text": "**실측** — Debian 12 genericcloud" }, { "line": 14388, "text": "" }, { "line": 14389, "text": "```" }, { "line": 14390, "text": "{'start': 0, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True} ← 압축된 클러스터" }, { "line": 14391, "text": "{'start': 65536, 'length': 983040, 'data': False, 'zero': True} ← 구멍" }, { "line": 14392, "text": "{'start': 1048576, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True}" }, { "line": 14393, "text": "" }, { "line": 14394, "text": "compressed 구간: 606개 / 전체 1236개" }, { "line": 14395, "text": "```" }, { "line": 14396, "text": "" }, { "line": 14397, "text": "**어디를 봐야 하는가** — `compressed: True` 항목이 있는가. 그리고 `data:" }, { "line": 14398, "text": "False, zero: True` 항목(구멍)과 구분되는가." }, { "line": 14399, "text": "" }, { "line": 14400, "text": "**세 가지가 겹쳐서 3 GiB 가 324 MiB 가 된다.**" }, { "line": 14401, "text": "" }, { "line": 14402, "text": "| 이유 | 이 이미지에서 |" }, { "line": 14403, "text": "|---|---|" }, { "line": 14404, "text": "| ① 안 쓴 공간을 안 적음 (희소) | 3 GiB 중 **2.01 GiB 가 구멍** |" }, { "line": 14405, "text": "| ② 쓴 부분을 zlib 압축 | 남은 1010 MiB → **324 MiB** |" }, { "line": 14406, "text": "| ③ genericcloud 자체가 작음 | GUI·문서·물리 하드웨어 드라이버 없음 |" }, { "line": 14407, "text": "" }, { "line": 14408, "text": "**압축 클러스터는 읽기 전용에 가깝다.** 읽을 때 자동으로 풀리지만, 게스트가" }, { "line": 14409, "text": "그 클러스터에 쓰면 **압축하지 않은 형태로 새로 할당**한다. 그래서 오버레이" }, { "line": 14410, "text": "(`kc-lab-1.qcow2`)에 쌓이는 것은 압축되지 않은 클러스터다. 바닥은 작은데" }, { "line": 14411, "text": "오버레이가 상대적으로 커 보이는 이유 중 하나다." }, { "line": 14412, "text": "" }, { "line": 14413, "text": "압축을 직접 걸려면 `qemu-img convert -c` 를 쓴다. **다만 쓰기가 잦은 디스크에" }, { "line": 14414, "text": "쓰지 않는다** — 매 쓰기마다 재압축이 아니라 비압축 클러스터 할당으로 흩어져" }, { "line": 14415, "text": "파편화된다." }, { "line": 14416, "text": "" }, { "line": 14417, "text": "### backing chain — Docker 의 레이어 쌓기에 해당하는 것" }, { "line": 14418, "text": "" }, { "line": 14419, "text": "체인은 **여러 겹**이 될 수 있다. Docker 가 레이어를 쌓는 것과 같은 구조다." }, { "line": 14420, "text": "" }, { "line": 14421, "text": "```" }, { "line": 14422, "text": "base.qcow2 ← k3s-golden.qcow2 ← kc-lab-1.qcow2" }, { "line": 14423, "text": " (배포본) (k3s 설치까지) (실험 중 변경분)" }, { "line": 14424, "text": "```" }, { "line": 14425, "text": "" }, { "line": 14426, "text": "```bash" }, { "line": 14427, "text": "qemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 바닥까지 사슬 전체" }, { "line": 14428, "text": "```" }, { "line": 14429, "text": "" }, { "line": 14430, "text": "**Docker 와 쓰임이 다르다.**" }, { "line": 14431, "text": "" }, { "line": 14432, "text": "| | Docker | qcow2 backing chain |" }, { "line": 14433, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14434, "text": "| 언제 쌓나 | **빌드 시점**에 의도적으로 | 주로 런타임 파생 |" }, { "line": 14435, "text": "| 층의 정체성 | 레이어마다 다이제스트 | **경로 문자열** |" }, { "line": 14436, "text": "| 배포 단위 | 레이어 tar 여러 개 + 매니페스트 | 파일들 (바닥까지 전부 필요) |" }, { "line": 14437, "text": "| 층이 깊어지면 | 읽기 성능 영향 적음 | **읽을 때마다 사슬을 거슬러 올라간다** |" }, { "line": 14438, "text": "" }, { "line": 14439, "text": "**Docker 이미지도 「하나의 파일」이 아니다.** 레지스트리에는 레이어 blob 이" }, { "line": 14440, "text": "따로 있고 매니페스트가 묶는다. `docker save` 로 tar 하나로 뭉칠 수는 있지만," }, { "line": 14441, "text": "그건 배포 형태가 아니라 내보내기 형태다." }, { "line": 14442, "text": "" }, { "line": 14443, "text": "**★ 체인이 깊으면 읽기가 느려진다.** 클러스터가 어느 층에 있는지 찾으려면" }, { "line": 14444, "text": "L2 항목이 0 일 때마다 한 층 아래로 내려가야 한다. 실험대에서 층을 두세 겹" }, { "line": 14445, "text": "넘게 쌓지 않는 이유다. 굳히려면 `qemu-img commit`(아래층에 병합)이나" }, { "line": 14446, "text": "`qemu-img convert`(단일 파일로 평탄화)를 쓴다." }, { "line": 14447, "text": "" }, { "line": 14448, "text": "### 압축되는 내용은 「그 위치의 바이트」일 뿐이다" }, { "line": 14449, "text": "" }, { "line": 14450, "text": "**클러스터 하나(64KB)를 통째로 zlib 압축해서 저장한다.** 안에 파일시스템" }, { "line": 14451, "text": "메타데이터가 들었는지 파일 내용이 들었는지는 **보지 않는다.**" }, { "line": 14452, "text": "" }, { "line": 14453, "text": "L2 항목에 세 가지가 들어간다." }, { "line": 14454, "text": "" }, { "line": 14455, "text": "```" }, { "line": 14456, "text": "[압축 플래그] [파일 안 오프셋] [압축된 바이트 길이]" }, { "line": 14457, "text": "```" }, { "line": 14458, "text": "" }, { "line": 14459, "text": "읽을 때 그 범위를 읽어 풀면 64KB 가 나온다. 압축 단위가 클러스터이므로" }, { "line": 14460, "text": "**1바이트를 읽어도 그 클러스터 전체를 풀어야 한다.**" }, { "line": 14461, "text": "" }, { "line": 14462, "text": "### base 이미지는 만드는 것이 아니라 받는 것이다" }, { "line": 14463, "text": "" }, { "line": 14464, "text": "여기가 헷갈리기 쉽다. **`qemu-img` 로 base 를 만들지 않는다.**" }, { "line": 14465, "text": "" }, { "line": 14466, "text": "```bash" }, { "line": 14467, "text": "# 바닥 — 받는다. 