리눅스 데몬

계속해서 등장하는 데몬이라는 개념, linux 기반 OS에서 사용하는 이 "daemon" 이라는 용어는 정확하게 의미하는 것이 뭘까? 사실 아주 단순하게 보면 기본중의 기본 개념이다.

1. 데몬(Daemon)이란?

이름의 유래는 맥스웰의 도깨비에서 따왔다고 한다, "맥스웰의 사고 실험 - 열역학 제2법칙은 같은 온도를 갖는 두 물체가 자발적으로 서로 온도가 달라지는 것" 의 실험 설명에서 작은 '도깨비' 가 방문을 지킨다고 하는데, 눈에 보이지 않는데 열심히 일을 하는 모습에서 해당 이름을 따온 것은 아닐까 한다.

• 운영체제에서 사용자가 직접 제어하지 않아도, 백그라운드에서 여러가지의 작업을 하는 프로그램을 뜻한다. 즉, 메모리에 머무르고 있으면서 특정 요청이 오면 바로 그에 대한 대응을 할 수 있도록 대기중인 프로세스를 말한다.

• 또한 부모 프로세스를 갖지 않으며, 대부분 프로세스 트리에서 init 바로 아래 위치한다. 즉, 시스템의 첫 프로세스인 (pid가 1인) systemd 의 바로 하위 프로세스가 된다. (원래 Init이 PID 1인 루트 프로세스였는데 이를 개선한 것이 systemd 이다. systemd 는 프로세스 트리에서 가장 상위의 프로세스이고 모든 프로세스의 직간접 부모인 데몬이다.)

• 데몬이 되는 방법은 일반적으로 자식 프로세스를 포크(fork)하여 생성하고 자식을 분기한 자신을 죽이면서 init이 고아가 된 자식 프로세스를 자기 밑으로 데려가도록 하는 방식이다. 이러한 방법을 ‘fork off and die’ 라 부르기도 한다. 그렇기 때문에, 데몬은 부모 프로세스가 없어서 PPID(부모 프로세스 ID)는 1이다.

• MS윈도우의 서비스(Service)와 유사하고 실제로 '서비스'라고 부르기도 하다. 데몬 프로그램의 명령어는 'd'로 끝난다. (ex. syslogd, ftpd, mysqld, httpd...)

2. 데몬(Daemon) 실행 방법

1) Standalone type daemon

• 독립적으로 실행되며, 요청에 의해 실행되기 때문에 메모리에 항상 대기하는 데몬 방식이다.

• 따라서 요청에 대한 응답속도가 빠르지만, 항상 백그라운드에서 대기해야하므로 메모리 효율이 좋지 않다.

• 스탠드얼론은 /etc/init.d/ 나 /etc/rc.d/init.d/ 에 있는 스크립트 파일로 실행된다. 대표적으로 SSH 서비스를 찾아볼 수 있으며 이는 '해당 서비스 절대경로' + start/stop/restart 나 'service 서비스 이름' + start/stop/restart로 데몬을 시작하거나 멈추는 등 관리할 수 있다.

• init 말고, systemd 에 대한 설명은 아래에 더 자세하기 한다.

2) Super daemon - inetd type daemon (xinetd)

• Super Daemon이라는 특별한 데몬에 의해 간접적으로 실행되는 데몬이다.

• 사용자에 의한 요청이 발생할 경우, xinetd 프로그램이 해당 요청을 분석하여 필요한 데몬을 메모리에서 실행하여 응답하는 방식이다. (xinetd 자체는 standalone 방식으로 작동한다.) 원래는 inetd 이었으나 보안상 이유로 xinetd를 사용한다.

• standalone방식보다 응답속도가 느리지만, 메모리 효율은 그에 비해 훨씬 좋다. 따라서 매우 빠른 응답속도가 필요하지 않을 경우에 사용한다.

