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document-haness/docs/virtualization/final/.techviz/virtio-balloon-inflate-deflate/context.json
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2275 lines
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"text": "## 65. virtio-balloon 구조\n\n```text\n Guest VM\n\nGuest Kernel\n │\nvirtio-balloon Driver\n │\n virtqueue\n\n════════ VM Boundary ════════\n\n │\nQEMU virtio-balloon Device\n │\n ▼\nHost Memory Management\n```\n\n`virtio-balloon`은 Guest RAM 자체를 제공하는 장치가 아니다. 이미 존재하는 Guest RAM backing을 Host/Guest가 협력하여 회수/반환하는 데 사용하는 가상 장치다.\n\n---\n"
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"text": "## 64. Ballooning이 필요한 이유\n\nHost는 QEMU의 Guest RAM backing을 볼 수 있지만 Guest 내부에서 어떤 memory가 중요한지 완전히 알지 못한다.\n\nGuest는 다음 semantics를 알고 있다.\n\n```text\nGuest Memory\n\n├─ Application Working Set\n├─ JVM Heap\n├─ Page Cache\n├─ Free\n└─ 기타\n```\n\nHost가 무작정 Guest backing을 swap-out하기보다 Guest Kernel과 협력해 불필요한 memory를 반환받는 것이 유리할 수 있다.\n\n대표적인 메커니즘이 `virtio-balloon`이다.\n\n---\n"
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"text": "## 66. Balloon Inflate\n\nHost가 Guest memory를 회수하려고 할 때 balloon을 inflate한다.\n\n```text\nHost/QEMU\n │\n │ Balloon target 조정\n ▼\nvirtio-balloon\n │\n════════ VM Boundary ═══════\n │\n ▼\nGuest Balloon Driver\n │\n │ Guest pages 확보\n ▼\nGuest usable memory 감소\n```\n\nGuest 안의 balloon이 커지기 때문에 Guest가 사용할 수 있는 RAM이 줄어든다.\n\n```text\nBefore\n\n┌──────────────────────────┐\n│ Guest Usable │\n│ Memory │\n└──────────────────────────┘\n\n\nAfter Inflate\n\n┌──────────────────────────┐\n│ Guest Usable │\n│ Memory │\n├──────────────────────────┤\n│ Balloon │\n└──────────────────────────┘\n```\n\n개념:\n\n```text\nBalloon Inflate\n→ Guest usable memory ↓\n→ Host가 회수할 수 있는 backing memory ↑\n```\n\n---\n"
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"numbered_context": "2986 | ## 64. Ballooning이 필요한 이유\n2987 | \n2988 | Host는 QEMU의 Guest RAM backing을 볼 수 있지만 Guest 내부에서 어떤 memory가 중요한지 완전히 알지 못한다.\n2989 | \n2990 | Guest는 다음 semantics를 알고 있다.\n2991 | \n2992 | ```text\n2993 | Guest Memory\n2994 | \n2995 | ├─ Application Working Set\n2996 | ├─ JVM Heap\n2997 | ├─ Page Cache\n2998 | ├─ Free\n2999 | └─ 기타\n3000 | ```\n3001 | \n3002 | Host가 무작정 Guest backing을 swap-out하기보다 Guest Kernel과 협력해 불필요한 memory를 반환받는 것이 유리할 수 있다.\n3003 | \n3004 | 대표적인 메커니즘이 `virtio-balloon`이다.\n3005 | \n3006 | ---\n3007 | \n3008 | ## 65. virtio-balloon 구조\n3009 | \n3010 | ```text\n3011 | Guest VM\n3012 | \n3013 | Guest Kernel\n3014 | │\n3015 | virtio-balloon Driver\n3016 | │\n3017 | virtqueue\n3018 | \n3019 | ════════ VM Boundary ════════\n3020 | \n3021 | │\n3022 | QEMU virtio-balloon Device\n3023 | │\n3024 | ▼\n3025 | Host Memory Management\n3026 | ```\n3027 | \n3028 | `virtio-balloon`은 Guest RAM 자체를 제공하는 장치가 아니다. 이미 존재하는 Guest RAM backing을 Host/Guest가 협력하여 회수/반환하는 데 사용하는 가상 장치다.\n3029 | \n3030 | ---\n3031 | \n3032 | ## 66. Balloon Inflate\n3033 | \n3034 | Host가 Guest memory를 회수하려고 할 때 balloon을 inflate한다.\n3035 | \n3036 | ```text\n3037 | Host/QEMU\n3038 | │\n3039 | │ Balloon target 조정\n3040 | ▼\n3041 | virtio-balloon\n3042 | │\n3043 | ════════ VM Boundary ═══════\n3044 | │\n3045 | ▼\n3046 | Guest Balloon Driver\n3047 | │\n3048 | │ Guest pages 확보\n3049 | ▼\n3050 | Guest usable memory 감소\n3051 | ```\n3052 | \n3053 | Guest 안의 balloon이 커지기 때문에 Guest가 사용할 수 있는 RAM이 줄어든다.\n3054 | \n3055 | ```text\n3056 | Before\n3057 | \n3058 | ┌──────────────────────────┐\n3059 | │ Guest Usable │\n3060 | │ Memory │\n3061 | └──────────────────────────┘\n3062 | \n3063 | \n3064 | After Inflate\n3065 | \n3066 | ┌──────────────────────────┐\n3067 | │ Guest Usable │\n3068 | │ Memory │\n3069 | ├──────────────────────────┤\n3070 | │ Balloon │\n3071 | └──────────────────────────┘\n3072 | ```\n3073 | \n3074 | 개념:\n3075 | \n3076 | ```text\n3077 | Balloon Inflate\n3078 | → Guest usable memory ↓\n3079 | → Host가 회수할 수 있는 backing memory ↑\n3080 | ```\n3081 | \n3082 | ---\n3083 | ",
"headings": [
{