이미 압축된 qcow2 로 온다" }, { "line": 14468, "text": "curl -fL --output base.qcow2 \\" }, { "line": 14469, "text": " https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/latest/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2" }, { "line": 14470, "text": "" }, { "line": 14471, "text": "# 오버레이 — 만든다. 즉시 끝나고 몇 KB 다" }, { "line": 14472, "text": "qemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 kc-lab-1.qcow2 20G" }, { "line": 14473, "text": "```" }, { "line": 14474, "text": "" }, { "line": 14475, "text": "| | 무엇 | 어떻게 |" }, { "line": 14476, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14477, "text": "| `base.qcow2` | Debian 이 배포하는 **설치 끝난 디스크** | **내려받는다** |" }, { "line": 14478, "text": "| `kc-lab-1.qcow2` | 빈 껍데기 + base 를 가리키는 포인터 | `qemu-img create -b` |" }, { "line": 14479, "text": "" }, { "line": 14480, "text": "**★ 받은 파일은 ISO 가 아니다.** ISO 는 **설치 미디어**이고, 이것은 **설치가" }, { "line": 14481, "text": "끝난 디스크**다. 그래서 부팅하면 설치 마법사가 아니라 곧바로 로그인" }, { "line": 14482, "text": "프롬프트가 뜬다. 시드 ISO(`seed-kc-lab-1.iso`)만이 진짜 ISO 인데, 그것도" }, { "line": 14483, "text": "운영체제가 아니라 cloud-init 설정 파일 두 개를 담은 데이터 볼륨이다." }, { "line": 14484, "text": "" }, { "line": 14485, "text": "**★ 압축도 우리가 한 것이 아니다.** Debian 이 배포 시점에 압축해서 올린다." }, { "line": 14486, "text": "`qemu-img convert -c` 를 돌린 적이 없는데도 `compressed: True` 가 나오는" }, { "line": 14487, "text": "이유다. 그래서 「받아서 압축한다」가 아니라 「압축된 것을 받는다」가 맞다." }, { "line": 14488, "text": "" }, { "line": 14489, "text": "### 게스트의 변경사항은 이미 오버레이에 들어 있다" }, { "line": 14490, "text": "" }, { "line": 14491, "text": "**「작업이 끝나면 이미지로 만든다」가 아니다.** 게스트가 디스크에 쓰는 순간" }, { "line": 14492, "text": "QEMU 가 그 클러스터를 오버레이에 할당해 기록한다. `kc-lab-1.qcow2` 가 **그" }, { "line": 14493, "text": "자체로 변경사항 파일**이다. 실시간으로." }, { "line": 14494, "text": "" }, { "line": 14495, "text": "그래서 「VM 을 이미지로 뜬다」는 별도 작업이 없다. 필요한 것은 **그 파일을" }, { "line": 14496, "text": "재사용 가능한 바닥으로 굳히는** 작업이고, 그건 다른 일이다." }, { "line": 14497, "text": "" }, { "line": 14498, "text": "```bash" }, { "line": 14499, "text": "virsh shutdown kc-lab-1 # 반드시 끄고. 켠 채로 복사하면 파일시스템이 깨진 상태로 굳는다" }, { "line": 14500, "text": "virt-sysprep -a /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2" }, { "line": 14501, "text": "```" }, { "line": 14502, "text": "" }, { "line": 14503, "text": "**`virt-sysprep` 이 지우는 것** — hostname, `machine-id`, SSH 호스트키, 로그," }, { "line": 14504, "text": "cloud-init 실행 상태, 셸 히스토리." }, { "line": 14505, "text": "" }, { "line": 14506, "text": "**안 하면 무슨 일이 생기나** — 그 이미지로 만든 게스트들이 전부 같은" }, { "line": 14507, "text": "`machine-id` 와 같은 SSH 호스트키를 갖는다. DHCP 가 같은 클라이언트로 오인해" }, { "line": 14508, "text": "IP 를 하나만 주거나, SSH 가 호스트키 충돌로 경고를 뱉는다. 그리고 cloud-init" }, { "line": 14509, "text": "이 「이미 실행됨」으로 표시돼 있어서 **새 게스트에서 아예 돌지 않는다** —" }, { "line": 14510, "text": "증상은 「호스트명이 안 바뀐다」로 나타난다." }, { "line": 14511, "text": "" }, { "line": 14512, "text": "### 오버레이를 쌓는 법" }, { "line": 14513, "text": "" }, { "line": 14514, "text": "```bash" }, { "line": 14515, "text": "# ① base 위에 골든을 만든다" }, { "line": 14516, "text": "qemu-img create -f qcow2 \\" }, { "line": 14517, "text": " -b /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 -F qcow2 \\" }, { "line": 14518, "text": " /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 20G" }, { "line": 14519, "text": "# → 이 디스크로 VM 을 띄워 k3s 설치 → shutdown → virt-sysprep" }, { "line": 14520, "text": "" }, { "line": 14521, "text": "# ② 골든 위에 게스트를 만든다" }, { "line": 14522, "text": "qemu-img create -f qcow2 \\" }, { "line": 14523, "text": " -b /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 -F qcow2 \\" }, { "line": 14524, "text": " /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2 20G" }, { "line": 14525, "text": "```" }, { "line": 14526, "text": "" }, { "line": 14527, "text": "| 옵션 | 뜻 |" }, { "line": 14528, "text": "|---|---|" }, { "line": 14529, "text": "| `-f qcow2` | **만들 파일**의 포맷 |" }, { "line": 14530, "text": "| `-b` | backing file (바닥) |" }, { "line": 14531, "text": "| `-F qcow2` | **바닥**의 포맷. 생략하면 거부된다 — 포맷 자동 추측은 보안 문제라 막혀 있다 |" }, { "line": 14532, "text": "| `20G` | 가상 크기. 바닥보다 작으면 안 된다 |" }, { "line": 14533, "text": "" }, { "line": 14534, "text": "`virt-install --disk size=20,backing_store=...` 가 내부적으로 이것을 부른다." }, { "line": 14535, "text": "직접 칠 일은 골든을 만들거나 오버레이만 초기화할 때다." }, { "line": 14536, "text": "" }, { "line": 14537, "text": "**★ 바닥은 절대 수정하지 않는다.** 오버레이는 「바닥이 그대로」를 전제로" }, { "line": 14538, "text": "변경분만 들고 있다. 바닥을 고치면 그 위 게스트가 **전부** 깨진다. 골든을" }, { "line": 14539, "text": "갱신할 때는 수정이 아니라 **새 파일을 만들고 새 게스트부터 그것을 쓰게**" }, { "line": 14540, "text": "한다." }, { "line": 14541, "text": "" }, { "line": 14542, "text": "**★ 경로는 절대경로로 준다.