1. 프로그램

 1.1. 프로그램이란

  • 프로그램은 실행 파일을 의미
  • 주기억 장치에서 상주된 프로그램이 CPU에 의해서 처리되는 상태는 프로세스라고 함

1.2. 프로그램 실행 과정

  1. 사용자가 OS에게 프로그램 실행 요청
  2. 운영체제가 프로그램의 정보를 메모리(주기억장치_RAM)에 로드
  3. CPU가 프로그램 코드를 관리&명령 실행

 

 

2. 프로세스

2.1. 프로세스란(개념, PID, PPID, init, 관련 명령어)

  • 메모리에서 CPU를 할당 받아 실행 중인 프로그램
  • 각각의 프로세스마다 고유 번호의 프로세스 ID(PID)를 하나씩 증가하면서 부여

  • PPID (부모 프로세스)
    - 선행 프로세스라고도 하며, 자식 프로세스 생성 가능
    - fork() 호출을 통해 자식 프로세스 생성
    - 부모 프로세스는 여러 개의 자식 프로세스를 실행하여 다수의 작은 작업들을 동시에 처리 

  • 자식 프로세스
    - 부모 프로세스가 처리 중인 파일 등을 공유
    - 부모 프로세스에서 fort()하여 생긴 프로세스
    - 프로그램에서는 부모 프로세스의 복사로 부모와 교신하면서 프로세스 진행

  • init
    - 부팅되면서 가장 먼저 실행되는 프로세스는 init, init의 PID는 1
    - init 프로세스는 파일 시스템의 구조 검사
    - 파일 시스템의 마운트하고 서버 데몬을 실행하며, 사용자 로그인을 기다리고 사용자를 위한 셸을 실행하는 역할
    - /etc/initab : 처음 수행해야할 작업들을 설정하는 파일, 시스템의 상태에 따라 해당하는 런레벨에서 init 프로세스가 수행해야할 파일을 지정

2.2 프로세스 관련 명령어

  • ps 명령어 : 현재 작동하는 프로세스 목록, 프로세스의 현재 상태 출력

 

  • kill 명령어 : 현재 작동하는 프로세스 종료

 

  • top 명령어 : 실시간 프로세스 모니터링

 

2.3. 프로세스 상태

  • 프로세스의 상태 종류 : 생성, 준비, 실행, 대기, 종료
    1. new : 프로세스가 생성된 상태
    2. ready : 프로세스가 생성된 후 프로세서에 할당되기를 기다리는 상태
    3. running : 프로세서에 할당되어 CPU를 차지하고 있는 상태
    4. wait : 프로세스가 특정 이벤트를 기다리는 상태 → 프로세서에 할당되어 있지만 프로세서의 클락을 낮추거나 일시적으로 멈춤으로써 에너지 소비를 줄일 수 있는 상태
    5. terminated : 프로세스 종료된 상태

 

  • 프로세스의 상태 전이
    1. Dispatch (ready -> running)
      • 여러 프로세스들 중 한 프로세스를 선정하여 CPU에 할당하는 과정
    2. Interrupt (running -> ready)
      • 할당된 CPU 시간이 지나면 Timeout Interrupt 가 발생하여 CPU를 다른 프로세스에게 양도하고 자신은 ready 상태로 전이되는 과정
    3. Block (running -> waiting)
      • I/O 등의 자원 요청 후 즉시 할당받을 수 없어, 할당받을 때까지 기다리기 위해 running에서 waiting 상태로 전이되는 과정
      • I/O 처리는 CPU가 아닌 I/O 프로세스가 담당하기 때문에 block이 발생함
    4. Wakeup (waiting -> ready)
      • 필요한 자원이 할당되면 프로세스는 waiting에서 ready 상태로 전이되는 과정

 

2.4. 프로세스의 구성

2.4.1. 프로세스 메모리 

  • 운영체제는 프로세스마다 고유의 가상 메모리 공간 제공
  • 프로세스 메모리 공간은 다시 코드, 데이터, 스택, 힙 영역으로 세분화

  • text section instruction(text section)
    - 컴파일된 기계어가 저장되는 영역
    - compile time에 크기 결정

  • data section
    - 사전에 선언된 데이터가 저장되는 영역
    - compile time에 크기 결정
    - 내부 data&bbs 영역으로 구분 
       initalized data section → 초기화된 전역 변수가 저장되는 영역 (DATA)
      uninitialized data section 초기화되지 않은 전역 변수가 저장되는 영역 (BBS)

  • heap 
    - new, delete, malloc, free 등을 호출하여 데이터를 저장 & 관리하는 영역
    - runtime에 크기가 결정

  • stack
    - 매개변수, 지역변수, return 주소 등과 같은 데이터를 저장하는 영역
    - 컴파일러에 의해 run time 도중 크기가 결정되며, 함수가 호출 & 종료되는 시점에 생성 & 제거

2.4.2. PCB (Process Control Block)

  • PCB는 특정한 프로세스를 관리할 필요가 있는 정보를 포함하는, 운영체제 커널의 자료구조
    • 운영체제가 프로세스 스케줄링을 위해 프로세스에 관한 모든 정보를 가지고 있는 데이터베이스
    • 운영체제에서 프로세스는 PCB로 나타냄
    • PCB는 프로세스에 대한 중요한 정보를 가지고 있는 자료 구조

  • 각 프로세스가 생성될 때마다 고유의 PCB가 생성되고, 프로세스가 완료되면 PCB는 제거됨
    • 프로세스는 CPU를 점유하여 작업을 처리하다가도 상태가 전이되면, 진행하던 작업 내용들을 모두 정리하고 CPU를 반환 필요
    • 진행하던 작업들을 모두 저장하지 않으면 다음에 자신의 순서가 왔을 때 어떠한 작업을 해야하는지 알 수 없는 상태에 빠짐
    • 프로세스는 CPU가 처리하던 작업의 내용들을 자신의 PCB에 저장하고, 다음에 다시 CPU를 점유하여 작업을 수행해야 할 때 PCB로부터 해당 정보들을 CPU에 넘겨와서 계속해서 하던 작업을 진행할 수 있음

 

  • PCB는 다른 프로세스들이 쉽게 접근할 수 없고, kernel 영역에 저장
  • PCB 저장 정보 : process state, PID, PPID, CPU registers, program counter, CPU scheduling 정보, Memory 관리 정보, accounting 정보, I/O 상태 정보

 

 

  • 지정한 속성대로 정해진 위치에 파일을 복사하는 명령어
  • install 명령어 사용하여 파일 복사하면, 복사된 파일이 기존 파일과 동일한 권한을 상속함
  • 복사된 파일은 복사를 수행한 사용자 및 그룹에 대한 권한을 가짐

  • install 명령어 경로
    /usr/bin/install
     
  • install 명령어 사용법
    install [옵션] [파일] 디렉토리 
     
  • install 명령은 파일의 권한 속성들, 소유주, 그룹을 지정해서 복사
  • cp 명령과 비슷하지만, 필요하면 파일이 복사될 경로를 만들고, 다른 소유자나 그룹을 지정하는 등의 다양한 기능을 제공
  • install 명령어는 컴파일 된 프로그램을 정확한 위치에 설치하는 데 사용 → Makefile에서 사용

 

install 명령어 옵션

short 옵션 long 옵션 설명
-d --directory 대상 디렉터리를 지정
지정한 디렉터리가 없다면 대상 디렉토리 생성함
-g group --group group 새로운 파일의 그룹 권한을 지정한 group ID 혹은 group 이름으로 설정
-m mode --mode mode 새로운 파일의 퍼미션을 지정한 mode 값으로 설정
기본값은 0755
-o [owner] --owner [owner] 파일의 소유자(owner)를 설정
만약 root 계정에서 지정하지 않으면, root 소유권 설정
-s --strip 심볼 테이블을 제거
  --help 사용법 출력
  --version 버전 정보 출

 

install 명령어 예시

### test.txt 파일 권한 및 퍼미션 확인
$ ls -al ./test.txt
-rw-r--r-- 1 hippo hippo 5 Mar 13 01:02 ./test.txt

### install 명령어로 test.txt 파일 /tmp로 복사
$ install -m 777 test.txt /tmp

### /tmp/test.txt 파일 복사 및 권한, 퍼미션 확인
$ ls -al /tmp/test.txt
-rwxrwxrwx 1 root root 5 Mar 13 01:04 /tmp/test.txt

 

 

 