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"text": "KVM/QEMU 가상화 SSOT — vCPU·메모리·네트워크·스토리지가 물리 자원에 닿기까지"
},
{
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"level": 1,
"text": "제1부 — CPU 가상화"
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{
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"level": 2,
"text": "1. 이 문서의 범위"
},
{
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"level": 2,
"text": "2. 전체 구조"
},
{
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"level": 2,
"text": "3. 각 구성요소의 역할"
},
{
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"level": 3,
"text": "3.1 virsh"
},
{
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"level": 3,
"text": "3.2 libvirt"
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{
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"text": "3.3 QEMU"
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{
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"text": "3.4 /dev/kvm"
},
{
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"text": "3.5 KVM Core"
},
{
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"level": 3,
"text": "3.6 kvm_intel"
},
{
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"level": 3,
"text": "3.7 VMX"
},
{
"line": 228,
"level": 2,
"text": "4. vCPU와 vCPU Thread"
},
{
"line": 262,
"level": 2,
"text": "5. Host Linux Scheduler와 실제 CPU"
},
{
"line": 290,
"level": 2,
"text": "6. KVM_RUN과 Guest 실행"
},
{
"line": 335,
"level": 2,
"text": "7. VM Entry와 VM Exit"
},
{
"line": 337,
"level": 3,
"text": "7.1 VM Entry"
},
{
"line": 349,
"level": 3,
"text": "7.2 VM Exit"
},
{
"line": 370,
"level": 2,
"text": "8. 무엇이 실제로 VM Exit을 발생시키는가"
},
{
"line": 378,
"level": 3,
"text": "8.1 HLT"
},
{
"line": 399,
"level": 3,
"text": "8.2 I/O Port 접근 - IN / OUT"
},
{
"line": 431,
"level": 3,
"text": "8.3 CPUID"
},
{
"line": 454,
"level": 3,
"text": "8.4 Control Register 접근"
},
{
"line": 468,
"level": 3,
"text": "8.5 MSR 접근"
},
{
"line": 479,
"level": 3,
"text": "8.6 Exception"
},
{
"line": 485,
"level": 3,
"text": "8.7 External Interrupt"
},
{
"line": 493,
"level": 2,
"text": "9. VM Exit 이후 처리"
},
{
"line": 537,
"level": 2,
"text": "10. Guest가 idle이면 물리 CPU는 어떻게 되는가"
},
{
"line": 591,
"level": 2,
"text": "11. VM의 4 vCPU는 정확히 무엇을 의미하는가"
},
{
"line": 605,
"level": 2,
"text": "12. CPU contention과 overcommit"
},
{
"line": 636,
"level": 2,
"text": "13. Steal Time"
},
{
"line": 658,
"level": 2,
"text": "14. 실제 Linux에서 확인할 수 있는 것"
},
{
"line": 660,
"level": 3,
"text": "14.1 VMX/SVM 지원 확인"
},
{
"line": 670,
"level": 3,
"text": "14.2 KVM 모듈 확인"
},
{
"line": 683,
"level": 3,
"text": "14.3 /dev/kvm 확인"
},
{
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"level": 3,
"text": "14.4 실행 중인 VM 확인"
},
{
"line": 697,
"level": 3,
"text": "14.5 QEMU 프로세스 확인"
},
{
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"level": 3,
"text": "14.6 QEMU thread 확인"
},
{
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"level": 3,
"text": "14.7 thread가 실행되는 Host CPU 확인"
},
{
"line": 729,
"level": 3,
"text": "14.8 Guest의 steal time 확인"
},
{
"line": 739,
"level": 3,
"text": "14.9 KVM Exit 관찰"
},
{
"line": 759,
"level": 2,
"text": "15. CPU 가상화 관점에서 장애를 보는 방법"
},
{
"line": 789,
"level": 4,
"text": "Guest"
},
{
"line": 796,
"level": 4,
"text": "Host / QEMU"
},
{
"line": 805,
"level": 4,
"text": "KVM"
},
{
"line": 811,
"level": 4,
"text": "Hardware"
},
{
"line": 819,
"level": 2,
"text": "16. 현재 Keycloak/K3s 실험과의 관계"
},
{
"line": 880,
"level": 2,
"text": "17. 동시성 테스트와 부하 테스트를 분리해야 한다"
},
{
"line": 882,
"level": 3,
"text": "17.1 동시성 테스트"
},
{
"line": 905,
"level": 3,
"text": "17.2 Load / Stress Test"
},
{
"line": 935,
"level": 2,
"text": "18. Bare-metal K3s와 VM 기반 K3s의 차이"
},
{
"line": 978,
"level": 2,
"text": "19. 이 SSOT에서 파생될 CONCEPT"
},
{
"line": 982,
"level": 3,
"text": "CONCEPT"
},
{
"line": 1010,
"level": 2,
"text": "20. 이 CONCEPT에서 파생되는 OPEN QUESTION"
},
{
"line": 1016,
"level": 3,
"text": "OQ-1. 현재 테스트 Host에서 VM 두 대에 부하를 주면 vCPU contention이 실제로 발생하는가?"