** 헤더에 문자열로 박히므로 상대경로면 작업" }, { "line": 14543, "text": "디렉터리가 바뀌는 순간 못 찾는다." }, { "line": 14544, "text": "" }, { "line": 14545, "text": "**확인**" }, { "line": 14546, "text": "" }, { "line": 14547, "text": "```bash" }, { "line": 14548, "text": "qemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 지우기·고치기 전 항상 이것부터" }, { "line": 14549, "text": "```" }, { "line": 14550, "text": "" }, { "line": 14551, "text": "### 사슬을 끊는 두 가지 방법" }, { "line": 14552, "text": "" }, { "line": 14553, "text": "골든을 정리하고 싶은데 오버레이가 물려 있을 때 쓴다." }, { "line": 14554, "text": "" }, { "line": 14555, "text": "| 명령 | 무엇을 하나 | 결과 |" }, { "line": 14556, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14557, "text": "| `qemu-img commit <오버레이>` | 오버레이의 변경분을 **바닥에 병합** | 바닥이 바뀐다. **다른 오버레이가 있으면 그것들이 깨진다** |" }, { "line": 14558, "text": "| `qemu-img convert -O qcow2 <오버레이> <새파일>` | 사슬 전체를 읽어 **단일 파일로 평탄화** | 바닥과 무관해진다. 용량은 늘어난다 |" }, { "line": 14559, "text": "" }, { "line": 14560, "text": "**옮길 때는 `convert` 가 안전하다.** 다른 기계로 게스트를 보낼 때 오버레이만" }, { "line": 14561, "text": "복사하면 바닥이 없어 부팅하지 못한다. 평탄화하면 파일 하나로 완결된다." }, { "line": 14562, "text": "" }, { "line": 14563, "text": "```bash" }, { "line": 14564, "text": "qemu-img convert -O qcow2 -c kc-lab-1.qcow2 kc-lab-1-standalone.qcow2" }, { "line": 14565, "text": "```" }, { "line": 14566, "text": "" }, { "line": 14567, "text": "`-c` 를 붙이면 압축까지 해서 옮기기 좋아진다 — 배포용 base 이미지가 그렇게" }, { "line": 14568, "text": "만들어진다." }, { "line": 14569, "text": "" }, { "line": 14570, "text": "### raw 와의 비교" }, { "line": 14571, "text": "" }, { "line": 14572, "text": "| | raw | qcow2 |" }, { "line": 14573, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14574, "text": "| 구조 | 섹터 배열 그대로 | 헤더 + 매핑표 + 데이터 |" }, { "line": 14575, "text": "| 20GB 선언 시 파일 | 20GB | **쓴 만큼만** |" }, { "line": 14576, "text": "| backing file | 없음 | 있음 → 오버레이 |" }, { "line": 14577, "text": "| 내부 스냅샷 | 없음 | 있음 (refcount) |" }, { "line": 14578, "text": "| 읽기 성능 | 매핑이 없어 약간 빠름 | 매핑 조회가 한 번 더 |" }, { "line": 14579, "text": "" }, { "line": 14580, "text": "이 실험대는 게스트 디스크에 qcow2, 시드 ISO 에 raw 를 쓴다. **시드가 raw" }, { "line": 14581, "text": "라서 내부 스냅샷이 거부된다** — 위 「그래서 마이그레이션과 스냅샷이 된다」" }, { "line": 14582, "text": "참고." }, { "line": 14583, "text": "" }, { "line": 14584, "text": "**확인**" }, { "line": 14585, "text": "" }, { "line": 14586, "text": "```bash" }, { "line": 14587, "text": "qemu-img info <파일> # 포맷·크기·cluster_size·backing file" }, { "line": 14588, "text": "qemu-img check <파일> # 매핑표와 refcount 정합성 검사" }, { "line": 14589, "text": "qemu-img map --output=json <파일> | head # 어느 구간이 실제로 할당됐는지" }, { "line": 14590, "text": "qemu-img info --backing-chain <파일> # 바닥까지 사슬 전체" }, { "line": 14591, "text": "```" }, { "line": 14592, "text": "" }, { "line": 14593, "text": "## 232. `qemu-img` 와 `qemu-system-x86_64` 는 다른 도구다" }, { "line": 14594, "text": "" }, { "line": 14595, "text": "**무엇인가** — 이름이 비슷해서 헷갈리는데 하는 일이 완전히 다르다." }, { "line": 14596, "text": "" }, { "line": 14597, "text": "| 도구 | 무엇을 하나 | VM 을 돌리나 |" }, { "line": 14598, "text": "|---|---|---|" }, { "line": 14599, "text": "| `qemu-img` | **디스크 이미지 파일**을 만들고·보고·변환한다 | **아니다** |" }, { "line": 14600, "text": "| `qemu-system-x86_64` | 가상 머신을 **실행**한다 | 그렇다 |" }, { "line": 14601, "text": "" }, { "line": 14602, "text": "`qemu-img` 는 파일만 만진다. VM 이 꺼져 있어도 돌고, 애초에 VM 이 존재하지" }, { "line": 14603, "text": "않아도 된다." }, { "line": 14604, "text": "" }, { "line": 14605, "text": "```bash" }, { "line": 14606, "text": "qemu-img info base.qcow2 # 포맷·크기·backing file 보기" }, { "line": 14607, "text": "qemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 new.qcow2 20G # 오버레이 만들기" }, { "line": 14608, "text": "qemu-img convert -O raw disk.qcow2 disk.raw # 포맷 변환" }, { "line": 14609, "text": "```" }, { "line": 14610, "text": "" }, { "line": 14611, "text": "**왜 여기 나오나** — 01 의 `virt-install --disk size=20,backing_store=...` 이" }, { "line": 14612, "text": "내부적으로 `qemu-img create` 를 부른다. 게스트를 만들지 않고 디스크만 손보고" }, { "line": 14613, "text": "싶을 때(골든 이미지, 오버레이 재생성) 이 도구를 직접 쓴다." }, { "line": 14614, "text": "" }, { "line": 14615, "text": "**확인**" }, { "line": 14616, "text": "" }, { "line": 14617, "text": "```bash" }, { "line": 14618, "text": "qemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 | head -5" }, { "line": 14619, "text": "```" }, { "line": 14620, "text": "" }, { "line": 14621, "text": "`backing file:` 줄이 **없으면** 바닥 이미지고, **있으면** 오버레이다." }, { "line": 14622, "text": "" } ], "numbered_context": "14121 | ## 230. 디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리\n14122 | \n14123 | 앞 항목의 \"완성된 디스크를 파일로 떠서 배포한다\"가 물리적으로 어떻게\n14124 | 가능한지를 아래에서 단계적으로 푼다.