IPC에 대해 설명해보세요.

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프로세스 간 통신

• 프로세스는 독립적인 실행 객체로서, 다른 프로세스의 영향을 받지 않고 서로 간의 통신이 어렵다. 따라서 프로세스 간의 통신을 위해 커널 영역에서 IPC라는 통신 방법을 제공한다. 즉, IPC는 프로세스 간의 통신을 말한다.

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IPC의 종류

• IPC는 크게 두 가지 모델로 나뉜다.

  Shared Memory(공유 메모리)

  

  • 공유 메모리 방식은 프로세스들이 공유하는 메모리를 이용하여 통신하는 방법이다. 프로세스가 공유 메모리 할당을 커널에 요청하면, 커널은 해당 프로세스에 메모리 공간을 할당하고, 다른 프로세스도 해당 메모리에 접근할 수 있다. 공유 메모리가 설정되면 그 이후의 통신은 커널의 관여없이 가능하다.
  • 장점
    • 커널의 관여 없이 메모리를 직접 사용하여 통신 속도가 빠르다.
  • 단점
    • 데이터를 읽어야 하는 시점을 알 수 없고, 동시에 같은 메모리 위치를 접근하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 동기화 문제에 신경써야 한다.

  Message Passing(메시지 전달)

  

  • 메시지 전달 방식은 커널이 제공하는 API를 이용해서 커널 공간을 통해 메시지를 주고 받는다. 커널을 통해 메시지를 송/수신자끼리 주고 받으며, 커널에서는 데이터를 버퍼링한다. 프로세스 간의 메모리 공유 없이 가능하다.

  • 장점

    • 커널에서 데이터를 주고 받는 것을 컨트롤할 수 있어 동기화할 필요가 없다.

  • 단점

    • 공유 메모리 모델에 비해 통신 속도가 느리다.

  • 종류

    • Pipe(파이프)
      

    : 두 개의 프로세스를 파이프로 연결하여 하나의 프로세스는 데이터를 쓰기만 하고 다른 프로세스는 데이터를 읽기만 하며 데이터를 통신한다. 따라서 한 쪽 방향으로만 데이터가 이동하고 주로 부모-자신 간의 단방향 통신으로 사용된다.

    • Message Queue(메시지 큐)
      

    : 부모-자신 관계가 아니더라도 어느 프로세스 간의 데이터 송신이 가능하다. 양방향 통신이 가능하며, 메시지의 형태는 사용자가 정의하여 사용할 수 있다. 다수의 프로세스가 동시에 데이터를 쉽게 다룰 수 있으며, 비동기 방식이기에 방대한 처리량이 있다면 큐에 넣은 후 나중에 처리할 수 있다.

    • Socket(소켓)
      

    : 흔히 네트워크 통신 기법으로 많이 사용되는 방법으로, 양쪽 PC에서 각각 임의의 포트를 정하고 해당 포트 간의 대화를 통해 데이터를 주고 받는다. 양방향 통신이 가능하며, 원격에서 프로세스 간의 데이터를 공유할 때 사용한다.