},
{
"line": 1026,
"level": 3,
"text": "OQ-2. Keycloak 동시 refresh 실험 중 CPU 가상화 계층이 결과에 영향을 줄 정도로 포화되는가?"
},
{
"line": 1038,
"level": 3,
"text": "OQ-3. Guest가 idle일 때 vCPU thread는 실제 테스트 환경에서 어떻게 보이는가?"
},
{
"line": 1049,
"level": 3,
"text": "OQ-4. 실제 workload에서 어떤 VM Exit이 주로 발생하는가?"
},
{
"line": 1061,
"level": 3,
"text": "OQ-5. CPU pinning을 하지 않은 상태에서 vCPU thread는 Host logical CPU 사이를 실제로 이동하는가?"
},
{
"line": 1065,
"level": 3,
"text": "OQ-6. 현재 운영 서버는 CPU 가상화 계층의 영향을 받는 구조인가?"
},
{
"line": 1081,
"level": 2,
"text": "21. OPEN QUESTION에서 CASE가 만들어지는 흐름"
},
{
"line": 1134,
"level": 2,
"text": "22. 현재 단계의 핵심 Claim"
},
{
"line": 1136,
"level": 3,
"text": "Claim 1"
},
{
"line": 1140,
"level": 3,
"text": "Claim 2"
},
{
"line": 1144,
"level": 3,
"text": "Claim 3"
},
{
"line": 1148,
"level": 3,
"text": "Claim 4"
},
{
"line": 1152,
"level": 3,
"text": "Claim 5"
},
{
"line": 1156,
"level": 3,
"text": "Claim 6"
},
{
"line": 1160,
"level": 3,
"text": "Claim 7"
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{
"line": 1164,
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"text": "Claim 8"
},
{
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"text": "Claim 9"
},
{
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"text": "Claim 10"
},
{
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"text": "Claim 11"
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{
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"text": "Claim 12"
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"text": "Claim 13"
},
{
"line": 1188,
"level": 3,
"text": "Claim 14"
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{
"line": 1194,
"level": 2,
"text": "23. 다음 단계"
},
{
"line": 1228,
"level": 2,
"text": "24. CPU 가상화 계층에서 발생할 수 있는 문제"
},
{
"line": 1259,
"level": 3,
"text": "24.1 Guest CPU Saturation"
},
{
"line": 1281,
"level": 3,
"text": "24.2 CPU Overcommit"
},
{
"line": 1313,
"level": 3,
"text": "24.3 CPU Contention"
},
{
"line": 1337,
"level": 3,
"text": "24.4 Steal Time 증가"
},
{
"line": 1358,
"level": 3,
"text": "24.5 vCPU Scheduling Latency"
},
{
"line": 1376,
"level": 3,
"text": "24.6 vCPU 과다 할당"
},
{
"line": 1386,
"level": 3,
"text": "24.7 잘못된 CPU Affinity / Pinning"
},
{
"line": 1402,
"level": 3,
"text": "24.8 CPU Throttling"
},
{
"line": 1434,
"level": 3,
"text": "24.9 과도한 VM Exit"
},
{
"line": 1468,
"level": 3,
"text": "24.10 Host 자체의 CPU Saturation"
},
{
"line": 1489,
"level": 3,
"text": "24.11 NUMA Locality 문제"
},
{
"line": 1509,
"level": 2,
"text": "25. CPU 문제를 계층별로 구분하는 진단표"
},
{
"line": 1529,
"level": 2,
"text": "26. 현재 Keycloak 실험에서 CPU 문제를 오판하지 않기 위한 기준"
},
{
"line": 1586,
"level": 2,
"text": "27. 문제 영역에서 파생되는 추가 OPEN QUESTION"
},
{
"line": 1588,
"level": 3,
"text": "OQ-7. VM 두 대를 동시에 CPU-bound 상태로 만들면 Guest steal time은 실제로 얼마나 증가하는가?"
},
{
"line": 1592,
"level": 3,
"text": "OQ-8. vCPU 수를 늘릴수록 현재 테스트 Host에서 Keycloak 처리량도 계속 증가하는가?"
},
{
"line": 1596,
"level": 3,
"text": "OQ-9. K3s CPU limit으로 발생한 throttling과 Host vCPU contention을 지표로 구분할 수 있는가?"