\n14125 | \n14126 | **1단계 — 디스크는 바이트의 1차원 배열이다**\n14127 | \n14128 | 하드디스크나 SSD는 운영체제에게 **섹터(보통 512B 또는 4096B)가 0번부터\n14129 | 쭉 늘어선 배열**로 보인다. 그 이상의 구조는 없다.\n14130 | \n14131 | ```\n14132 | 섹터: 0 1 2 3 ... N\n14133 | ┌────────┬────────┬────────┬────────┬─────┬────────┐\n14134 | │ MBR/GPT│ 파티션 │ 파일시스템 메타 │ 데이터 … │\n14135 | └────────┴────────┴────────┴────────┴─────┴────────┘\n14136 | ```\n14137 | \n14138 | 파티션 테이블도, 파일시스템도, 부트로더도 **전부 이 배열 안의 특정 위치에\n14139 | 기록된 바이트**일 뿐이다. 디스크 바깥에 따로 보관되는 정보가 없다.\n14140 | \n14141 | **2단계 — 그래서 배열 전체를 파일에 담을 수 있다**\n14142 | \n14143 | 배열을 처음부터 끝까지 그대로 파일에 쓰면 그것이 **raw 이미지**다.\n14144 | \n14145 | ```bash\n14146 | dd if=/dev/sda of=disk.img bs=4M # 디스크 전체를 파일로\n14147 | dd if=disk.img of=/dev/sdb bs=4M # 파일을 다른 디스크로 되돌림\n14148 | ```\n14149 | \n14150 | 되돌린 디스크는 원본과 **바이트 단위로 동일**하므로 똑같이 부팅된다.\n14151 | \"OS를 복사했다\"는 말의 실체가 이것이다. 특별한 마법이 아니라\n14152 | **배열을 그대로 옮긴 것**이다.\n14153 | \n14154 | **3단계 — VM에서는 그 파일이 곧 디스크다**\n14155 | \n14156 | 물리 디스크로 되돌릴 필요조차 없다. QEMU에게 \"이 파일을 디스크로 취급하라\"고\n14157 | 하면 게스트는 그것을 진짜 디스크로 인식한다. 게스트가 섹터 1234를 읽으면\n14158 | QEMU가 파일의 해당 오프셋을 읽어 돌려준다.\n14159 | \n14160 | ```\n14161 | 게스트 커널: \"섹터 1234 읽어줘\"\n14162 | │\n14163 | ▼\n14164 | QEMU: 파일의 1234 × 512 바이트 위치를 읽음\n14165 | │\n14166 | ▼\n14167 | 호스트 파일시스템: kc-lab-1.qcow2\n14168 | ```\n14169 | \n14170 | **4단계 — qcow2는 raw의 개선판이다**\n14171 | \n14172 | raw 이미지는 20GB짜리 디스크면 파일도 20GB다. qcow2는 세 가지를 더한다.\n14173 | \n14174 | | 기능 | 내용 |\n14175 | |---|---|\n14176 | | 희소 저장 | 실제로 쓰인 영역만 파일에 담는다 (20G 디스크 → 264M 파일) |\n14177 | | backing file | 다른 이미지를 \"바탕\"으로 삼고 차이만 저장 |\n14178 | | 스냅샷 | 특정 시점 상태를 보존 |\n14179 | \n14180 | qcow2 내부는 **2단계 페이지 테이블**과 같은 구조다.\n14181 | \n14182 | ```\n14183 | 게스트 섹터 주소\n14184 | │\n14185 | ▼\n14186 | ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌──────────────┐\n14187 | │ L1 테이블│ ─────▶ │ L2 테이블│ ─────▶ │ 데이터 클러스터│\n14188 | └─────────┘ └─────────┘ │ (기본 64KB) │\n14189 | │ └──────────────┘\n14190 | │ 항목이 비어 있으면\n14191 | ▼\n14192 | backing file 로 위임\n14193 | (base.qcow2)\n14194 | ```\n14195 | \n14196 | **읽기**: L1 → L2를 따라가 클러스터를 찾는다. 항목이 비어 있으면\n14197 | **backing file에게 그 주소를 다시 묻는다.** 그래서 오버레이에 아무것도\n14198 | 없어도 base의 내용이 그대로 보인다.\n14199 | \n14200 | **쓰기 (copy-on-write)**: 그 클러스터를 backing에서 읽어와 오버레이에\n14201 | 복사한 뒤 수정한다. 이후 그 클러스터는 오버레이에서 직접 읽힌다.\n14202 | **base 파일은 절대 수정되지 않는다.**\n14203 | \n14204 | 이것이 20G VM 두 대가 850M만 쓰는 이유이고, 실험을 망쳤을 때\n14205 | **오버레이만 지우면 몇 초 만에 초기 상태로 돌아가는** 이유다.\n14206 | \n14207 | **5단계 — 그대로 복제할 때 남는 문제**\n14208 | \n14209 | 디스크가 바이트 단위로 같으므로 **안에 적힌 식별자도 같아진다.**\n14210 | \n14211 | | 항목 | 중복되면 |\n14212 | |---|---|\n14213 | | machine-id | systemd/DHCP가 두 기계를 같은 기계로 오인 |\n14214 | | SSH 호스트 키 | 두 서버가 같은 신원을 주장 → MITM 탐지 무력화 |\n14215 | | 파일시스템 UUID | `/etc/fstab`이 엉뚱한 디스크를 마운트 |\n14216 | | hostname | 로그·클러스터에서 노드 구분 불가 |\n14217 | \n14218 | 클라우드 이미지가 이 값들을 **비워둔 채 배포하고**, cloud-init이 첫 부팅에\n14219 | 채우는 이유가 바로 이것이다. 앞 항목의 \"빈칸\" 표와 여기가 연결된다.\n14220 | \n14221 | ## 231. qcow2 파일 내부는 어떻게 생겼나 — 매핑표가 전부다\n14222 | \n14223 | 앞의 「디스크 이미지를 \"복사한다\"는 것의 실제 원리」가 **raw** 를 설명했다.\n14224 | 여기서는 raw 에 무엇을 더하면 qcow2 가 되는지를 푼다.\n14225 | \n14226 | **출발점** — 디스크는 섹터가 0번부터 늘어선 1차원 배열이고, 그 배열을 그대로\n14227 | 파일에 쓰면 raw 다. 20GB 디스크는 20GB 파일이 된다. **안 쓴 구간까지 0으로\n14228 | 가득 채워서 기록**하기 때문이다.\n14229 | \n14230 | **qcow2 가 더하는 것은 하나** — 「가상 디스크의 이 위치가 파일 안의 어디에\n14231 | 있는가」를 적어 둔 **매핑표**다. 안 쓴 구간은 아예 기록하지 않고 매핑표에도\n14232 | 안 적는다.\n14233 | \n14234 | ```\n14235 | 가상 디스크 20GB 실제 파일 1.4GB\n14236 | 0 ~ 64KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x50000\n14237 | 64 ~ 128KB ── 없음 ──▶ 기록 안 함. 읽으면 0 을 만들어 돌려줌\n14238 | 128 ~ 192KB ── 매핑 ──▶ 파일 오프셋 0x60000\n14239 | ⋮\n14240 | ```\n14241 | \n14242 | **★ 매핑표만 담는 것이 아니다.** 표는 **같은 파일 안의 오프셋**을 가리키고,\n14243 | 가리켜진 실제 데이터 클러스터도 그 파일 안에 함께 들어 있다. `disk size` 가\n14244 | 335MiB 인 것이 그 증거다 — 표만이라면 수십 KB 로 끝난다. 그리고 표에 적히는\n14245 | 값은 **호스트 물리 디스크의 주소가 아니라 파일 안의 몇 번째 바이트**다.\n14246 | 그래서 파일을 다른 기계로 통째로 옮겨도 표가 그대로 유효하다. 파일 밖을\n14247 | 가리키는 것은 **백킹 파일 경로 하나뿐**이고, 그래서 그것만 따로 챙겨야 한다.\n14248 | \n14249 | ### 클러스터 — 매핑의 최소 단위\n14250 | \n14251 | 섹터(512B) 하나하나를 매핑하면 표가 너무 커진다. 그래서 **클러스터**라는\n14252 | 덩어리 단위로 끊는다. 기본값은 64KB 다.\n14253 | \n14254 | ```bash\n14255 | qemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\n14256 | ```\n14257 | \n14258 | **실측**\n14259 | \n14260 | ```\n14261 | image: /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\n14262 | file format: qcow2\n14263 | virtual size: 3 GiB (3221225472 bytes)\n14264 | disk size: 335 MiB\n14265 | cluster_size: 65536\n14266 | ```\n14267 | \n14268 | **어디를 봐야 하는가** — `virtual size`(게스트가 보는 크기)와 `disk size`\n14269 | (파일이 실제로 차지하는 크기)의 차이, 그리고 `cluster_size: 65536`.