1. 파티션 특징 및 종류

  • 하나의 물리적 디스크를 여러 개의 논리적인 디스크로 분할하는 것

  • 다중 파티션 장점
     • 파티션마다 독립적인 파일 시스템이 운영되기 때문에 파일 점검 시간이 줄어들어 부팅 시간 단축
     • 특정 파티션의 파일 시스템이 손상되더라도 다른 파티션에 영향을 주지 않기 때문에 높은 안정성 보장
     • 필요한 파티션만 포맷할 수 있기 때문에 백업과 업그레이드 편리

  • 파티션 종류
    종류 설명
    주 파티션 
    (Primary Partition)
    부팅이 가능한 기본 파티션
    하나의 하드디스크에 최대 4개의 주 파티션 분할 가능
    하드디스크를 4개 이상의 파티션으로 사용할 때 하나의 확장 파티션을 설정하여 확장 파티션 안에 여러 개의 논리 파티션을 분할하여 데이터 저장
    확장 파티션 
    (Extended Partition)
    주 파티션 내에 생성, 하나의 물리적 디스크에 1개만 생성
    파티션 번호는 1~4번 할당
    데이터 저장 영역을 위한 것이 아니라 논리 파티션 생성
    논리 파티션 
    (Logical Partition)
    확장 파티션 안에 생성되는 파티션
    논리 파티션은 12개 이상 생성하지 않는 것을 권고하며 5번 이후의 번호 생성
    스왑 파티션 
    (Swap Partiton)
    하드 디스크의 일부를 메모리처럼 사용하는 영역
    주 파티션 또는 논리 파티션에 생성
    프로그램 실행 시 부족한 메모리 용량을 하드디스크로 대신 사용
    리눅스 설치 시 반드시 설치되어야 하는 영역
    swap 영역의 크기는 메모리의 2배를 설정하도록 권고

 

2. 디스크와 장치명

  • 예시) /dev/sda3
    sd 하드디스크 유형 지정
      1. sd : SCSI 또는 USB 방식 디스크
      2. hd : IDE 또는 ATA 방식 디스크
    a 한 케이블에 묶인 하드디스크의 우선순위
    마스터 또는 슬레이브로 설정
       첫 번째 하드디스크 : a
       두 번째 하드디스크 : b
    3 파티션 번호
      1~4번 : primary 또는 extended
      5번부터 : logical 파티션

 

3. 파일시스템

  • 운영체제가 파일을 시스템의 디스크 파티션 상에 구성하는 방식
  • 유형파일 시스템 유형종류
    시스템 유형 종류
    리눅스 전용 파일 시스템   ext, ext2, ext3, ext4(최대 16TB 지원) 
    저널링 파일 시스템   JFS, XFS(최대 파일 시스템 크기 지원, CentOS 7 버전 기본), ReiseFS
    네트워크 파일 시스템   SMB, CIFS, NFS
    클러스터링 파일 시스템   레드햇 GFS, SGI, cXFS, IBM, GPFS, IBM SanFS 등
    시스템 파일 시스템   ISO9660, UDF
    타 운영체제 지원 파일 시스템   FAT, VFAT. FAT32, NTFS, HPFS, SysV - FAT32
       1. 포맷을 할 경우 지원하는 드라이브의 최대 크기 32GB
       2. 단점 : 개별 파일 하나당 저장할 수 있는 최대 크기 4GB

      NTFS
       1. FAT32 단점을 보완하기 위해 개발된 형식 NFTS 방식으로 포맷할 경우 드라이브 최대 크기 256TB
       2. 개별 파일 하나당 저장할 수 있는 최대 크기 16TB
       3. 단점 : 윈도우 위주 형식, 호환성이 떨어지는 형태

 

4. LVM (Logical Volume Manager)

  • 여러 개의 하드디스크를 합쳐서 사용하는 기술로 한 개의 파일 시스템을 사용
  • 작은 용량의 하드디스크 여러 개를 큰 용량의 하드디스크 한 개처럼 사용
  • 다수의 디스크를 묶어서 사용함으로써 파티션의 크기 조절 가능
    개념 설명
    물리 볼륨 여러 개의 물리적 하드디스크
    볼륨 그룹 물리 볼륨을 합쳐서 하나의 물리적 그룹을 만드는 것
    논리 볼륨 볼륨 그룹을 나눠서 다수의 논리 그룹으로 나누는 것

 

5. RAID

종류
그림
설명
RAID 0
  • 스트라이핑 저장 방식 : 연속된 데이터를 여러 디스크에 나눠서 저장
  • 최소 2개 하드디스크 필요
  • 저장과 읽기 속도가 가장 빠르지만 하나의 디스크 고장 시 모든 데이터 손실
RAID 1
  • 미러링 : 하나의 디스크에 저장하면 다른 디스크에 동일한 내용이 백업되어 저장
  • 데이터 저장 시 두배 용량 필요
  • 결함 허용을 제공하지만 공간 효율성은 떨어지며, 주요한 데이터 저장 시 적합
RAID 2

  • 스트라이핑 저장 방식
  • 기록용 디스크와 데이터 복구용 디스크를 별도로 제공하며, 디스크의 사용 효율성이 낮은 형태
  • 오류 제어 기능이 없는 디스크를 위해 해밍코드 사용
  • 모든 SCSI 디스크에 ECC(에러 검출 기능)를 탑재하고 있기 때문에 실제 사용되지 않음
RAID 3
  • 스트라이핑 저장 방식
  • 오류 검출을 위해 패리티 방식 이용
  • 패리티 정보를 저장하기 위해 전용 디스크를 사용, 최소 3개 이상의 하드디스크 필요
  • 데이터 복구는 패리티 저장 디스크에 기록된 정보의 XOR를 계산하여 수행
  • 대형 레코드가 사용되는 단일 사용자 시스템에 적합
RAID 4
  • RAID 3과 유사한 방식 : 2개 이상의 데이터 디스크와 전용 패리티 디스크 사용
  • RAID 3은 Byte 단위로 데이터를 저장하는 반면 RAID 4는 Block 단위로 저장
RAID 5

  • 디스크마다 패리티 정보를 갖고 있어 패리티 디스크의 병목 현상을 감소
  • 사용 빈도가 높은 레벨이며, 최소 3개 디스크로 구성
  • 1개의 디스크 장애 시 복구가 가능하며, 2개 이상의 디스크 장애 시 복구 불가능
RAID 6
  • RAID 5를 확장한 레벨이며, 최소 4개의 디스크로 구성
  • 제2패리티를 두는 듀얼 패리티를 사용함으로써 안정성을 향상
  • 2개의 디스크 장애 시 복구가 가능하며, 3개 이상 디스크 장애 시 복구 불가능
RAID 0+1
  • RAID 0(스트라이핑 방식)과 RAID 1(미러링)을 조합
  • 디스크 2개씩 RAID 0으로 구성 후 RAID0으로 구성된 하드디스크를 RAID1로 구성
  • 미러링 전 스트라이핑을 진행하며, 속도는 빠르나 데이터 복구 시 시간 소요
RAID 1+0
  • RAID 0+1의 반대 구성
  • 디스크 2개씩 RAID 1로 구성 후 RAID 1로 구성된 하드디스크들을 RAID0으로 구성
  • 미러링 후 스트라이핑을 진행하여 손실된 데이터만 빠른 복원이 가능하므로 RAID 0+1 보다 운영상 유리

 

 

6. 파티션 분할

  • fdisk : 파티션 테이블을 관리하는 명령어로 리눅스의 디스크 파티션을 생성, 수정, 삭제
    명령어 설명
    a 부팅 파티션을 지정
    l 파티션 종류를 선택할 때 리눅스에서 지원하는 파티션 목록
    n 새로운 파티션을 추가
    t 파티션 종류를 변경
    w 파티션 정보를 저장
    p 파티션 정보를 확인
    q 작업 종료

 

 