},
{
"line": 1600,
"level": 3,
"text": "OQ-10. CPU pinning 전후로 Keycloak latency와 vCPU scheduling 변동이 달라지는가?"
},
{
"line": 1604,
"level": 3,
"text": "OQ-11. Keycloak workload에서 VM Exit 분포는 idle/CPU-bound/I/O-bound workload와 어떻게 다른가?"
},
{
"line": 1608,
"level": 3,
"text": "OQ-12. 현재 Host의 NUMA topology가 VM 성능을 고려해야 할 정도의 구조인가?"
},
{
"line": 1614,
"level": 2,
"text": "28. CONCEPT -> OPEN QUESTION -> CASE 적용 기준"
},
{
"line": 1657,
"level": 1,
"text": "제2부 — 메모리 가상화"
},
{
"line": 1664,
"level": 2,
"text": "29. 이 문서에서 먼저 고정할 전체 구조"
},
{
"line": 1714,
"level": 2,
"text": "30. 일반 Linux의 Virtual Memory부터 시작한다"
},
{
"line": 1772,
"level": 2,
"text": "31. Page와 Physical Frame"
},
{
"line": 1820,
"level": 2,
"text": "32. Virtual Address = Page + Offset"
},
{
"line": 1864,
"level": 2,
"text": "33. Guest Page Table"
},
{
"line": 1886,
"level": 2,
"text": "34. MMU: 실제 주소 변환을 수행하는 CPU 하드웨어"
},
{
"line": 1934,
"level": 2,
"text": "35. TLB: 주소 변환 결과의 CPU Cache"
},
{
"line": 1962,
"level": 4,
"text": "TLB Miss와 Page Fault는 다르다"
},
{
"line": 1993,
"level": 2,
"text": "36. Bare Metal과 VM의 차이"
},
{
"line": 2027,
"level": 2,
"text": "37. EPT(Extended Page Tables)"
},
{
"line": 2078,
"level": 2,
"text": "38. 왜 EPT가 필요한가"
},
{
"line": 2107,
"level": 2,
"text": "39. Shadow Page Table과 EPT의 의미"
},
{
"line": 2136,
"level": 2,
"text": "40. QEMU는 Guest RAM을 어떻게 준비하는가"
},
{
"line": 2171,
"level": 2,
"text": "41. KVM_SET_USER_MEMORY_REGION"
},
{
"line": 2228,
"level": 2,
"text": "42. Configured Memory와 실제 Physical RAM 사용량은 같지 않을 수 있다"
},
{
"line": 2246,
"level": 2,
"text": "43. Guest Page Table 자체도 메모리에 있다"
},
{
"line": 2287,
"level": 2,
"text": "44. 정상 Memory Access는 매번 VM Exit하지 않는다"
},
{
"line": 2321,
"level": 2,
"text": "45. Guest Page Fault"
},
{
"line": 2361,
"level": 2,
"text": "46. Page Fault의 대표적인 원인"
},
{
"line": 2363,
"level": 4,
"text": "46.1 Demand Paging"
},
{
"line": 2377,
"level": 4,
"text": "46.2 Swap-in"
},
{
"line": 2393,
"level": 4,
"text": "46.3 Permission Fault"
},
{
"line": 2406,
"level": 4,
"text": "46.4 Copy-on-Write"
},
{
"line": 2410,
"level": 4,
"text": "46.5 Invalid Access"
},
{
"line": 2436,
"level": 2,
"text": "47. EPT Violation"
},
{
"line": 2480,
"level": 2,
"text": "48. Guest Page Fault와 EPT Violation 비교"
},
{
"line": 2502,
"level": 2,
"text": "49. Host Page Fault도 별도로 존재한다"
},
{
"line": 2538,
"level": 2,
"text": "50. Huge Page가 필요한 이유"
},
{
"line": 2565,
"level": 2,
"text": "51. Huge Page와 TLB Coverage"
},
{
"line": 2597,
"level": 2,
"text": "52. VM에서 Huge Page를 볼 때 주의할 점"
},
{
"line": 2623,
"level": 2,
"text": "53. THP: Transparent Huge Pages"
},
{
"line": 2653,
"level": 2,
"text": "54. THP의 Trade-off"
},
{
"line": 2681,
"level": 2,
"text": "55. HugeTLB"
},
{
"line": 2723,
"level": 2,
"text": "56. THP와 HugeTLB 비교"
},
{
"line": 2745,
"level": 2,
"text": "57. Memory Overcommit"
},
{
"line": 2777,
"level": 2,
"text": "58. CPU Overcommit과 Memory Overcommit의 차이"
},
{
"line": 2803,
"level": 2,
"text": "59. Host Memory Pressure와 Reclaim"
},
{
"line": 2821,
"level": 4,
"text": "File-backed clean page"
},
{
"line": 2837,
"level": 4,
"text": "Anonymous page"
},
{
"line": 2843,
"level": 2,
"text": "60. Host Swap이 VM에 미치는 영향"
},
{
"line": 2877,
"level": 2,
"text": "61. Guest Swap과 Host Swap"
},
{
"line": 2925,
"level": 2,
"text": "62. Memory Pressure와 Storage Contention의 연결"
},
{
"line": 2958,
"level": 2,
"text": "63. Swap Used만 보고 장애를 판단하면 안 된다"
},
{
"line": 2986,
"level": 2,
"text": "64. Ballooning이 필요한 이유"
},
{
"line": 3008,
"level": 2,
"text": "65. virtio-balloon 구조"
},
{
"line": 3032,
"level": 2,
"text": "66. Balloon Inflate"
},
{
"line": 3084,
"level": 2,
"text": "67. Balloon Page 반환의 의미"