\n14270 | **둘의 차이가 곧 \"안 쓴 구간\"이다.**\n14271 | \n14272 | **★ 클러스터는 물리 디스크와 무관하다.** qcow2 **파일 안에서만** 쓰는 논리\n14273 | 단위다. 「블록 크기」가 층마다 따로 있어서 헷갈리기 쉽다.\n14274 | \n14275 | | 층 | 단위 이름 | 크기 | 누가 정하나 |\n14276 | |---|---|---|---|\n14277 | | 물리 SSD/HDD | 섹터(물리) | 512B / 4096B | 하드웨어 |\n14278 | | 호스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 호스트 `mkfs` |\n14279 | | **qcow2 파일** | **클러스터** | **64KB (기본)** | `qemu-img create` |\n14280 | | 게스트가 보는 디스크 | 섹터(논리) | 512B | QEMU 가 흉내냄 |\n14281 | | 게스트 파일시스템 | 블록 | 보통 4KB | 게스트 `mkfs` |\n14282 | \n14283 | **다섯 층의 크기가 서로 달라도 상관없다.** 각 층이 자기 위층을 자기 단위로\n14284 | 쪼개 담을 뿐이다. 그리고 FAT·NTFS 도 할당 단위를 \"클러스터\"라고 부른다 —\n14285 | **같은 단어, 다른 층**이다.\n14286 | \n14287 | ### 2단계 매핑 — L1 → L2 → 데이터\n14288 | \n14289 | 매핑표를 한 장으로 만들면 20GB 디스크에 대해 표만 수 MB 가 된다. 대부분이\n14290 | 비어 있는데도 항상 들고 있어야 한다. 그래서 **두 단계로 나눈다.**\n14291 | \n14292 | ```\n14293 | 게스트가 읽으려는 위치\n14294 | │\n14295 | ├─ 상위 비트 ──▶ [ L1 표 ] ──▶ L2 표가 있는 클러스터 위치\n14296 | │ │\n14297 | ├─ 중간 비트 ──────────────────────▶ [ L2 표 ] ──▶ 데이터 클러스터 위치\n14298 | │ │\n14299 | └─ 하위 16비트 ────────────────────────────────────────▶ 그 안의 몇 번째 바이트\n14300 | ```\n14301 | \n14302 | 클러스터가 64KB(2^16)이고 표 항목이 8바이트이므로, L2 표 하나에 항목이\n14303 | `65536 / 8 = 8192`(2^13)개 들어간다. 그래서 게스트 오프셋을 이렇게 자른다.\n14304 | \n14305 | | 비트 | 쓰임 |\n14306 | |---|---|\n14307 | | 하위 16비트 | 클러스터 **안에서의** 위치 |\n14308 | | 그다음 13비트 | **L2** 표에서 몇 번째 항목인가 |\n14309 | | 그 위 전부 | **L1** 표에서 몇 번째 항목인가 |\n14310 | \n14311 | 운영체제의 페이지 테이블과 같은 구조다. **필요한 L2 표만 만들면 되므로,\n14312 | 안 쓴 영역은 L1 항목이 0 인 채로 끝난다.**\n14313 | \n14314 | ### 항목이 0 이면 무슨 일이 생기나\n14315 | \n14316 | 여기가 오버레이의 핵심이다.\n14317 | \n14318 | | L2 항목 | 바닥(backing file) 이 | 결과 |\n14319 | |---|---|---|\n14320 | | 값이 있음 | (무관) | 이 파일의 그 위치를 읽는다 |\n14321 | | **0** | **없음** | **0 으로 채운 64KB 를 만들어 돌려준다** |\n14322 | | **0** | **있음** | **바닥 파일의 같은 위치를 읽는다** ← 오버레이 |\n14323 | \n14324 | 그래서 `kc-lab-1.qcow2` 는 **자기가 바꾼 클러스터만** 들고 있고, 나머지는\n14325 | 전부 `base.qcow2` 를 본다. 20GB 를 선언해도 1.4GB 인 이유가 이것이다.\n14326 | \n14327 | **★ 바닥 경로는 문자열로 박혀 있다.** 헤더에 `backing_file_offset` 이 있고\n14328 | 거기에 경로가 문자열로 들어간다. **바닥을 옮기거나 이름을 바꾸면 게스트가\n14329 | 부팅하지 못한다.** 오버레이만 다른 기계로 복사하면 안 되는 이유다.\n14330 | \n14331 | ```bash\n14332 | qemu-img info kc-lab-1.qcow2 | grep \"backing file\"\n14333 | ```\n14334 | \n14335 | ### refcount — 스냅샷과 copy-on-write 가 되는 이유\n14336 | \n14337 | qcow2 는 클러스터마다 **참조 횟수(refcount)** 를 따로 관리한다.\n14338 | \n14339 | ```\n14340 | refcount = 1 → 나만 쓰는 클러스터. 그냥 덮어쓴다\n14341 | refcount > 1 → 스냅샷과 공유 중. 쓰기 전에 복사본을 만들고 거기에 쓴다\n14342 | ```\n14343 | \n14344 | 이것이 **copy-on-write** 다. `virsh snapshot-create-as` 로 스냅샷을 뜨면\n14345 | 데이터를 복사하는 것이 아니라 **refcount 만 올린다.** 그래서 스냅샷이\n14346 | 순식간에 찍히고, 그 뒤로 바뀌는 부분만 용량을 먹는다.\n14347 | \n14348 | ### 파일 맨 앞에는 헤더가 있다\n14349 | \n14350 | ```\n14351 | ┌──────────┬────────────┬──────────┬─────────────┬──────────────┐\n14352 | │ 헤더 │ refcount 표 │ L1 표 │ L2 표들 │ 데이터 클러스터 │\n14353 | └──────────┴────────────┴──────────┴─────────────┴──────────────┘\n14354 | ```\n14355 | \n14356 | 헤더에 들어 있는 것 — 매직값 `QFI\\xfb`, 버전, `cluster_bits`(64KB 면 16),\n14357 | 가상 디스크 크기, `l1_table_offset`, `refcount_table_offset`,\n14358 | `backing_file_offset`.\n14359 | \n14360 | **섹터 하나하나에는 무엇이 적혀 있나** — 데이터 클러스터 안은 그냥 바이트다.\n14361 | 의미는 **위치가 정한다.**\n14362 | \n14363 | ```\n14364 | 섹터 0 MBR/GPT \"파티션 1 은 2048번 섹터부터\"\n14365 | 섹터 2048~ 슈퍼블록 \"블록 크기 4KB, inode 테이블은 여기부터\"\n14366 | 그 뒤 inode 테이블 파일마다 \"크기·권한·데이터가 몇 번 블록에\"\n14367 | 그 뒤 데이터 블록 실제 파일 내용\n14368 | ```\n14369 | \n14370 | **디스크 바깥에 보관되는 정보가 없다.** 그래서 배열을 통째로 옮기면 똑같이\n14371 | 부팅한다. qcow2 는 그 배열을 어떻게 파일에 담을지만 정할 뿐, 안에 무엇이\n14372 | 적히는지에는 관여하지 않는다.\n14373 | \n14374 | **매직값 덕에 포맷을 알아본다.** `qemu-img info` 가 `file format: raw` 로\n14375 | 읽으면 그 파일은 qcow2 가 아니다 — 01 에서 base 이미지를 받다가 끊겨\n14376 | HTML 오류 페이지를 저장했을 때 정확히 그렇게 나온다.\n14377 | \n14378 | ### 압축 — 배포용 이미지는 실제로 압축돼 있다\n14379 | \n14380 | qcow2 는 **클러스터 단위 zlib 압축**을 지원한다. 배포용 클라우드 이미지는\n14381 | 그것을 켜서 만든다. 「희소해서 작다」만으로는 설명이 안 되는 부분이 여기다.\n14382 | \n14383 | ```bash\n14384 | qemu-img map --output=json /var/lib/libvirt/images/base.qcow2\n14385 | ```\n14386 | \n14387 | **실측** — Debian 12 genericcloud\n14388 | \n14389 | ```\n14390 | {'start': 0, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True} ← 압축된 클러스터\n14391 | {'start': 65536, 'length': 983040, 'data': False, 'zero': True} ← 구멍\n14392 | {'start': 1048576, 'length': 65536, 'data': True, 'compressed': True}\n14393 | \n14394 | compressed 구간: 606개 / 전체 1236개\n14395 | ```\n14396 | \n14397 | **어디를 봐야 하는가** — `compressed: True` 항목이 있는가. 