1. 리눅스 디렉터리 및 저장 내용

디렉토리 저장 내용
/ 파일 시스템이 있는 최상위 디렉터리
모든 디렉터리의 출발점인 동시에 다른 시스템과의 연결점이 되는 디렉터리
/boot 부트 디렉터리로 부팅 시 커널 이미지와 부팅 정보 파일 저장
/proc 시스템 정보 디렉터리이며, 커널 기능을 제어하는 역할
현재 실행되는 프로세스와 실제로 사용되는 장치, 하드웨어 정보 저장
가상 파일 시스템이며, 디렉터리에서 볼 수 있는 것은 실제 드라이브가 아니라 메모리 상에 저장되어 있는 것
/lib 공유 라이브러리 디렉터리
커널 모듈 파일과 프로그램 실행을 지원해 주는 라이브러리 저장
/bin 기본적인 명령어가 저장된 디렉터리
root 사용자와 일반 사용자가 함께 사용할 수 있는 명령어 디렉터리
/dev 시스템 디바이스 파일들을 저장하는 디렉터리
하드디스크, 프린터, 입출력 장치 등과 같은 장치들을 파일화하여 관리
/etc 시스템 환경 설정 파일과 부팅 관련 스크립트 파일들이 저장되어 있는 디렉터리
사용자 정보 및 암호 정보 파일, 보안 파일 등 저장
/root 시스템 관리자(root)용 홈 디렉터리
/sbin 관리자용 시스템 표준 명령 및 시스템 관리 관련된 실행 명령어 저장
/usr 사용자 디렉터리로 사용자 데이터나 애플리케이션 저장
/home 사용자 계정 디렉터리로 계정들의 홈 디렉터리가 위치
일반 사용자들이 로그인 시 처음으로 위치하게 되는 디렉터리
/var 시스템에서 사용되는 가변적인 파일들을 저장하는 디렉터리
가변적인 파일인 로그파일, 스풀링, 캐싱 등 저장
/tmp 각종 프로그램이나 프로세스 작업 시 임시로 생성되는 파일 저장
모든 사용자에 대해서 읽기와 쓰기 허용
스티키 비트 설정으로 파일의 소유자만이 자신의 소유 파일 삭제 가능
/mnt 파일 시스템을 일시적으로 마운트할 때 사용
/lost+found 결함이 있는 파일에 대한 정보가 저장되는 디렉터리

 

 

2. 리눅스 설치 필요 정보

2.1. 하드웨어

하드웨어 정보
CPU 제조사와 모델명 확인
32비트 CPU 또는 64비트 CPU 파악
가상화 환경에서는 CPU의 물리적 개수와 코어 개수 확인
메모리(RAM) 메모리 용량 확인
SWAP 파티션 설정 시 사용
하드디스크 드라이브 하드디스크의 파일명 확인
  1. IDE 또는 ATA 하드 디스크 타입 파일명 : /dev/hdX
   2. SATA, USB, SSD, SCSI 하드디스크 타입 파일명 : /dev/sdX
네트워크 인터페이스 제조사, 모델명, 유무선 여부, 어댑터 종류
TCP/IP 속성 정보 확인

 

2.2. 네트워크 설정

  • 호스트명, 도메인, 컴퓨터 IP주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 주소, DNS 서버 주소

 

3. 커널

3.1.커널이란 

  • 운영체제의 핵심 부분으로 CPU나 메모리, 기타 디바이스 등의 시스템 자원을 관리하고 하드웨어와 응용 프로그램 사이에서 인터페이스를 제공하는  역할

  • 커널 기능
    1. 하드웨어 리소스(CPU, 메모리, 스토리지 등) 관리
    2. 소프트웨어에서 하드웨어 및 리소스에 대한 액세스를 추상화

 

3.2. 커널 역할 및 기능

  • 추상화  
     • 물리적으로 하나 뿐인 하드웨어를 여러 사용자들이 번갈아 사용하게 중재함으로써 마치 한 개의 하드웨어가 여러 개인 것처럼 보여지도록 하는 기술
     • 물리적 자원을 추상화하여 쉽게 접근할 수 있도록 도와주는 것

 

  • 디바이스 관리
     디바이스 드라이버라는 하드웨어 입출력 제어하는 소프트웨어를 이용하여 장치 관리

  • 프로세스 관리
    리눅스에서는 프로그램 실행 시 파일 시스템 내 특정 디렉터리에 있는 프로그램의 파일을 읽어와 메모리에 적재 →프로그램이 메모리에서 실행되는 프로세스 
     프로세스가 이용할 수 있는 CPU는 하나로 동시에 실행되는 프로세스 간 CPU를 이용할 수 있는 시간 분배 필요 → 커널은 각 프로세스 PID를 통해 관리하는 역할

  • 메모리 관리
    사용자 프로그램의 요구에 따라 메모리 영역을 분배하거나 이용이 끝난 메모리 영역 회수 등을 담당 
    가상 메모리 또한 지원(가상 메모리 영역 → swap)

  • 시스템 콜
    표준 출력이나 파일 쓰기/읽기, 프로세스를 포크(프로세스 복제)하는 기능 등을 갖고 있어 사용자 프로그램에서 액세스 할 수 있도록 도움을 주는 역할

 

 

4. 하드웨어, CPU 작동 모드, 저장 장치의 특징, 소프트웨어

4.1. 하드웨어 목록

하드웨어 역할
CPU 계산 처리 수행하는 장치
레지스터 (CPU 내) CPU 계산에 사용하는 값을 놓는 영역, 전원을 끄면 데이터가 사라지는 형태
캐시메모리 (CPU 내) CPU와 메모리 간의 버퍼
  • CPU의 계산 결과를 캐시
  • 전원을 끄면 데이터가 사라지는 형태
메모리
(주 기억장지)
(primary memory)
CPU에서 실행 중인 프로그램이나 계산 결과를 일시적으로 두는 디바이스
  • CPU로부터 액세스 가능한 기억 영역
  • 전원을 끄면 데이터가 사라지는 형태
스토리지
(보조 스토리지)
(secondary memory)
메모리에 있는 계산 결과를 파일로 저장하는 디바이스
  • CPU로 부터 액세스 불가능한 기억 영역
  • CPU가 파일에 액세스하려면 한 번 메모리를 읽어야함, 전원을 꺼도 데이터 남아있는 형태
NIC 데이터를 다른 컴퓨터와 송수신하는 장치

 

4.2. CPU 작동 모드

CPU 동작 모드 하드웨어
액세스 제한
대상 소프트 웨어 프로세스 동시 실행
커널 모드 X 커널 가능
사용자 모드 O 커널 이외 불가능(인터럽트 발생)

 

4.3.  저장 장치의 특징

 

4.4. 소프트웨어 목록

이름 설명
프로그램 처리를 위해 만들어진 소프트웨어
프로세스 메모리에 로드된 실행 중 프로그램, 하위 프로세스는 새롭게 가상 메모리 확보
스레드 프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위, 멀티 스레드는 프로세스 내의 메모리를 공유해서 사용 가능
응용 프로그램 컴퓨터에 사용하는 목적에 따라 제작된 기능적 프로그램
모듈 특정 기능을 가진 작은 프로그램, 모듈을 결합하여 응용 프로그램과 라이브러리 생성
라이브러리 재사용 가능한 형태로 정리한 프로그램, 라이브러리 단독으로는 동작 X
패키지 프로그램의 실행에 필요한 것을 정리한 것
실행파일, 라이브러리, 모듈, 설정파일, 자원(이미지, 음악 파일 등)
미들웨어 사용자의 특정한 요구대로 만들어 제공하는 프로그램, 운영체제와 응용 소프트웨어의 중간에서 조정과 중개의 역할 수행
커널 하드웨어를 조작하기 위한 소프트웨어
시스템 라이브러리 응용 프프로그램이 커널을 호출하는 라이브러리
시스템 유틸리티 컴퓨터의 분석, 관리, 유지보수를 수행하는 소프트웨어
OS 하드웨어, 시스템 리소스를 제어하고 프로그램에 대한 일반적 서비스를 지원

 

 

 

참고 자료 : https://www.devkuma.com/docs/linux/kernel/basic1/

 

 

 

1. 메모리 계층 구조 

  • 메모리를 필요에 따라 여러 종류로 나누어 두는 것 → CPU가 메모리에 더 빨리 접근 가능

 

  • 컴퓨터 설계에 있어 각각의 특징이 있는 서로 다른 여러 종류의 저장 장치를 함께 사용하여 최적의 효율을 도출
    명칭 위치 접근 속도
    레지스터 CPU 내부 빠름
    캐시 CPU 내부 빠름
    메모리 CPU 외부 레지스터와 캐시보다 속도 느림
    하드디스크 CPU 직접 접근 불가 데이터를 메모리로 이동시켜 접근 가능

 

1.1. 레지스터 

  • CPU(중앙처리장치)가 요청을 처리하는데 필요한 데이터를 일시적으로 저장하는 기억 장치
    • 컴퓨터에서 4대 주요 기능(기억, 해석, 연산, 제어)를 관할하는 장치
    • 프로세서에 위치한 고속 메모리로, 프로세스가 바로 사용할 수 있는 데이터(소량 데이터, 처리 중인 중간 결과 등)를 담고 있는 영역

 