},
{
"line": 3114,
"level": 2,
"text": "68. Balloon Deflate"
},
{
"line": 3141,
"level": 2,
"text": "69. Ballooning을 과도하게 하면 Guest가 압박을 받는다"
},
{
"line": 3167,
"level": 2,
"text": "70. Ballooning과 Memory Hotplug"
},
{
"line": 3200,
"level": 2,
"text": "71. OOM"
},
{
"line": 3222,
"level": 2,
"text": "72. Guest OOM과 Host OOM"
},
{
"line": 3268,
"level": 2,
"text": "73. NUMA"
},
{
"line": 3286,
"level": 2,
"text": "74. Local Memory와 Remote Memory"
},
{
"line": 3313,
"level": 2,
"text": "75. vCPU와 NUMA의 연결"
},
{
"line": 3343,
"level": 2,
"text": "76. vCPU Pinning만으로는 NUMA 최적화가 끝나지 않는다"
},
{
"line": 3387,
"level": 2,
"text": "77. Guest NUMA"
},
{
"line": 3426,
"level": 2,
"text": "78. NUMA는 실제 장비 topology부터 확인한다"
},
{
"line": 3465,
"level": 2,
"text": "79. 전체 Memory Virtualization 실행 경로"
},
{
"line": 3514,
"level": 2,
"text": "80. 전체 Memory Virtualization 관리 경로"
},
{
"line": 3552,
"level": 2,
"text": "81. CPU / Network / Storage / Memory 연결"
},
{
"line": 3622,
"level": 2,
"text": "82. 핵심 Claim Registry"
},
{
"line": 3624,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-01"
},
{
"line": 3633,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-02"
},
{
"line": 3636,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-03"
},
{
"line": 3639,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-04"
},
{
"line": 3642,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-05"
},
{
"line": 3645,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-06"
},
{
"line": 3648,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-07"
},
{
"line": 3651,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-08"
},
{
"line": 3654,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-09"
},
{
"line": 3657,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-10"
},
{
"line": 3660,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-11"
},
{
"line": 3663,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-12"
},
{
"line": 3666,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-13"
},
{
"line": 3669,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-14"
},
{
"line": 3672,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-15"
},
{
"line": 3675,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-16"
},
{
"line": 3678,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-17"
},
{
"line": 3681,
"level": 3,
"text": "CLAIM-MEM-18"
},
{
"line": 3686,
"level": 2,
"text": "83. 실제 환경에서 확인할 OPEN QUESTION"
},
{
"line": 3690,
"level": 3,
"text": "OQ-1. Host의 실제 NUMA topology는 무엇인가?"
},
{
"line": 3706,
"level": 3,
"text": "OQ-2. 각 VM의 configured/current memory는 얼마인가?"
},
{
"line": 3725,
"level": 3,
"text": "OQ-3. QEMU process의 Host resident memory는 어떻게 분포하는가?"
},
{
"line": 3743,
"level": 3,
"text": "OQ-4. Host THP 정책은 무엇인가?"
},
{
"line": 3760,
"level": 3,
"text": "OQ-5. VM RAM이 HugeTLB로 명시적으로 backing되어 있는가?"
},
{
"line": 3770,
"level": 3,
"text": "OQ-6. Guest와 Host에서 현재 swap이 발생하는가?"
},
{
"line": 3790,
"level": 3,
"text": "OQ-7. Host memory pressure가 Guest latency에 영향을 주는가?"
},
{
"line": 3810,
"level": 3,
"text": "OQ-8. virtio-balloon이 VM에 구성되어 있는가?"
},
{
"line": 3822,
"level": 3,
"text": "OQ-9. Balloon target 변화가 Guest available memory에 어떻게 반영되는가?"
},
{
"line": 3838,
"level": 3,
"text": "OQ-10. VM vCPU는 어느 Host CPU에 배치되어 있는가?"
},
{
"line": 3849,
"level": 3,
"text": "OQ-11. QEMU memory는 어느 NUMA node에 배치되어 있는가?"
},
{
"line": 3873,
"level": 3,
"text": "OQ-12. NUMA remote access가 실제 workload latency에 의미 있는 영향을 주는가?"
},
{
"line": 3891,
"level": 3,
"text": "OQ-13. Guest Page Fault가 workload 변화와 함께 증가하는가?"
},
{
"line": 3906,
"level": 3,
"text": "OQ-14. Host Page Fault/major fault와 storage latency가 상관되는가?"