그리고 `data:\n14398 | False, zero: True` 항목(구멍)과 구분되는가.\n14399 | \n14400 | **세 가지가 겹쳐서 3 GiB 가 324 MiB 가 된다.**\n14401 | \n14402 | | 이유 | 이 이미지에서 |\n14403 | |---|---|\n14404 | | ① 안 쓴 공간을 안 적음 (희소) | 3 GiB 중 **2.01 GiB 가 구멍** |\n14405 | | ② 쓴 부분을 zlib 압축 | 남은 1010 MiB → **324 MiB** |\n14406 | | ③ genericcloud 자체가 작음 | GUI·문서·물리 하드웨어 드라이버 없음 |\n14407 | \n14408 | **압축 클러스터는 읽기 전용에 가깝다.** 읽을 때 자동으로 풀리지만, 게스트가\n14409 | 그 클러스터에 쓰면 **압축하지 않은 형태로 새로 할당**한다. 그래서 오버레이\n14410 | (`kc-lab-1.qcow2`)에 쌓이는 것은 압축되지 않은 클러스터다. 바닥은 작은데\n14411 | 오버레이가 상대적으로 커 보이는 이유 중 하나다.\n14412 | \n14413 | 압축을 직접 걸려면 `qemu-img convert -c` 를 쓴다. **다만 쓰기가 잦은 디스크에\n14414 | 쓰지 않는다** — 매 쓰기마다 재압축이 아니라 비압축 클러스터 할당으로 흩어져\n14415 | 파편화된다.\n14416 | \n14417 | ### backing chain — Docker 의 레이어 쌓기에 해당하는 것\n14418 | \n14419 | 체인은 **여러 겹**이 될 수 있다. Docker 가 레이어를 쌓는 것과 같은 구조다.\n14420 | \n14421 | ```\n14422 | base.qcow2 ← k3s-golden.qcow2 ← kc-lab-1.qcow2\n14423 | (배포본) (k3s 설치까지) (실험 중 변경분)\n14424 | ```\n14425 | \n14426 | ```bash\n14427 | qemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 바닥까지 사슬 전체\n14428 | ```\n14429 | \n14430 | **Docker 와 쓰임이 다르다.**\n14431 | \n14432 | | | Docker | qcow2 backing chain |\n14433 | |---|---|---|\n14434 | | 언제 쌓나 | **빌드 시점**에 의도적으로 | 주로 런타임 파생 |\n14435 | | 층의 정체성 | 레이어마다 다이제스트 | **경로 문자열** |\n14436 | | 배포 단위 | 레이어 tar 여러 개 + 매니페스트 | 파일들 (바닥까지 전부 필요) |\n14437 | | 층이 깊어지면 | 읽기 성능 영향 적음 | **읽을 때마다 사슬을 거슬러 올라간다** |\n14438 | \n14439 | **Docker 이미지도 「하나의 파일」이 아니다.** 레지스트리에는 레이어 blob 이\n14440 | 따로 있고 매니페스트가 묶는다. `docker save` 로 tar 하나로 뭉칠 수는 있지만,\n14441 | 그건 배포 형태가 아니라 내보내기 형태다.\n14442 | \n14443 | **★ 체인이 깊으면 읽기가 느려진다.** 클러스터가 어느 층에 있는지 찾으려면\n14444 | L2 항목이 0 일 때마다 한 층 아래로 내려가야 한다. 실험대에서 층을 두세 겹\n14445 | 넘게 쌓지 않는 이유다. 굳히려면 `qemu-img commit`(아래층에 병합)이나\n14446 | `qemu-img convert`(단일 파일로 평탄화)를 쓴다.\n14447 | \n14448 | ### 압축되는 내용은 「그 위치의 바이트」일 뿐이다\n14449 | \n14450 | **클러스터 하나(64KB)를 통째로 zlib 압축해서 저장한다.** 안에 파일시스템\n14451 | 메타데이터가 들었는지 파일 내용이 들었는지는 **보지 않는다.**\n14452 | \n14453 | L2 항목에 세 가지가 들어간다.\n14454 | \n14455 | ```\n14456 | [압축 플래그] [파일 안 오프셋] [압축된 바이트 길이]\n14457 | ```\n14458 | \n14459 | 읽을 때 그 범위를 읽어 풀면 64KB 가 나온다. 압축 단위가 클러스터이므로\n14460 | **1바이트를 읽어도 그 클러스터 전체를 풀어야 한다.**\n14461 | \n14462 | ### base 이미지는 만드는 것이 아니라 받는 것이다\n14463 | \n14464 | 여기가 헷갈리기 쉽다. **`qemu-img` 로 base 를 만들지 않는다.**\n14465 | \n14466 | ```bash\n14467 | # 바닥 — 받는다. 이미 압축된 qcow2 로 온다\n14468 | curl -fL --output base.qcow2 \\\n14469 | https://cloud.debian.org/images/cloud/bookworm/latest/debian-12-genericcloud-amd64.qcow2\n14470 | \n14471 | # 오버레이 — 만든다. 즉시 끝나고 몇 KB 다\n14472 | qemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 kc-lab-1.qcow2 20G\n14473 | ```\n14474 | \n14475 | | | 무엇 | 어떻게 |\n14476 | |---|---|---|\n14477 | | `base.qcow2` | Debian 이 배포하는 **설치 끝난 디스크** | **내려받는다** |\n14478 | | `kc-lab-1.qcow2` | 빈 껍데기 + base 를 가리키는 포인터 | `qemu-img create -b` |\n14479 | \n14480 | **★ 받은 파일은 ISO 가 아니다.** ISO 는 **설치 미디어**이고, 이것은 **설치가\n14481 | 끝난 디스크**다. 그래서 부팅하면 설치 마법사가 아니라 곧바로 로그인\n14482 | 프롬프트가 뜬다. 시드 ISO(`seed-kc-lab-1.iso`)만이 진짜 ISO 인데, 그것도\n14483 | 운영체제가 아니라 cloud-init 설정 파일 두 개를 담은 데이터 볼륨이다.\n14484 | \n14485 | **★ 압축도 우리가 한 것이 아니다.** Debian 이 배포 시점에 압축해서 올린다.\n14486 | `qemu-img convert -c` 를 돌린 적이 없는데도 `compressed: True` 가 나오는\n14487 | 이유다. 그래서 「받아서 압축한다」가 아니라 「압축된 것을 받는다」가 맞다.\n14488 | \n14489 | ### 게스트의 변경사항은 이미 오버레이에 들어 있다\n14490 | \n14491 | **「작업이 끝나면 이미지로 만든다」가 아니다.** 게스트가 디스크에 쓰는 순간\n14492 | QEMU 가 그 클러스터를 오버레이에 할당해 기록한다. `kc-lab-1.qcow2` 가 **그\n14493 | 자체로 변경사항 파일**이다. 실시간으로.\n14494 | \n14495 | 그래서 「VM 을 이미지로 뜬다」는 별도 작업이 없다. 필요한 것은 **그 파일을\n14496 | 재사용 가능한 바닥으로 굳히는** 작업이고, 그건 다른 일이다.\n14497 | \n14498 | ```bash\n14499 | virsh shutdown kc-lab-1 # 반드시 끄고. 켠 채로 복사하면 파일시스템이 깨진 상태로 굳는다\n14500 | virt-sysprep -a /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2\n14501 | ```\n14502 | \n14503 | **`virt-sysprep` 이 지우는 것** — hostname, `machine-id`, SSH 호스트키, 로그,\n14504 | cloud-init 실행 상태, 셸 히스토리.\n14505 | \n14506 | **안 하면 무슨 일이 생기나** — 그 이미지로 만든 게스트들이 전부 같은\n14507 | `machine-id` 와 같은 SSH 호스트키를 갖는다. DHCP 가 같은 클라이언트로 오인해\n14508 | IP 를 하나만 주거나, SSH 가 호스트키 충돌로 경고를 뱉는다. 그리고 cloud-init\n14509 | 이 「이미 실행됨」으로 표시돼 있어서 **새 게스트에서 아예 돌지 않는다** —\n14510 | 증상은 「호스트명이 안 바뀐다」로 나타난다.