  • CPU는 자체적으로 데이터를 저장할 방법이 없으므로 메모리로 직접 데이터 전송 불가
  • 연산을 위해 반드시 레지스터를 거쳐야 하며, 이를 위해 레지스터는 특정 주소를 가리키거나 값을 읽기 가능 

  • CPU 내부 레지스터 종류
    종류 설명
    프로그램 계수기 (PC, Program Counter) 다음에 실행할 명령어(instruction)의 주소를
    가지고 있는 레지스터
    누산기 (AC, Accumulator) 연산 결과 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터
    명령어 레지스터(IR, Instruction Register) 현재 수행 중인 명령어를 가지고 있는 레지스터
    상태 레지스터(SR, Status Register) 현재 CPU의 상태를 가지고 있는 레지스터
    메모리 주소 레지스터
    (MAR, Memory Address Register)
    메모리로부터 읽어오거나 메모리에 쓰기 위한
    주소를 가지고 있는 레지스터
    메모리 버퍼 레지스터
    (MBR, Memory Buffer Register)
    메모리로부터 읽어온 데이터 또는
    메모리에 써야할 데이터를 가지고 있는 레지스터
    입출력 주소 레지스터
    (I/O AR, I/O Address Register)
    입출력 장치에 따른 입출력 모듈의 주소를
    가지고 있는 레지스터
    입출력 버퍼 레지스터
    (I/O BR, I/O Buffer Register)
    입출력 모듈과 프로세서 간의 데이터 교환을 위해 사용되는 레지스터

 

1.2. 캐시

  • 캐시 개념
    • 데이터나 값을 미리 복사해 놓는 임시 장소
    • 시스템의 효율성을 위해 사용
    • 캐시의 접근 시간에 비해 원래 데이터를 접근하는 시간이 오래 걸리는 경우
    • 값을 다시 계산하는 시간을 절약하고 싶은 경우
    • 속도가 빠른 장치와 느린 장치 사이에서 속도 차에 따른 병목 현상을 완화하기 위한 범용 메모리
      ※ 캐싱(caching) : 더 빠른 메모리 영역으로 데이터를 가져와서 저장하는 방식 

  • 캐시 종류
    • 1. CPU 캐시
      • 대용량의 메인 메모리 접근을 빠르게 하기 위해 CPU 칩 내부나 바로 옆에 탑재하는 작은 메모리

      • 하드웨어를 통해 CPU 캐시 관리
        종류 설명 CPU 성능에
        직접적인 영향
        L1 캐시 일반적으로 CPU 칩안에 내장되어 데이터 사용 및
        참조에 가장 먼저 사용되는 캐시 메모리
        O
        L2 캐시 L1 캐시 메모리와 용도와 역할이 비슷
        속도 : L1 캐시 > L2 캐시 > 일반메모리(RAM)
        O
        L3 캐시 L1 캐시, L2 캐시와 동일한 원리로 작동
        대부분 CPU가 아닌 메인 보드에 내장
        X
    • 2. 디스크 캐시
      • 하드디스크에 내장된 디스크에 입출력되는 데이터를 저장하는 작은 메모리
    • 3. 그 외 캐시(예시: 페이지 캐시)
      • 운영 체제의 메인 메모리를 하드디스크에 복사해 놓는 캐시 (ex. 웹 브라우저의 웹 페이지 캐시)

  • 캐시 지역성
    • 데이터 접근이 시간적, 혹은 공간적으로 가깝게 일어나는 것
    • 캐시가 효율적으로 동작하기 위해서는 캐시가 저장할 데이터 지역성 필요

    • 지역성 종류
      종류 설명
      시간적 지역성 특정 데이터가 한 번 접근되었을 경우,
      가까운 미래에 또 한 번 데이터에 접근할 가능성이 높음
      공간적 지역성 액세스 된 기억장소와 인접한 기억장소가 액세스 될 가능성이 높음

 

1.3. 메인 메모리

  • 메인 메모리 개념
    • 주기억장치 (1차 기억 장치)
    • 컴퓨터에서 수치, 명령, 자료 등을 기억하는 컴퓨터 하드웨어 장치

  • 메인 메모리 구성
     1. RAM(Random Access Memory) : 휘발성 기억 장치
         • 컴퓨터가 빠른 액세스를 하기 위해 데이터를 단기간 저장하는 구성 요소
         • 사용자가 요청하는 프로그램이나 문서를 스토리지 디스크에서 메모리로 로드하여 각각 정보에 access
         • 전원이 유지되는 동안 CPU의 연산 및 동작에 필요한 모든 내용 저장 

     2. ROM(Read Only Memory) : 고정 기억 장치 
         • 컴퓨터에 지시 사항을 영구히 저장하는 비휘발성 메모리 
         • 전원 종료 시 기억된 내용 유지
         • 변경 가능성이 희박한 기능 및 부품에 사용   
             1. 소프트웨어 : 초기 부팅 관련 부분
             2. 하드웨어 : 프린터 작동에 관여하는 펌웨어 명령 등

 

1.4. 하드디스크 드라이브

  • 하드디스크 개념
      •  비휘발성, 순차 접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치
      •  비휘발성 데이터 저장소 가운데 가장 대중적이며 용량 대비 가격기 가장 저렴 

  • 하드디스크 작동 원리
      •  보호 케이스 내부의 플래터 회전 → 플래터에 자기 패턴으로 정보 기록
      •  플래터 표면의 코팅된 자성체에 데이터 기록
      •  회전하는 플래터 위에 부상하는 입출력 헤드에 의해 자기적으로 데이터 기록 및 조회 가능

  • 하드디스크 구성 요소
    요소 설명
    제어회로 하드 디스크의 총괄적인 부분을 제어하는 회로
    제어 회로 내부의 버퍼 메모리는 하드 디스크에 입출력 될 데이터를 임시 저장
    스핀들 모터 플래터의 회전을 담당하는 부분
    플래터 데이터 기록 담당
    하나의 하드디스크에 한 개 이상 장착
    플래터 수 ↑  →  용량 저장 크기 ↑, 안정성 ↓
    액추에이터 제어 회로의 명령에 따라 액추에이터 암 구동 → 헤드가 원하는 데이터 조회 가능
    액추에이터 암 액추에이터를 통해 구동
       1. 하나의 디스크에 여러 개 존재
       2. 암의 끝 부분에 입출력을 위한 헤드 존재
    헤드 데이터를 읽고 쓰는 헤드

 

 

 

2. 메모리 계층 구조 필요성

2.1. 디코딩(명령어 해독 단계) 속도

  • 디코딩(Decoding) : 복호화, 부호화(Encoding)된 정보를 부호(code)화 전으로 되돌리는 처리 혹은 처리 방식
  • CPU는 3개의 버스를 통해 메모리에 접근
    1. 주소 전달 버스 : CPU가 메모리 어느 부분에 접근할지 나타냄
    2. 데이터 전달 버스 : 메모리와 CPU 간 데이터 전송
    3. 컨트롤 신호 버스 : CPU의 메모리 접근 여부 표시

  • 주소 전달 버스 및 데이터 전달 버스에 값이 존재하고 컨트롤 신호 전송 → CPU와 메모리 업무 수행
  • 큰 메모리 용량을 사용할 경우 디코딩 시 많은 시간 소요 → CPU가 빠른 속도로 데이터에 접근하기 위해서 데이터를 저장하는 메모리가 작아야 함

 

2.2. 참조의 지역성

  • 큰 메모리를 사용한다고 해도 그 안의 모든 데이터에 고르게 접근하지 않고 자주 쓰이는 데이터와 자주 쓰이지 않는 데이터로 나누어짐
  • 운영체제•CPU → 자주 쓰이거나 쓰일 것 같은 데이터를 메모리에서 캐시로 읽어옴 
  • 자주 쓰이는 데이터는 전체 데이터 양에 비해 작은 양이므로 캐시는 메모리보다, 메모리는 하드디스크 보다 ↓

 

2.3. 경제성

  • 메모리 구조에서 상층에 속할수록 가격 ↑
  • 메모리 계층 구조의 모양이 피라미드인 이유
       1. 가격이 높은 하드웨어의 경우 필요한 만큼의 크기만 사용
       2. 가격이 저렴한 하드웨어를 넉넉한 크기만큼 사용

 

 

1. 물리서버

  • 하드웨어 장비 및 데이터 흐름

 

1.1. 서버 외관 및 설치

  • 서버는 랙에 장착되며, 랙에는 서버 외에도 HDD가 장착되어 있는 저장소나 인터넷 및 LAN을 연결하기 위한 스위치 등도 탑재
  • 전원이나 네트워크 케이블 배선 등은 모두 랙 뒷면에서 연결