• Ubuntu에서는 기본적으로 Super daemon이 설치되지 않기에 Package Manager를 통해 설치해줘야 한다. sudo apt install netkit-inetd

3) 주의 사항

• /etc/xinetd.d/ 디렉토리의 각 서비스파일에 등록되어 있는 데몬들이 root 계정으로 실행되고 있는지 확인

• /etc/xinetd.d/ 디렉토리의 각 서비스파일에 대한 일반유저의 권한은 실행, 읽기, 쓰기 모두 배제. 읽기 권한이 있다면 서버에서 어떤 서비스를 하고 있는지 알고 실행파일의 위치까지도 파악이 가능하기 때문이다.

• 서버관리자의 실수든 해킹된 것이든 /etc/xinetd.d/ 내의 파일들에게 쓰기( write ) 권한이 설정되어 있다면 어떤 프로그램이든지 만들어서 이 파일에 등록해 두면 root 의 권한으로 실행이 가능하게 되는 최악의 상황이 발생할 수 있다.

3. Daemon 실행, 관리

1) systemctl

• 우선 둘 다(systemctl, service) 기본적으로 daemon (service)를 실행하기 위한 command line 이다.

• systemctl에 대해 더 자세히 알아보자면, systemd 를 알아야 한다. (ubuntu) cat /proc/1/status command를 쳐보자. PID가 1인 프로세스가 init이 아니라, systemd 인 것을 확인할 수 있다. (또는 top command 로 1번 PID를 보자!)

• 예전의 PID 1이었던 init은 현재로부터 수 십 년 전에 처음 소개된 프로그램인데 그 때의 구조를 거의 바꾸지 않고 계속 기능이 추가되며 날이 갈수록 복잡해지는 프로그램들로 인해 효율이 떨어졌다.

• init은 시작할 프로그램을 구동하는 쉘 스크립트를 특정 run-level의 rc 디렉토리에 추가하는 방식의 구조를 가졌다. init은 부팅 과정에서 단계적으로 run-level을 올려가며 해당 run-level에 포함된 스크립트들을 순차적으로 실행시키니 설정이 복잡하고, 속도가 순차의 depth가 깊을수록 느려졌다.

• 이런 문제들을 해결하기 위해 Red Hat의 Lennart Poettering과 Kay Sievers이 systemd를 만들기 시작했다 - (GNU 약소 GPL 라이선스). systemd는 당연하지만 init보다 좋은 성능과 직관적인 설정을 가졌다.

• 의존성을 해치지 않으며 가능한 한 "병렬"로 시작 프로그램들을 실행시키는 것으로 부팅 속도를 끌어올리고, 프로그램 실행을 위한 파일로는 쉘 스크립트가 아니라 .service라는 systemd만의 unit을 통해 체계적이면서 가독성이 좋게 설정이 가능해졌다. 병렬로 서비스를 수행하기 때문에 서비스간의 종속성 및 실행 순서 관리가 매우 중요하다. 그리고 프로세스간의 통신은 D-bus 에서 담당한다. (소켓, D-bus 지원)

• 게다가 systemd는 단지 init 뿐만 아니라 다른 프로그램들의 기능들마저 가져와 추가하기 시작했다.

  • 컴퓨터의 네임서버 주소를 설정하는 resolvconf의 자리를 systemd-resolved가
  • DHCP 서버에서 IP를 받아와서 네트위크 인터페이스에 설정하는 dhcpcd의 자리를 systemd-networkd가 대체할 수 있게 기능을 추가 했다.
  • 이외에도 시스템 내부의 udev가 systemd에 포함되는 등 여러 방면에서 systemd의 존재가 강력해지고 있다.

• 이렇게 systemd가 여러 영역을 아우르는 것을 보고 혹자들은 하나만 잘하자 라는 UNIX의 철학에 어긋난다고 말하기도 한다.

2) systemd 구성

• systemd : init 데몬

• systemd-journald : 다른 데몬(프로세스)들의 출력(syslog, 표준, 에러 출력), 로그 저장 데몬

• systemd-logind : 사용자 로그인, 세션 등 관리 데몬

• systemd-udevd : 장치 관리자 데몬

• systemd-networkd : 네트워크 관리 데몬. DHCP 뿐만 아니라 Virtual Lan 설정까지 가능

• systemd-resolved : DNS 해석 데몬

• systemd-timesyncd : NTP로 컴퓨터 시간 동기화 데몬

• systemd-boot : UEFI 부트로더

• 몇몇 구성부분이 더 있지만 사용자가 어느정도 자주 접할 수 있는 것들은 위와 같다.