\n14511 | \n14512 | ### 오버레이를 쌓는 법\n14513 | \n14514 | ```bash\n14515 | # ① base 위에 골든을 만든다\n14516 | qemu-img create -f qcow2 \\\n14517 | -b /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 -F qcow2 \\\n14518 | /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 20G\n14519 | # → 이 디스크로 VM 을 띄워 k3s 설치 → shutdown → virt-sysprep\n14520 | \n14521 | # ② 골든 위에 게스트를 만든다\n14522 | qemu-img create -f qcow2 \\\n14523 | -b /var/lib/libvirt/images/k3s-golden.qcow2 -F qcow2 \\\n14524 | /var/lib/libvirt/images/kc-lab-1.qcow2 20G\n14525 | ```\n14526 | \n14527 | | 옵션 | 뜻 |\n14528 | |---|---|\n14529 | | `-f qcow2` | **만들 파일**의 포맷 |\n14530 | | `-b` | backing file (바닥) |\n14531 | | `-F qcow2` | **바닥**의 포맷. 생략하면 거부된다 — 포맷 자동 추측은 보안 문제라 막혀 있다 |\n14532 | | `20G` | 가상 크기. 바닥보다 작으면 안 된다 |\n14533 | \n14534 | `virt-install --disk size=20,backing_store=...` 가 내부적으로 이것을 부른다.\n14535 | 직접 칠 일은 골든을 만들거나 오버레이만 초기화할 때다.\n14536 | \n14537 | **★ 바닥은 절대 수정하지 않는다.** 오버레이는 「바닥이 그대로」를 전제로\n14538 | 변경분만 들고 있다. 바닥을 고치면 그 위 게스트가 **전부** 깨진다. 골든을\n14539 | 갱신할 때는 수정이 아니라 **새 파일을 만들고 새 게스트부터 그것을 쓰게**\n14540 | 한다.\n14541 | \n14542 | **★ 경로는 절대경로로 준다.** 헤더에 문자열로 박히므로 상대경로면 작업\n14543 | 디렉터리가 바뀌는 순간 못 찾는다.\n14544 | \n14545 | **확인**\n14546 | \n14547 | ```bash\n14548 | qemu-img info --backing-chain kc-lab-1.qcow2 # 지우기·고치기 전 항상 이것부터\n14549 | ```\n14550 | \n14551 | ### 사슬을 끊는 두 가지 방법\n14552 | \n14553 | 골든을 정리하고 싶은데 오버레이가 물려 있을 때 쓴다.\n14554 | \n14555 | | 명령 | 무엇을 하나 | 결과 |\n14556 | |---|---|---|\n14557 | | `qemu-img commit <오버레이>` | 오버레이의 변경분을 **바닥에 병합** | 바닥이 바뀐다. **다른 오버레이가 있으면 그것들이 깨진다** |\n14558 | | `qemu-img convert -O qcow2 <오버레이> <새파일>` | 사슬 전체를 읽어 **단일 파일로 평탄화** | 바닥과 무관해진다. 용량은 늘어난다 |\n14559 | \n14560 | **옮길 때는 `convert` 가 안전하다.** 다른 기계로 게스트를 보낼 때 오버레이만\n14561 | 복사하면 바닥이 없어 부팅하지 못한다. 평탄화하면 파일 하나로 완결된다.\n14562 | \n14563 | ```bash\n14564 | qemu-img convert -O qcow2 -c kc-lab-1.qcow2 kc-lab-1-standalone.qcow2\n14565 | ```\n14566 | \n14567 | `-c` 를 붙이면 압축까지 해서 옮기기 좋아진다 — 배포용 base 이미지가 그렇게\n14568 | 만들어진다.\n14569 | \n14570 | ### raw 와의 비교\n14571 | \n14572 | | | raw | qcow2 |\n14573 | |---|---|---|\n14574 | | 구조 | 섹터 배열 그대로 | 헤더 + 매핑표 + 데이터 |\n14575 | | 20GB 선언 시 파일 | 20GB | **쓴 만큼만** |\n14576 | | backing file | 없음 | 있음 → 오버레이 |\n14577 | | 내부 스냅샷 | 없음 | 있음 (refcount) |\n14578 | | 읽기 성능 | 매핑이 없어 약간 빠름 | 매핑 조회가 한 번 더 |\n14579 | \n14580 | 이 실험대는 게스트 디스크에 qcow2, 시드 ISO 에 raw 를 쓴다. **시드가 raw\n14581 | 라서 내부 스냅샷이 거부된다** — 위 「그래서 마이그레이션과 스냅샷이 된다」\n14582 | 참고.\n14583 | \n14584 | **확인**\n14585 | \n14586 | ```bash\n14587 | qemu-img info <파일> # 포맷·크기·cluster_size·backing file\n14588 | qemu-img check <파일> # 매핑표와 refcount 정합성 검사\n14589 | qemu-img map --output=json <파일> | head # 어느 구간이 실제로 할당됐는지\n14590 | qemu-img info --backing-chain <파일> # 바닥까지 사슬 전체\n14591 | ```\n14592 | \n14593 | ## 232. `qemu-img` 와 `qemu-system-x86_64` 는 다른 도구다\n14594 | \n14595 | **무엇인가** — 이름이 비슷해서 헷갈리는데 하는 일이 완전히 다르다.\n14596 | \n14597 | | 도구 | 무엇을 하나 | VM 을 돌리나 |\n14598 | |---|---|---|\n14599 | | `qemu-img` | **디스크 이미지 파일**을 만들고·보고·변환한다 | **아니다** |\n14600 | | `qemu-system-x86_64` | 가상 머신을 **실행**한다 | 그렇다 |\n14601 | \n14602 | `qemu-img` 는 파일만 만진다. VM 이 꺼져 있어도 돌고, 애초에 VM 이 존재하지\n14603 | 않아도 된다.\n14604 | \n14605 | ```bash\n14606 | qemu-img info base.qcow2 # 포맷·크기·backing file 보기\n14607 | qemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 new.qcow2 20G # 오버레이 만들기\n14608 | qemu-img convert -O raw disk.qcow2 disk.raw # 포맷 변환\n14609 | ```\n14610 | \n14611 | **왜 여기 나오나** — 01 의 `virt-install --disk size=20,backing_store=...` 이\n14612 | 내부적으로 `qemu-img create` 를 부른다. 게스트를 만들지 않고 디스크만 손보고\n14613 | 싶을 때(골든 이미지, 오버레이 재생성) 이 도구를 직접 쓴다.\n14614 | \n14615 | **확인**\n14616 | \n14617 | ```bash\n14618 | qemu-img info /var/lib/libvirt/images/base.qcow2 | head -5\n14619 | ```\n14620 | \n14621 | `backing file:` 줄이 **없으면** 바닥 이미지고, **있으면** 오버레이다.\n14622 | ", "headings": [ { "line": 1, "level": 1, "text": "KVM/QEMU 가상화 SSOT — vCPU·메모리·네트워크·스토리지가 물리 자원에 닿기까지" }, { "line": 31, "level": 1, "text": "제1부 — CPU 가상화" }, { "line": 33, "level": 2, "text": "1. 이 문서의 범위" }, { "line": 48, "level": 2, "text": "2. 전체 구조" }, { "line": 95, "level": 2, "text": "3. 각 구성요소의 역할" }, { "line": 97, "level": 3, "text": "3.1 virsh" }, { "line": 125, "level": 3, "text": "3.2 libvirt" }, { "line": 140, "level": 3, "text": "3.3 QEMU" }, { "line": 160, "level": 3, "text": "3.4 /dev/kvm" }, { "line": 191, "level": 3, "text": "3.5 KVM Core" }, { "line": 209, "level": 3, "text": "3.6 kvm_intel" }, { "line": 215, "level": 3, "text": "3.7 VMX" }, { "line": 241, "level": 2, "text": "4. vCPU와 vCPU Thread" }, { "line": 275, "level": 2, "text": "5. Host Linux Scheduler와 실제 CPU" }, { "line": 303, "level": 2, "text": "6. KVM_RUN과 Guest 실행" }, { "line": 348, "level": 2, "text": "7. VM Entry와 VM Exit" }, { "line": 350, "level": 3, "text": "7.1 VM Entry" }, { "line": 362, "level": 3, "text": "7.2 VM Exit" }, { "line": 383, "level": 2, "text": "8. 