  • 랙 규격
    • 대부분 랙의 폭은 19인치
    • 높이는 한 눈금에 약 4.5cm
    • 서버 높이의 단위 : 한 눈금당 1U(2U 서버는 2눈금, 높이 약 9cm의 서버)
  • 서버 장착 시 중요 정보
    • 서버 크기(1U), 소비 전력(A), 중량(kg)

 

1.2. 서버 내부 구성

  • 서버 내부 구성
    • CPU가 2개 연결되어 있으며 옆에 메모리 배치, CPU와 메모리는 물리적으로 직접 연결
    • CPU를 중심으로 HDD나 NIC는 메모리에 비해 떨어진 곳에 위치
    • 각 컴퍼넌트(부품)을 연결하는 선 버스(bus)
    • PCI Express 슬롯 : 외부 장치 연결하는 곳
    • NIC : 네트워크 인터페이스

 

1.3. CPU(Central Processing Unit)

  • 서버 중심에 위치해서 연산 처리
  • CPU는 OS(운영체제)라는 소프트웨어에서 명령을 받아 연산을 실행하고 결과 반환
    • 프로세스(OS상에서 동작하는 웹 서버나 데이터베이스)와 사용자 키보드, 마우스를 통한 입력으로 OS에 명령
    • 키보드, 마우스, 프로세스 → OS → CPU
  • 명령과 데이터는 기억 장치나 입출력 장치를 통해 전달
  • 연산은 1초에 1억회 이상 실행
  • CPU 안에서 물리적인 연산(데이터 처리)을 담당하는 코어는 각자 독립된 처리가 가능하며, 하나의 CPU에 여러 개의 코어가 존재(멀티 코어)
  • 명령이나 데이터는 기억 장치(메모리, HDD)에 존재

 

1.4. 메모리

  • 기억 영역으로 CPU 옆에 위치
  • CPU에 전달하는 내용이나 데이터를 저장하거나 처리 결과를 수신
  • 메모리에 저장되는 정보는 영구성이 없으며, 서버를 재시작하면 데이터 존재 X
  • 메모리 액세스가 매우 빠르게 이루어지며, 전기적인 처리만으로 데이터 저장
  • CPU 자체의 메모리를 레지스터, 1차(L1)/2차(L2) 캐시라고 호칭 → 메모리보다 빠르지만 용량이 메모리보다 작은 형태
  • 캐시를 여러 단으로 배치해서 대기 시간 축소
  • L1, L2 캐시에 있는 데이터는 L3 캐시에도 존재 → 다른 코어는 자신 이외의 캐시를 확인하지 않고 L3 캐시만 확인
  • 메모리 영역이 CPU 안에 여러 개 존재하는 이유
    • 처리 지연을 줄이기 위해 가장 자주 사용하는 명령/데이터를 코어 가까운 곳에 배치
      1. 메모리를 이용하려면 메모리 컨트롤러를 경유해 CPU 외부로 나가야 함
      2. 메모리를 사용하면 처리 지연 발생(latency)
    • 액세스 속도
      1. 일반적으로 캐시 메모리가 커질수록 액세스 속도 저하
      2. 초고속으로 액세스하고 싶은 데이터는 L1 캐시, 고속으로 액세스하고 싶은 데이터는 L2 캐시에 캐싱하는 형태
  • 메모리 인터러빙(memory interleaving) : 데이터를 미리 CPU에 전달해서 처리 지연을 줄이는 메모리 기능
    1. 채널 : CPU와 메모리 간의 데이터 경로
    2. 뱅크 : 하나의 채널 안에서 하나 또는 그 이상의 메모리 묶음
    3. 최대 3개의 채널을 사용해서 데이터 1을 요구하면 데이터 2와 데이터 3도 함께 보내는 형태
    4. 대부분 데이터가 연속해서 액세스 된다는 규칙을 기반으로



2. I/O 장치

2.1. 하드 디스크 드라이브(HDD)

  • CPU와 떨어져 있으며 주로 장기 저장 목적의 데이터 저장 장소로 사용
  • 메모리는 전기가 흐르지 않으면 데이터가 사라지지만, 디스크는 전기가 없어도 데이터 사라지지 않는 형태
  • HDD 내부
    • 자기 원반이 여러 개 들어있는데, 이것이 고속으로 회전하고 레코드 바늘 같은 것을 사용해서 읽기/쓰기 처리
    • 메모리처럼 빠른 속도로 액세스 할 수 없으며, 일반적으로 수 밀리초에서 수십 밀리초 정도의 시간 소요(메모리는 수~수십 마이크로초)
  • 최근에는 SSD(Solid State Disk)를 많이 사용
    • 물리적인 회전 요소를 사용하지 않는 디스크
    • 메모리와 기억 장치 간 속도 차이 거의 x
  • HDD가 여러 개 탑재된 하드웨어를 스토리지(storage, 저장소)라고 호칭
    • 스토리지는 I/O 서브 시스템이라고 불리는 장치
    • 내부에 CPU와 캐시가 존재하고 수많은 HDD 외에도 여러 기능 탑재
  • 서버 I/O 시에는 HDD가 직접 데이터를 교환하지 않고 캐시 이용
    • 저장소 캐시는 CPU 캐시 이용 방법과 동일
  • 대형 저장소와 연결할 때는 파이버 채널이라는 케이블을 사용하여 SAN(Storage Area Network)를 경유
    • SAN에 접속하기 위한 파이버 채널 인터페이스를 FC 포트로 호칭
    • 보통 서버 시스템 포트에 FC 포트가 없기 때문에 PCI 슬롯에 HBA 카드를 삽입해서 사용

 

2.1.1. 하드 디스크 내부 구조

  • 하드디스크 내부 구조
    1. 전원 커넥터 : 하드디스크에 전원을 공급하는 역할
    2. 데이터 커넥터 : 하드디스크와 컴퓨터 사이의 데이터를 전송해주는 단자
    3. 헤드 : 데이터를 읽어주는 역할
    4. 액추에이터암 : 헤드를 데이터가 있는 곳으로 움직이는 역할
    5. 플래터 : 실제로 데이터가 저장
    6. 스핀들 : 플래터를 돌려주는 역할
  • 트랙, 섹터
    • 하드 디스크 기록 단위의 하나로 자기 매체에 늘어선 동심원으로 구획된 하나하나를 트랙이라고 부르며, 그 트랙들을 작은 단위로 쪼갠 것을 섹터라고 호칭
    • 디스크에서 데이터를 읽고 쓰는 단위는 섹터 512가 아니며 4KB인 disk block으로 나누어 관리
  • 실린더
    • 다수개의 플래터의 트랙을 수직적으로 관통하는 3차원 적인 스택
    • 하드 용량 = (헤드수) * (실린더 수) * (섹터수) * (섹터당 기록 용량) 의 공식으로 계산
    • 모든섹터가 같은 길이를 갖도록 데이터를 기록하는 방식을 사용하는 것이 일반적인 추세
    • 하드디스크의 헤드 위치에 관한 정보를 읽을 수 있도록 별도의 헤드를 하나 더 사용



2.1.2. 하드 디스크 각종 규격

  1. SATA(Serial Advanced Technology Attachment)
    • SATA_1 규격에서는 초당 150MB, SATA_2는 초당 300MB의 전송 속도
    • STAT_2 규격에서는 USB처럼 하나의 포트에 여러 개의 하드 디스크 연결 가능
    • PC를 끄지 않고 장치를 연결할 수 있는 핫플러그 기능 추가
  2. SCSI (Small Computer System Interface)
    • 서버나 워크스테이션 등에 쓰이는 고속 인터페이스
    • 사용을 위해 별도 확장 카드 필요
    • 이를 대체하는 SAS 인터페이스가 등장하면서 사용도 저하
  3. SAS(Serial Attached SCSI)
    • SCSI 규격을 한 단계 발전한 것으로 서버 등의 주로 사용
  4. SSD(Solid State Drive, Solid State Disk)
    • 하드디스크 드라이브와 비슷하게 동작하면서 기계적 장치인 HDD와 다르게 반도체를 이용해 정보 저장

 

2.2. 네트워크 인터페이스

  • 서버와 외부 장비를 연결, 이더넷 네트워크 어댑터
  • OSI 7 계층에서 데이터 링크 계층과 달리 물리 계층 사이에서 통신 가능하게 함
  • 통신을 위해 인터페이스 역할 수행하며 고성능의 데이터 처리를 위해 송수신 되는 데이터 압축
  • NIC 카드에는 물리적인 하드웨어 주소인 MAC 주소 할당