},
{
"line": 3924,
"level": 2,
"text": "84. 권장 실험 순서"
},
{
"line": 3956,
"level": 2,
"text": "85. 실험 시 반드시 같이 기록할 것"
},
{
"line": 3992,
"level": 2,
"text": "86. 문제를 진단할 때의 분류"
},
{
"line": 4029,
"level": 2,
"text": "87. 최종 기준 그림"
},
{
"line": 4127,
"level": 2,
"text": "88. 결론"
},
{
"line": 4173,
"level": 1,
"text": "제3부 — 네트워크 가상화"
},
{
"line": 4174,
"level": 2,
"text": "89. 문서 목적"
},
{
"line": 4192,
"level": 2,
"text": "90. virsh / libvirt / virtio 구분"
},
{
"line": 4194,
"level": 3,
"text": "90.1 virsh"
},
{
"line": 4218,
"level": 3,
"text": "90.2 libvirt"
},
{
"line": 4235,
"level": 3,
"text": "90.3 virtio"
},
{
"line": 4256,
"level": 2,
"text": "91. virtio-net은 정확히 어디에 있는가"
},
{
"line": 4262,
"level": 3,
"text": "Guest 측"
},
{
"line": 4271,
"level": 3,
"text": "Host 측"
},
{
"line": 4288,
"level": 2,
"text": "92. Frontend와 Backend"
},
{
"line": 4312,
"level": 2,
"text": "93. Guest OS는 왜 QEMU가 아니라 virtio-net을 사용하는가"
},
{
"line": 4368,
"level": 2,
"text": "94. 전체 네트워크 계층"
},
{
"line": 4372,
"level": 3,
"text": "수신 방향"
},
{
"line": 4398,
"level": 3,
"text": "송신 방향"
},
{
"line": 4428,
"level": 2,
"text": "95. Physical NIC의 역할"
},
{
"line": 4464,
"level": 2,
"text": "96. Linux Bridge의 역할"
},
{
"line": 4497,
"level": 2,
"text": "97. Routing의 역할"
},
{
"line": 4523,
"level": 2,
"text": "98. NAT의 역할"
},
{
"line": 4552,
"level": 2,
"text": "99. TAP의 역할"
},
{
"line": 4610,
"level": 2,
"text": "100. virtqueue의 역할"
},
{
"line": 4645,
"level": 2,
"text": "101. Guest TCP/IP Stack의 역할"
},
{
"line": 4664,
"level": 3,
"text": "101.1 Socket"
},
{
"line": 4682,
"level": 3,
"text": "101.2 TCP"
},
{
"line": 4704,
"level": 3,
"text": "101.3 IP"
},
{
"line": 4722,
"level": 3,
"text": "101.4 Ethernet / Link Layer"
},
{
"line": 4734,
"level": 2,
"text": "102. Packet이 Keycloak까지 올라오는 과정"
},
{
"line": 4764,
"level": 2,
"text": "103. QEMU virtio Device Model의 역할"
},
{
"line": 4770,
"level": 3,
"text": "역할 A. 장치 생성/설정/관리"
},
{
"line": 4788,
"level": 3,
"text": "역할 B. 실제 Packet Datapath 처리"
},
{
"line": 4790,
"level": 4,
"text": "QEMU backend를 직접 사용하는 경우"
},
{
"line": 4802,
"level": 4,
"text": "vhost-net을 사용하는 경우"
},
{
"line": 4818,
"level": 2,
"text": "104. 왜 `TAP → vhost-net → QEMU → virtqueue`라고 일반화하면 안 되는가"
},
{
"line": 4852,
"level": 2,
"text": "105. Control Path와 Data Path"
},
{
"line": 4854,
"level": 3,
"text": "Control / Setup Path"
},
{
"line": 4874,
"level": 3,
"text": "Data Path"
},
{
"line": 4900,
"level": 2,
"text": "106. QEMU가 Userspace인데 packet이 QEMU를 안 거칠 수 있는 이유"
},
{
"line": 4906,
"level": 3,
"text": "CPU"
},
{
"line": 4920,
"level": 3,
"text": "Network"
},
{
"line": 4936,
"level": 2,
"text": "107. vhost-net 최적화"
},
{
"line": 4952,
"level": 3,
"text": "QEMU userspace backend"
},
{
"line": 4962,
"level": 3,
"text": "vhost-net kernel backend"
},
{
"line": 4984,
"level": 2,
"text": "108. vhost-net은 QEMU를 제거하지 않는다"