• 위에서부터 4개는 필수적으로 필요한 것 이고, 나머지들은 대체할 다른 프로그램이 있다면 설정, 실행하지 않아도 괜찮은 것들이다. 이러한 데몬이나 systemd의 사용자 설정파일은 /etc/systemd/ 에 존재한다.

• man systemd-user.conf 와 같이 man 명령어를 통해 해당 디렉토리에 있는 것들에 대한 메뉴얼 확인이 가능하다.

system 제어하기

1. 서비스 목록 확인

   • systemctl list-unit-files
   • systemctl list-units --type=service 를 통해 type이 service인것만 쉽게 볼 수 있다.

2. 서비스 시작, 종료, 재시작, 상태 확인

   • systemctl start|stop|restart|status [서비스명]

3. 서비스 활성화, 비활성화

   • systemctl enable|disable [서비스명]
   • enable 명령은 관련 서비스를 /etc/systemd/system/[target]/ 경로에 링크파일을 생성한다.
   • disable 명령은 실행하면 링크파일을 삭제한다.

4. 서비스 갱신

   • systemctl reload [서비스명]

5. 시스템 중지, 재부팅

   • systemctl halt|reboot
   • 위 명령어는 AUTHENTICATING 이 필수이며, 무지성으로 사용하다가 큰일이 날 수 있으므로, 충분하게 확인하고 사용을 해야한다.

3) 직접 데몬 만들기

• 여기까지 왔으면 직접 데몬을 만들 수 있다는 생각도 도달했을 것이다. 당연하게 가능하다. 어떤 데몬을 만드냐에 따라 물론 다르겠지만, 아주 기본적인 개념은 모든 데몬이든 동일하다.

1. [unit name].service 파일을 systemd에 만든다.

2. 해당 service 파일은 systemd 의 unit 문법에 따라야 한다. (사실 이 부분이 가장 핵심이다. 해당 파일에 대한 얘기는 하나의 색션이 필요해서 다음에 꼭 다루겠다.) 샘플은 아래와 같다.

[Unit]
Description=Sample Service
Requires=local-fs.target
After=local-fs.target

[Service]
Type=simple
PIDFile=/var/run/sample.pid
ExecStart=/usr/sbin/sampled -d
ExecStop=/usr/sbin/sampled -k

[Install]
WantedBy=multi-user.target

3. systemctl enable [unit name] 명령으로 설치한다.

4. 이제 systemctl 명령어로 컨트롤을 한다.

4) service

• 기존에 시스템에서 데몬을 조작하기 위한 service 명령어다. 위 init 대신 systemd 가 어떻게 탄생했는지 다시 생각해 보자.

• /etc/init.d 디렉토리에 있는 링크파일들 대상으로 start, stop, restart, reload, status 를 할 수 있다.

• 위와 같이 systemd 가 등장하면서 systemctl 명령어를 사용할 수 있게 된 것이다. 사실 OS 특정 버전 부터는 (리눅스 기반인 OS) service를 수행해도 redirecting to /bin/systemctl start ***.service 라고 리다이렉팅 되어 systemctl로 실행이 되는 것이다.

• 사실 이제 service와 init은 잊고, systemctl 을 기억하는게 옳은 접근 방법 인 것이다.

Centos

• centos6까지는 /etc/rc.d/init.d 디렉토리에 서비스 관련 파일들이 있었고 이를 service 명령어를 통해 제어한다.

• ex) service [데몬이름] start

• centos7부터는 서비스들이 대부분 Unit으로 분리되었고, 서비스.service 형식의 파일명을 가지며, systemctl 명령어로 제어한다.

• ex) systemctl start [데몬이름]

• centos에서 데몬을 다루는 방법에 대해 더 자세한 명령어는 이 글을 꼭 확인하길 바란다

출처

• https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/
• https://askubuntu.com/questions/903354/difference-between-systemctl-and-service-commands
• https://server-talk.tistory.com/273
• https://stackframe.tistory.com/12
• https://etloveguitar.tistory.com/57
• https://fmd1225.tistory.com/93