 

 

3. 버스

  • 서버 내부의 컴포넌트들을 서로 연결시키는 회선
  • 버스가 어느 정도의 데이터 전송 능력을 갖고 있는지 중요

 

3.1. 대역

  • IT 인프라에서 대역은 데이터 전송 능력 의미
  • 한 번에 데이터를 보낼 수 있는 데이터의 폭(전송폭), 1초에 전송할 수 있는 횟수(전송 횟수)로 결정
  • 전송 횟수 → 1초 / 1 처리 당 소요 시간(응답 시간)
  • 대역을 스루풋(throughput, 처리량)이라고 호칭 → 대역은 전송 폭*전송 횟수

 

3.2. 버스 대역

  • CPU와 가까운 쪽이 1초당 전송량 ↑
  • 일상에서 접하는 대역
  • 버스 흐름에서 CPU와 장치 사이에 병목 현상이 없어야 함

 

  • pwconv 명령어는 리눅스 시스템에 패스워드 정책을 shadow 패스워드 방식으로 적용하는 명령어
  • pwconv 명령어가 수행
    1. /etc/passwd 파일의 두번째 필드에 있는 암호화된 패스워드를 모두 x로 표시
    2. /etc/shadow 파일의 두번째 필드에 암호화된 패스워드를 저장

  • 현재 리눅스 서버들은 대부분 shadow 패스워드 정책을 이미 적용하고 있으므로 pwconv는 리눅스 버전에서는 거의 필요하지 않는 명령어
  • pwconv명령어와 반대로 패스워드정책을 shadow 패스워드정책에서 일반 패스워드정책으로 변경하는 pwunconv 명령어도 함께 알아 두면 좋음

 

명령어위치

/usr/sbin/pwconv



사용 형식

pwconv



예시

  1. pwconv 명령어을 사용한 후 /etc/passwd 파일 확인 → 사용자 계정의 비밀번호 부분 x 표시
  1. pwconv 명령을 통해 /etc/passwd, /etc/shadow 파일이 생성된 것을 확인 가능



/etc/passwd 파일과 /etc/shadow 파일이란

1. /etc/passwd 파일

  • /etc/passwd 파일에는 Linux 시스템에 등록된 사용자 계정마다 정보가 담겨있음
  • /etc/passwd 파일은 일반사용자들이 내용 확인 가능



2. /etc/shadow 파일

  • 은 root만이 확인 가능(root만 읽을 수 있도록 400이라는 퍼미션을 가짐)
  • /etc/shadow 파일에서 패스워드 사용 문자 수, 사용 기간 설정 등 설정 가능

 

  • 기본 문법에 의하면 옵션들은 다음에 지정되는 파일에 적용
  • 순서는 중요하고 같은 옵션을 여러 명령줄에 사용 가능
  • 각 옵션들은 입력 혹은 출력 파일에 적용
 

 

1. FFMPEG 명령어 형식

ffmpeg [input options] -i [input filename] -codec:v [video options] -codec:a [audio options] [output file options] [output filename]

 

 

2. FFMPEG 주요 옵션

옵션 설명
-L - 라이센스 보여줌
-h - 도움말 출력
-version - 버전 정보
-format - 용가능한 포멧, 코덱, 프로토콜을 보여줌
-f <string> - 파일 포멧을 지정. (나중에 포멧 목록 참조)
-i <string> - 입력되는 파일 이름
-y - 출력 파일 덮어쓰기
-t <timecode> - 기록할 시간을 초 단위 또는 hh:mm:ss[.xxx] 형태로 설정
-fs <정수값> - 최대 파일 크기를 설정(바이트 단위)
-ss <timecode> - 작업할 시작시간 오프셋(시작위치)을 초 단위 또는 hh:mm:ss[.xxx] 형태로 설정
-itsoffset <time_off> - 설정 ts 오프셋(set the input ts offset)
-itsscale <stream:scale> - 입력 ts 스케일 설정(set the input ts scale)
-album <앨범명> - 앨범을 설정
-author <저자명> - 저자를 설정
-comment <주석> - 주석을 설정
-copyright <저작권> - 저작권에 대한 설정
-title <타이틀이름> - 타이틀을 설정
-timestamp <시간> - 타임스탬프 설정
-genre <장르명> - 장르를 설정
-dframes 숫자 - 기록할 데이터 프레임 개수 설정
-v <숫자> - 로깅 레벨 설정
-target <타입> - 목표 파일 타입 지정 ("vcd", "svcd", "dvd", "dv", "dv50", "pal-vcd", "ntsc-svcd", ...)
-xerror - 에러시 종료

 

 

3. FFMPEG 추가 옵션

옵션 설명
-map <file:stream>[:syncfile:syncstream] - 입력 스트림 매핑 설정
  -map에 대한 옵션 설명은 비디오 소스+오디오 소스 맵핑하여 합치는 명령어
  ffmpeg -i 비디오소스경로 -i 오디오소스경로 -c copy -map 0:v -map 1:a -y 저장할경로
  -map : 소스 매핑
  -map 0:v는 첫번째 Input의 video source를 사용하겠다는 것. 스트림 별로 선택도 가능
-map_meta_data outfile:infile - 입력파일에서 출력파일로 저장(?)될 메타 데이터 정보 설정
-benchmark - 벤치마킹할 타이밍 추가
-dump - 각 입력 패킷을 덤프함
-hex - 패킷을 덤프할때 페이로드도 같이 덤프함
-re - 기본 프레임 속도로 입력 읽기(read input at native frame rate)
-loop_input - 루프 (현재 이미지하고만 작동이 됨)
-loop_output - 루핑을 지원하는 포멧에서 출력을 루프할 횟수 지정(0은 계속 루프함)
-threads 개수 - 쓰레드 개수
-vsync - 비디오 싱크 방법
-async - 오디오 싱크 방법
-adrift_threshold 임계값 - 오디오 드리프트 임계값(audio drift threshold)
-vglobal - 비디오 글로벌 해더 저장 형식
-copyts - 타임스탬프 복사
-shortest - 최단 입력 시간 내에 인코딩 완료
-dts_delta_threshold 임계값 - 타임스탬프 불연속성 델타(delta) 임계값
-programid - 원하는 프로그램 개수(?)
-muxdelay seconds - 최대 디먹스-디코드 지연값 설정(?)
-muxpreload seconds - 초기 디먹스-디코드 지연값 설정(?)

 

 

4. FFMPEG 비디오 옵션

옵션 설명
-aspect <string or float> - 비율을 설정 ( 4:3, 16:9, 1.3333, 1.7777 )
- set aspect ratio (4:3, 16:9 or 1.3333, 1.7777)(비율조정 4:3, 16:9)
-b <int> - 비디오 비트레이트를 bit/s단위로 설정 (기본=200k)
- set bitrate (in bits/s) (비트레이트 조정)
-vb bitrate - 비디오 비트레이트 설정 (in bits/s)
- set bitrate (in bits/s) (가변비트레이트 조정)
-vframes number - 기록할 비디오 프레임 수 지정
- set the number of video frames to record
-s size - 화면 크기 지정 (WxH 또는 비율)
-croptop size - 상단 잘라내는 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set top crop band size (in pixels)(상단 잘라낼 사이즈 설정 - 단위 픽셀)
-cropbottom size - 하단 잘라내는 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set bottom crop band size (in pixels)(하단 잘라낼 사이즈 설정- 단위 필셀)
-cropleft size - 왼쪽 잘라내는 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set left crop band size (in pixels)(왼쪽 잘라낼 사이즈 설정 - 단위 픽셀)
-cropright size - 오른쪽 잘라내는 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set right crop band size (in pixels)(오른쪽 잘라낼 사이즈 설정 - 단위 필셀)
-padtop size - 위쪽 패드 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set top pad band size (in pixels)
-padbottom size - 하단 패드 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set bottom pad band size (in pixels)
-padleft size - 왼쪽 패드 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set left pad band size (in pixels)
-padright size - 오른쪽 패드 밴드 크기 지정 (픽셀단위)
- set right pad band size (in pixels)
-padcolor color - 패드 밴드 색상 지정 (16진수 000000 ~ FFFFFF)
- set color of pad bands (Hex 000000 thru FFFFFF)
-vn - 비디오를 비활성화(disable video)
-vcodec codec - 비디오 코텍를 강제로 지정 ('copy' 은 스트림을 복제)
-sameq - 소스와 같은 비디오 퀄리티를 사용 (implies VBR)
-pass n - 패스 번호를 선택 (1 또는 2)
-passlogfile prefix - 패스 로그 파일 이름앞에 붙일 접두사 선택
-newvideo - 새로운 비디오 스트림을 현재 출력 스트림으로 추가