},
{
"line": 5020,
"level": 2,
"text": "109. Fast Path와 Slow/Control Path"
},
{
"line": 5022,
"level": 3,
"text": "Fast Path"
},
{
"line": 5036,
"level": 3,
"text": "Control/Slow Path"
},
{
"line": 5054,
"level": 2,
"text": "110. Data Copy 최적화"
},
{
"line": 5076,
"level": 2,
"text": "111. Interrupt / Notification 최적화"
},
{
"line": 5110,
"level": 2,
"text": "112. Multi-Queue 최적화"
},
{
"line": 5135,
"level": 2,
"text": "113. Offload 최적화"
},
{
"line": 5159,
"level": 2,
"text": "114. Linux Bridge가 항상 Host TCP/IP Stack을 거치는 것은 아니다"
},
{
"line": 5196,
"level": 2,
"text": "115. Host Physical NIC로 나갈 때 virtio를 다시 거치지 않는다"
},
{
"line": 5227,
"level": 2,
"text": "116. 현재 Keycloak/K3s 테스트 환경과 연결"
},
{
"line": 5273,
"level": 2,
"text": "117. 이 구조에서 발생할 수 있는 문제"
},
{
"line": 5275,
"level": 3,
"text": "117.1 TAP/Bridge 연결 오류"
},
{
"line": 5294,
"level": 3,
"text": "117.2 Routing 오류"
},
{
"line": 5310,
"level": 3,
"text": "117.3 NAT/Firewall 오류"
},
{
"line": 5329,
"level": 3,
"text": "117.4 vhost-net 미사용 또는 비효율적 datapath"
},
{
"line": 5343,
"level": 3,
"text": "117.5 Single Queue Bottleneck"
},
{
"line": 5356,
"level": 3,
"text": "117.6 Offload 때문에 packet capture가 예상과 다르게 보임"
},
{
"line": 5367,
"level": 3,
"text": "117.7 Host CPU Contention으로 network latency 증가"
},
{
"line": 5375,
"level": 2,
"text": "118. 실제 Linux에서 확인할 명령어"
},
{
"line": 5377,
"level": 3,
"text": "Physical NIC"
},
{
"line": 5385,
"level": 3,
"text": "Linux Bridge"
},
{
"line": 5393,
"level": 3,
"text": "TAP / vnet"
},
{
"line": 5400,
"level": 3,
"text": "libvirt VM NIC"
},
{
"line": 5406,
"level": 3,
"text": "libvirt network"
},
{
"line": 5414,
"level": 3,
"text": "Routing"
},
{
"line": 5421,
"level": 3,
"text": "Guest NIC"
},
{
"line": 5430,
"level": 3,
"text": "virtio 장치"
},
{
"line": 5437,
"level": 3,
"text": "vhost"
},
{
"line": 5445,
"level": 2,
"text": "119. 실제 packet path 추적"
},
{
"line": 5487,
"level": 2,
"text": "120. Keycloak Refresh Token 실험과의 관계"
},
{
"line": 5521,
"level": 2,
"text": "121. 이 SSOT에서 파생될 CONCEPT"
},
{
"line": 5523,
"level": 3,
"text": "CONCEPT"
},
{
"line": 5557,
"level": 2,
"text": "122. OPEN QUESTION"
},
{
"line": 5559,
"level": 3,
"text": "OQ-1. 현재 VM network는 Bridge, NAT, Routing 중 어떤 구조인가?"
},
{
"line": 5569,
"level": 3,
"text": "OQ-2. VM1/VM2의 TAP/vnet interface는 무엇인가?"
},
{
"line": 5578,
"level": 3,
"text": "OQ-3. 현재 환경에서 vhost-net이 실제 사용되는가?"
},
{
"line": 5588,
"level": 3,
"text": "OQ-4. QEMU backend와 vhost-net의 성능 차이가 현재 Host에서 관찰 가능한가?"
},
{
"line": 5601,
"level": 3,
"text": "OQ-5. Multi-queue가 현재 virtio-net에 활성화되어 있는가?"
},
{
"line": 5612,
"level": 3,
"text": "OQ-6. Host Nginx에서 VM1/VM2 Keycloak까지 실제 packet path는 무엇인가?"
},
{
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"level": 3,
"text": "OQ-7. Keycloak load test 시 network virtualization이 latency에 영향을 줄 정도로 Host CPU를 사용하는가?"