무엇이 실제로 VM Exit을 발생시키는가" }, { "line": 391, "level": 3, "text": "8.1 HLT" }, { "line": 412, "level": 3, "text": "8.2 I/O Port 접근 - IN / OUT" }, { "line": 444, "level": 3, "text": "8.3 CPUID" }, { "line": 467, "level": 3, "text": "8.4 Control Register 접근" }, { "line": 481, "level": 3, "text": "8.5 MSR 접근" }, { "line": 492, "level": 3, "text": "8.6 Exception" }, { "line": 498, "level": 3, "text": "8.7 External Interrupt" }, { "line": 506, "level": 2, "text": "9. VM Exit 이후 처리" }, { "line": 550, "level": 2, "text": "10. Guest가 idle이면 물리 CPU는 어떻게 되는가" }, { "line": 604, "level": 2, "text": "11. VM의 4 vCPU는 정확히 무엇을 의미하는가" }, { "line": 618, "level": 2, "text": "12. CPU contention과 overcommit" }, { "line": 649, "level": 2, "text": "13. Steal Time" }, { "line": 671, "level": 2, "text": "14. 실제 Linux에서 확인할 수 있는 것" }, { "line": 673, "level": 3, "text": "14.1 VMX/SVM 지원 확인" }, { "line": 683, "level": 3, "text": "14.2 KVM 모듈 확인" }, { "line": 696, "level": 3, "text": "14.3 /dev/kvm 확인" }, { "line": 704, "level": 3, "text": "14.4 실행 중인 VM 확인" }, { "line": 710, "level": 3, "text": "14.5 QEMU 프로세스 확인" }, { "line": 718, "level": 3, "text": "14.6 QEMU thread 확인" }, { "line": 732, "level": 3, "text": "14.7 thread가 실행되는 Host CPU 확인" }, { "line": 742, "level": 3, "text": "14.8 Guest의 steal time 확인" }, { "line": 752, "level": 3, "text": "14.9 KVM Exit 관찰" }, { "line": 772, "level": 2, "text": "15. 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. SSH 키는 \"머신\"이 아니라 \"홉\" 단위다" }, { "line": 15442, "level": 2, "text": "252. `~/.ssh/config`의 first-match-wins 규칙" }, { "line": 15504, "level": 2, "text": "253. `/etc/hosts`와 이름 해석 순서" }, { "line": 15566, "level": 2, "text": "254. 엣지를 물리 호스트에서 VM 으로 옮기면 무엇이 새로 필요해지나" }, { "line": 15620, "level": 2, "text": "255. nftables 는 앞 체인의 `accept` 로 뒤 체인의 `reject` 를 막지 못한다" }, { "line": 15672, "level": 2, "text": "256. 3층. 호스트 진입" }, { "line": 15674, "level": 2, "text": "257. 리버스 프록시와 `upstream`" }, { "line": 15686, "level": 2, "text": "258. 왜 TLS를 끊어서 내용을 보는가" }, { "line": 15753, "level": 2, "text": "259. `X-Forwarded-*`와 신뢰 경계" }, { "line": 15778, "level": 2, "text": "260. 스티키 세션" }, { "line": 15796, "level": 2, "text": "261. 진입점 자체가 죽으면 — 로드밸런서의 재귀 문제" }, { "line": 15960, "level": 2, "text": "262. `nginx -t`" }, { "line": 15970, "level": 2, "text": "263. 4층. TLS" }, { "line": 15972, "level": 2, "text": "264. ACME" }, { "line": 15982, "level": 2, "text": "265. 도메인 검증: HTTP-01 vs DNS-01" }, { "line": 16005, "level": 2, "text": "266. DNS-01 은 언제 쓰는가 — 네 가지 경우" }, { "line": 16074, "level": 2, "text": "267. `fullchain.pem` / `privkey.pem` / `cert.pem` / `chain.pem`" }, { "line": 16089, "level": 2, "text": "268. 공개 DNS에 사설 IP를 넣는 것" }, { "line": 16104, "level": 2, "text": "269. 5층. k3s" }, { "line": 16106, "level": 2, "text": "270. k3s server / agent / node-token" }, { "line": 16124, "level": 2, "text": "271. `--node-ip` / `--tls-san`" }, { "line": 16135, "level": 2, "text": "272. kubeconfig의 `127.0.0.1` 문제" }, { "line": 16176, "level": 2, "text": "273. agent 노드에는 kubeconfig가 없다 — `localhost:8080` 오류" }, { "line": 16264, "level": 2, "text": "274. Traefik (k3s 기본 ingress)" }, { "line": 16273, "level": 2, "text": "275. 호스트 nginx와 Traefik은 무엇이 다른가 — 둘 다 필요한 이유" }, { "line": 16340, "level": 2, "text": "276. servicelb (klipper-lb)" }, { "line": 16357, "level": 2, "text": "277. flannel VXLAN" }, { "line": 16366, "level": 2, "text": "278. NetworkPolicy와 k3s의 내장 컨트롤러" }, { "line": 16398, "level": 2, "text": "279. 매니페스트 읽는 법 — `deploy/lab/k8s/echo.yaml`을 예로" }, { "line": 16413, "level": 3, "text": "Namespace" }, { "line": 16431, "level": 3, "text": "Deployment · ReplicaSet · Pod" }, { "line": 16456, "level": 3, "text": "라벨과 셀렉터 — 쿠버네티스의 근본 관용구" }, { "line": 16484, "level": 3, "text": "`replicas: 2`와 `topologySpreadConstraints`" }, { "line": 16524, "level": 3, "text": "프로브 — readiness와 liveness는 하는 일이 다르다" }, { "line": 16548, "level": 3, "text": "`resources` — requests와 limits의 역할이 다르다" }, { "line": 16576, "level": 3, "text": "`JAVA_TOOL_OPTIONS: -XX:MaxRAMPercentage=70`" }, { "line": 16593, "level": 3, "text": "포트에 이름 붙이기" }, { "line": 16612, "level": 3, "text": "Service" }, { "line": 16640, "level": 3, "text": "Ingress" }, { "line": 16685, "level": 2, "text": "280. 무엇을 어디에 설치하는가" }, { "line": 16705, "level": 2, "text": "281. Docker를 lab host에 설치하면 안 되는 이유" }, { "line": 16757, "level": 2, "text": "282. 그러면 이미지는 어떻게 넣는가" }, { "line": 16804, "level": 2, "text": "283. 6층. 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