 

 

5. 추가 비디오 옵션

옵션 설명
-pix_fmt format - 픽셀 포맷 설정. 'list'는 지원되는 모든 픽셀 포맷 보여줌
-intra - 인트라 프래임만 사용
-vdt n - 쓰레드홀드 취소
-qscale q - 고정된 비디오 양자화범위를 사용 (VBR)
-rc_override override - 특정 간격에 대한 속도 제어 재정의
-me_threshold threshold - 모션 추정 임계값(motion estimaton threshold)
-deinterlace - 사진 인터레이스 해제(deinterlace pictures)
-psnr - 압축 프레임의 PSNR 계산
-vstats - 비디오 코딩 통계를 파일로 덤프
-vstats_file file - 비디오 코딩 통계를 파일로 덤프
-intra_matrix matrix - 인트라 매트릭스 계수 지정(specify intra matrix coeffs)
-inter_matrix matrix - 행렬 간 계수 지정(specify inter matrix coeffs)
-top - 상단=1/하단=0/자동=-1 필드 첫 번째(top=1/bottom=0/auto=-1 field first)
-dc precision - intra_dc_precision
-vtag fourcc/tag - 강제 비디오 태그/FOURCC
-qphist - QP 히스토그램 표시(show QP histogram)
-force_fps - 선택한 프레임 속도를 강제로 적용하고, 지원되는 최고 프레임 속도 선택을 비활성화
-vpre preset - 비디오 옵션을 표시된 사전 설정으로 설정

 

 

6. 오디오 옵션

옵션 설명
-ab <int> - 오디오 비트레이드를 bit/s 단위로 설정
- 값은 정수(기본 = 64k)
- set bitrate (in bits/s)(초당 비트레이트를 설정 ex)128, 192, 320 etc)
-aframes number - 녹음할 오디오 프레임 수 설정
-aq quality - 오디오 품질 설정(코덱별)
-ar rate - 오디오 샘플링 속도 설정(Hz 단위)
- set audio sampling rate (in Hz)(오디오 샘플림을 설정함 32000,44000)
-ac channels - 오디오 채널 수 설정
- set number of audio channels(오디오 채널을 설정함 1-mono 2-stereo)
-an - 오디오 비활성화
-acodec codec - 오디오 코덱 강제 적용('copy'로 스트림 복사)
-vol volume - 오디오 볼륨 변경(256=일반)
- 볼륨을 설정함
-newaudio - 현재 출력 스트림에 새 오디오 스트림을 추가
-alang code - 현재 오디오 스트림의 ISO 639 언어 코드(3글자)를 설정
-acodec <string> - 사용할 오디오 코덱을 지정
  1. ac3 : AC3 ( Dolby Digital ) 
  2. copy : 원본 데이터를 그대로 복사. 
  3. libfaac : AAC-LC 
  4. mp2 : MPEG Audio Layer II 
  5. mp3 : MPEG Audio Layer III 
  6. pcm_s16le : 비압축 16-bit PCM Audio
-an - 오디오를 사용하지 않음
-ar <int> - 오디오 샘플링율을 Hz단위로 설정 (기본 = 44100 Hz).
-async <int> - 오디오 동기화 방법
- 오디오를 타임스템프에 맞춰서 늘리거나 줄일 수 있음
- 매개변수는 오디오 변화에 의한 초당 최대 샘플 개수를 의미
  -async 1은 특별한 경우로 지연 수정 없이 오디오 스트림 시작 위치가 정확한 경우에만 사용가능.

 

 

7. 추가 오디오 옵션

옵션 설명
-atag fourcc/tag - 강제 오디오 태그/포괄호(force audio tag/fourcc)
-sample_fmt format - 샘플 형식 설정
- 인자로 'list(목록)'을 지정하면 지원되는 모든 샘플 형식이 표시
-apre preset - 오디오 옵션을 표시된 사전 설정으로 설정

 

 

8. 자막 옵션

옵션 설명
-sn - 자막 비활성화
-scodec codec - 자막 코덱 강제 적용('copy' to copy stream)
-newsubtitle - 현재 출력 스트림에 새 자막 스트림을 추가
-slang code - 현재 자막 스트림의 ISO 639 언어 코드(3글자)를 설정
-spre preset - 자막 옵션을 표시된 사전 설정으로 설정

 

 

9. 오디오/비디오 획득 옵션(Audio/Video grab options)