},
{
"line": 5631,
"level": 2,
"text": "123. OPEN QUESTION → CASE"
},
{
"line": 5660,
"level": 2,
"text": "124. 핵심 Claim"
},
{
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"level": 2,
"text": "125. 최종 기준 구조"
},
{
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"text": "Control / Setup"
},
{
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"text": "Data Path - vhost-net 사용"
},
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"level": 3,
"text": "Data Path - QEMU backend 사용"
},
{
"line": 5757,
"level": 2,
"text": "126. 다음 실습 순서"
},
{
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"level": 1,
"text": "제4부 — 스토리지 가상화"
},
{
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"level": 2,
"text": "127. 문서 목적"
},
{
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"level": 2,
"text": "128. 전체 구조"
},
{
"line": 5883,
"level": 2,
"text": "129. Guest Application: `read()` / `write()`에서 시작"
},
{
"line": 5924,
"level": 2,
"text": "130. VFS: 공통 파일 인터페이스 계층"
},
{
"line": 5966,
"level": 2,
"text": "131. Filesystem(ext4/XFS): 파일 세계를 block 공간에 배치"
},
{
"line": 6026,
"level": 2,
"text": "132. inode"
},
{
"line": 6050,
"level": 2,
"text": "133. Page Cache: `write()`가 바로 SSD write는 아니다"
},
{
"line": 6111,
"level": 2,
"text": "134. Guest Block I/O Layer"
},
{
"line": 6164,
"level": 2,
"text": "135. `/dev/vda`: Guest가 보는 가상 Block Device"
},
{
"line": 6203,
"level": 2,
"text": "136. `/dev/vda`와 Filesystem 관계"
},
{
"line": 6231,
"level": 2,
"text": "137. virtio-blk: Guest의 가상 Block Device Driver"
},
{
"line": 6266,
"level": 2,
"text": "138. virtio-blk와 virtqueue"
},
{
"line": 6302,
"level": 2,
"text": "139. virtqueue의 실제 의미"
},
{
"line": 6338,
"level": 2,
"text": "140. VM Boundary를 넘으면 QEMU가 등장"
},
{
"line": 6378,
"level": 2,
"text": "141. QEMU가 물리 SSD를 직접 제어하는 것은 아니다"
},
{
"line": 6406,
"level": 2,
"text": "142. qcow2: Host에서는 파일, Guest에서는 디스크"
},
{
"line": 6449,
"level": 2,
"text": "143. qcow2 Virtual Size와 실제 Host 사용량"
},
{
"line": 6499,
"level": 2,
"text": "144. RAW Image"
},
{
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"level": 2,
"text": "145. Host Block Device를 직접 backend로 사용 가능"
},
{
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"level": 2,
"text": "146. 실제 연결 확인"
},
{
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"level": 2,
"text": "147. VM에서는 Page Cache가 두 번 나타날 수 있다"
},
{
"line": 6647,
"level": 2,
"text": "148. `write()` 완료와 영속화는 다르다"
},
{
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"level": 2,
"text": "149. Direct I/O"
},
{
"line": 6723,
"level": 2,
"text": "150. `fsync()`가 필요한 이유"
},
{
"line": 6769,
"level": 2,
"text": "151. FLUSH"
},
{
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"level": 2,
"text": "152. 가장 위험한 상황: 거짓 완료"
},
{
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"level": 2,
"text": "153. QEMU Cache Mode"
},
{
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"level": 2,
"text": "154. `cache=none`"
},
{
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"level": 2,
"text": "155. `cache=writeback`"
},
{
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"level": 2,
"text": "156. `writeback = 위험`이라고 단정하면 안 되는 이유"
},
{
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"level": 2,
"text": "157. Device-side Cache"
},
{
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"level": 2,
"text": "158. Host Block Layer"
},
{
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"level": 2,
"text": "159. 여러 VM이 하나의 NVMe를 공유하면"
},
{
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"level": 2,
"text": "160. blk-mq: Multi-Queue Block Layer"
},
{
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"level": 2,
"text": "161. I/O Scheduler"
},
{
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"level": 2,
"text": "162. `none`"
},
{
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"level": 2,
"text": "163. 실제 I/O Scheduler 확인"
},
{
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"level": 2,
"text": "164. NVMe Driver와 Physical Device"
},
{
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"level": 2,
"text": "165. NVMe와 SSD 구분"
},
{
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"level": 2,
"text": "166. Storage I/O Completion"
},
{
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"level": 2,
"text": "167. Storage Contention"
},
{
"line": 7278,
"level": 2,
"text": "168. CPU가 정상이어도 Storage 때문에 느릴 수 있다"
},
{
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"level": 2,
"text": "169. Storage 관측 명령어"
},
{
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"level": 2,
"text": "170. PostgreSQL 예시: WAL과 Durability"
},
{
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"text": "171. 성능과 Durability의 Trade-off"
},
{
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"level": 2,
"text": "172. Storage Virtualization Canonical Flow"
},
{
"line": 7524,
"level": 2,
"text": "173. Network Virtualization과 비교"
},
{
"line": 7541,
"level": 2,
"text": "174. 핵심 Claim"
},
{
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"level": 3,
"text": "Claim 1"
},
{
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"level": 3,
"text": "Claim 2"
},
{
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"text": "Claim 3"
},
{
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"text": "Claim 4"
},
{
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"text": "Claim 5"
},
{
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"level": 3,
"text": "Claim 6"
},
{
"line": 7573,
"level": 2,
"text": "175. 실제 테스트 서버에서 확인할 Open Questions"
},
{
"line": 7575,
"level": 3,
"text": "OQ-1. VM의 `/dev/vda`는 어떤 Host backend에 연결되어 있는가?"
},
{
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"text": "OQ-2. Backend는 qcow2인가 RAW인가?"
},
{
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"text": "OQ-3. qcow2 Virtual Size와 실제 Host 사용량은 얼마나 다른가?"
},
{
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"text": "OQ-4. QEMU disk cache mode는 무엇인가?"
},
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"text": "OQ-5. qcow2가 최종적으로 어느 Host block device 위에 있는가?"
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"text": "OQ-6. Host I/O Scheduler는 무엇인가?"
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{
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"text": "OQ-7. VM1 Storage load가 VM2 latency에 영향을 주는가?"
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{
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"text": "OQ-8. Guest `fsync()` latency와 Host storage latency가 같이 증가하는가?"
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{
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"text": "176. 권장 실습 흐름"
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"text": "177. 최종 요약"
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