옵션 설명
-vc channel - 비디오 그랩 채널 설정(DV1394만 해당)
-tvstd standard - 텔레비전 표준 설정(NTSC, PAL(SECAM))
-isync - 입력 시 읽기 동기화(sync read on input)
-bufsize <int> - 제어버퍼 크기를 설정 (비트단위)
-cmp <string or int> - pel 모션 평가 비교 함수 사용 - Full pel motion estimation compare function
  1. sad ( 0 ) : 절대 차이 값의 합, 고속 (기본) 
  2. sse ( 1 ) : Squared errors 합. 
  3. satd ( 2 ) : Absolute Hadamard transformed differences 합. 
  4. dct ( 3 ) : Absolute DCT transformed differences 합. 
  5. psnr ( 4 ) : Squared quantization errors 합( 비추, 저품질). 
  6. bit ( 5 ) : 블럭에 필요한 비트 수 
  7. rd ( 6 ) : Rate distortion optimal, 느림.
  8. zero ( 7 ) : 0. 
  9. vsad ( 8 ) : Absolute vertical differences 합. 
  10. vsse ( 9 ) : Squared vertical differences 합. 
  11. nsse ( 10 ) : Noise preserving sum of squared differences. 
  12. w53 ( 11 ) : 5/3 wavelet ( Snow에서만 사용됨). 
  13. w97 ( 12 ) : 9/7 wavelet ( Snow에서만 사용됨). 
  14. dctmax ( 13 ) 
  15. chroma ( 14 ) 
-coder <string or int> - coder 설정
  1. vlc ( 0 ) : 가변 길이 코더 / 허프만 코더. 
  2. ac ( 1 ) : 산술연산 코더(Arithmetic coder). 
  3. raw ( 2 ) : 원본 ( 인코딩 없음). 
  4. rle ( 3 ) : Run-length coder. 
  5. deflate ( 4 ) : Deflate-based coder. 
-cropbottom <int> - 하단 잘려지는 화면 크기 설정(비트 단위)
-cropleft <int> - 왼쪽 잘려지는 화면 크기 설정(비트 단위)
-cropright <int> - 오른쪽 잘려지는 화면 크기 설정(비트 단위)
-croptop <int> - 오른쪽 잘려지는 화면 크기 설정(비트 단위)
-deinterlace - 픽처를 디인터페이스 시킴(Deinterlace pictures)
-dc <int> - Intra DC precision.
-flags <string> - 사용 가능 값
  1. aic : H.263 고급 인트라 코딩 / MPEG-4 ac 예측 (H.263 advanced intra coding / MPEG-4 ac prediction)
  2. aiv : H.263 alternative inter VLC (VLC 간 H.263 대체)
  3. alt : Enable alternate scantable( MPEG-2/MPEG-4) (대체 스캔 가능(MPEG-2/MPEG-4) 활성화)
  4. bitexact : Use only bitexact stuff ( except (i)dct ) (바이텍스트만 사용하세요((I)DCT 제외))
  5. cbp : Use rate distortion optimization for cbp (CBP에 속도 왜곡 최적화를 사용)
  6. cgop : Closed GOP (폐쇄된 GOP)
  7. gmc : Use global motion compensation (글로벌 모션 보정 사용)
  8. gray : Only decode/encode grayscale (회색조만 디코딩/인코딩 가능)
  9. ildct : Use interlaced DCT (인터레이스드 DCT 사용)
  10. ilme : Interlaced motion estimation (인터레이스 모션 추정)
  11. loop : Use loop filter (루프 필터 사용)
  12. low_delay : Force low delay (강제 낮은 지연)
  13. mv0 : Always try a mb with mv=<0,0> (항상 mv=<0,0>으로 엠비를 사용)
  14. mv4 : Use four motion vector by macroblock ( MPEG-4)
  15. naq : Normalize adaptive quantization (적응형 양자화 정규화)
  16. obmc : Use overlapped block motion compensation ( H.263+ ). 
  17. part : Use data partitioning (데이터 파티셔닝을 사용)
  18. psnr : Error variables will be set during encoding (인코딩 중에 오류 변수가 설정)
  19. qpel : Use 1/4 pel motion compensation (1/4 펠 모션 보정 사용)
  20. qprd : Use rate distortion optimization for qp selection (QP 선택에 속도 왜곡 최적화 사용)
  21. scan_offset : Will reserve space for svcd scan offset user data
  22. slice 
  23. trell : Use trellis quantization (격자 정량화 사용)
  24. umv : Use unlimited motion vectors (무제한 모션 벡터 사용)
-flags2 <string> - 사용 가능 값
  1. aud : Access unit delimiters ( H.264 )
  2. bpyramid : Allows B-frames to be used as references for predicting. 
  3. brdo : B-frame rate-distortion optimization. 
  4. dct8x8 : High profile 8x8 transform ( H.264 ). 
  5. drop_frame_timecode 
  6. fast : Allow non spec compliant speedup tricks. 
  7. fastpskip : Fast pskip ( H.264 ). 
  8. ivlc : Intra VLC table.
  9. local_header : Place global headers at every keyframe instead of in extradata. 
  10. mixed_refs : One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock. 
  11. non_linear_q : Use non linear quantizer. 
  12. noout : Skip bitstream encoding. 
  13. sgop : Strictly enforce GOP size. 
  14. skiprd : RD optimal macroblock level residual skipping. 
  15. wpred : Weighted biprediction for B-frames ( H.264 ). 
-formats - 가능한 포멧, 코덱, 프로토콜 등을 보여줌
-g <int> - Group of pictures ( GOP ) 크기 설정
-genpts <boolean> - PTS 생성( 0 = off / 1 = on )
-intra - Intra frames ( I-frames )만 사용
-loop_input - 반복 ( 정지 이미지에서만 사용 )
-maxrate <int> - 최대 비디오 비트레이트 허용치 설정( bit/s 단위)
-me <string or int> - 모션 추출 방법 설정
  1. dia ( 1 ) : Diamond 검색, 반경 1 ( 고속). 
  2. hex ( 2 ) : Hexagonal 검색, 반경 2 ( 기본). 
  3. umh ( 3 ) : Uneven multi-hexagon 검색. 
  4. esa ( 4 ) : Exhaustive 검색 ( 저속). 
-mbd <string> - Macroblock decision 알고리즘 ( 고품질 모드)
  1. simple : mbcmp 사용( 기본 )
  2. bits : fewest bits 사용
  3. rd : best rate distortion 사용 
-minrate <int> - 최소 비디오 비트레이트 허용치 설정 ( bit/s 단위 )
-newaudio - 새로운 오디오 스트립을 현재 출력 스트림에 추가
-padbottom <int> - 하단 패드 밴드 크기설정 ( 픽셀 단위 )
- 하단 여백 크기을 말함
-padcolor <int> - 패드 밴드의 색상을 설정 ( 16진수 000000 ~ FFFFFF )
- 여백 색상을 말함
-padleft <int> - 왼쪽 패드 밴드 크기를 설정 ( 픽셀 단위 )
- 왼쪽 여백 크기를 말함
-padright <int> - 오른쪽 패드 밴드 크기를 설정 ( 픽셀 단위 )
- 오른쪽 여백 크기를 말함
-padtop <int> - 위쪽 패드 밴드 크기를 설정 ( 픽셀 단위 )
- 위쪽 여백 크기를 말함
-pass <int> - 패스 수 선택 ( 1 or 2 )
- 비디오 통계치는 첫번째 패스에서 기록이되고 두번째 패스에서 비디오가 정확히 원하는 비트레이트로 생성
-pix_fmt <string> - 픽셀 포맷 설정
  1. yuv420p 
  2. yuv422p 
  3. yuv444p 
  4. yuv422 
  5. yuv410p 
  6. yuv411p 
  7. yuvj420p 
  8. yuvj422p 
  9. yuvj444p 
  10. rgb24 
  11. bgr24 
  12. rgba32 
  13. rgb565 
  14. rgb555 
  15. gray 
  16. monow 
  17. monob 
  18. pal8 
-ps <int> - 패킷 크기를 비트 단위로 설정
-qmax <int> - 최대 비디오 양자화(quantizer) 값 ( VBR )
- 가변 비트레이트에서 최대치
-qmin <int> - 최소 비디오 양자화(quantizer) 값 ( VBR )
- 가변 비트레이트에서 최소치
-qscale <int> - 고정 비디오 양자화(quantizer) 값 ( VBR )
- 고정 비트레이스 값
-r <int or string>
(-r rate)
- 프레임 율 설정 ( Hz 값, 비율 혹은 약호사용 )
- 예시 : 25, 30000/1001, etc
- set frame rate (Hz value, fraction or abbreviation)(프레임 레이트 조정)
-rc_init_occupancy <int> - 디코딩 시작 전에 rate control 버퍼에 로드되는 비트 개수
-s <string>
(-s size)
- 프레임 크기 설정 ( 폭x높이 또는 약호)
- set frame size (WxH or abbreviation)(프레임 사이즈 조정)
-subcmp <string or int> - 서브 펠(pel) 모션 추정 비교 기능. 
  1. sad ( 0 ) : Sum of absolute differences, fast ( default ). 
  2. sse ( 1 ) : Sum of squared errors. 
  3. satd ( 2 ) : Sum of absolute Hadamard transformed differences. 
  4. dct ( 3 ) : Sum of absolute DCT transformed differences. 
  5. psnr ( 4 ) : Sum of squared quantization errors ( avoid, low quality ). 
  6. bit ( 5 ) : Number of bits needed for the block. 
  7. rd ( 6 ) : Rate distortion optimal, slow. 
  8. zero ( 7 ) : 0. 
  9. vsad ( 8 ) : Sum of absolute vertical differences. 
  10. vsse ( 9 ) : Sum of squared vertical differences. 
  11. nsse ( 10 ) : Noise preserving sum of squared differences. 
  12. w53 ( 11 ) : 5/3 wavelet ( only used in Snow ). 
  13. w97 ( 12 ) : 9/7 wavelet ( only used in Snow ). 
  14. dctmax ( 13 ) 
  15. chroma ( 14 ) 
-ss <timecode> - 작업할 시작시간 오프셋(시작위치)을 초 단위 또는 hh:mm:ss[.xxx] 형태로 설정
-t <timecode> - 기록할 시간을 초 단위 또는 hh:mm:ss[.xxx] 형태로 설정.
-timecode_frame_start <int> - GOP 시작 타임코드 값을 프레임 개수로 설정( 예: 14:15:09:23 대신에 1282748사용 )
- 프레임 드롭 모드에서는 지원하지 않음
-top <int> - Field dominance(필드 지배력)
- top = 1 / bottom = 0 / auto = -1
-trellis <int> - 속도 왜곡 최적 양자화(Rate-distortion optimal quantization)
-vbsf <string> - 비트스트림 필터
  1. dump_extra 
  2. imxdump 
  3. noise 
  4. remove_extra 
-vcodec <string> - 비디오 코덱 지정
  1. copy : 원본 데이터 그대로 복사. 
  2. dvvideo : DV Video 
  3. ffv1 : FFV1 lossless video codec 
  4. libx264 : H.264 
  5. mpeg2video : MPEG-2 Video 
  6. rawvideo : RAW Video 
  7. xvid : XviD ( MPEG-4 Part 2 ) (역주: 최근 버전에서는 libxvid로 사용)
-vframes <int> - 기록할 비디오 프레임 개수 설정
-vn - 비디오 사용하지 않음
-vol <int> - 오디오 볼륨 수정 ( 256=보통)
-vsync <int> - 비디오 동기화 방법 → 비디오를 타임스템프에 맞춰서 줄이거나 늘릴 수 있음
- 프레임을 복제하거나 버리는 방법을 사용
  -map 옵션을 사용해서 타임스탬프로 사용할 스트림을 선택할 수 있음
- 비디오나 오디오를 변경없이 내버려둘 수 있고 변경되지 않은 것에 동기화 시킬수 있음
-vtag <string> - 비디오 FourCC/Tag 지정

 

참고 자료

 

 

'Media(미디어) > FFmpeg' 카테고리의 다른 글

CentOS 7에서 FFmpeg 설치 및 간단 테스트  (0) 2023.09.25
FFmpeg(fast forward mpeg)란  (0) 2023.09.24

+ Recent posts