Ubuntu 리눅스 시스템의 시작과 종료

#01. 시스템 시작

1. 부팅(Bootstrap)

• 컴퓨터의 전원을 누른 직후부터 운영체제가 메모리에서 동작하기 시작할 때 까지의 과정.

2. 로그인(Login)

• 사용자가 컴퓨터 시스템이나 통신망에 대한 접근 허가 증명을 얻기 위해 위해 자신의 사용자명과 패스워드를 입력하고 컴퓨터 시스템에 접근하는 작업
• 리눅스는 여러 사용자가 동시에 사용할 수 있기 때문에 로그인 과정을 거처야만 시스템을 사용할 수 있음
• Logon, Sign-in, Sign-on 등도 같은 의미로 사용됨

1) 로그인 구분

구분	설명
로컬로그인	시스템이 운영중인 컴퓨터를 물리적으로 직접 조작하여 로그인 한 상태
원격로그인	시스템에 원격으로 접속하여 로그인한 상태 (SSH등을 사용)

수업 환경에서는 가상머신상에서 직접 로그인하는 것이 로컬로그인에 해당한다.

2) 시스템에 로그인 하기

• 가상머신을 부팅하고 로컬로그인을 수행하면 로그인을 수행하면 시스템의 상태에 대한 간략한 정보가 표시됨 (아래 이미지에 표시된 1~5번 참조)

번호	설명
1	아이디와 비밀번호 입력
2	우분투 메뉴얼, 기술지원 등을 확인할 수 있는 URL
3	스토리지 및 메모리 사용량, 실행중인 프로세스 수, 로그인 중인 사용자 수, 아이피 주소 등의 정보
4	업데이트 가능한 패키지 수
5	관리자로서 명령어(command)를 사용하기 위해서는 sudo 명령을 사용하라는 안내문

sudo 명령은 별도의 단원에서 설명합니다.

3) 리눅스 시스템에 원격으로 로그인하기

• 리눅스에 원격으로 로그인하기 위해서는 리눅스 상에서 SSH 서비스가 설치되어 있어야 함
• 운영체제 설치 과정에서 SSH도 함께 설치됨

명령 프롬프트(윈도우)나 터미널(맥)을 실행하고 아래의 명령어 입력

ssh 아이디@리눅스아이피

이후 실습은 로컬, 원격 로그인을 구분하지 않습니다.

3. 사용자 계정

1) 일반사용자

• 리눅스 설치 과정에서 생성한 사용자 아이디
• 필요에 따라 추가적으로 생성 가능
• 회사의 업무 시스템이 네트워크 기반일 경우 직원 1명당 하나의 계정을 갖게 됨
• 단순히 웹 서비스의 운영만을 목적으로 할 경우 하나의 서비스를 리눅스 사용자 한 명으로 보고 하나의 서버 안에서 여러 개의 서비스를 운영함

2) 슈퍼유저

• 리눅스에 내장되어 있는 관리자 계정으로 아이디가 root로 고정되어 있음
• root를 이용하여 로그인을 하면 리눅스 시스템의 설정 등 모든 작업을 수행할 수 있기 때문에 대부분의 시스템에서는 로컬 로그인만 허용하고 SSH 등의 원격 로그인은 허용하지 않도록 설정함

#02. 시스템 종료

1. 로그아웃(Logout)

• 사용 중인 네트워크에서 업무를 끝내고 호스트 컴퓨터와의 연결을 단절하고 나오는 작업

로그아웃 명령어

• logout , exit , Ctrl+d

2. 셧다운

• 시스템을 종료하는 것.
• 슈퍼유저인 root 사용자의 고유 권한으로 셧다운 명령은 root 사용자만 사용할 수 있음

1) 셧다운 관련 명령어

• 일반 사용자는 셧다운 명령을 사용할 수 없고 오직 root만 가능함.
• 명령어 앞에 sudo 명령을 추가하면 일반 사용자가 root의 권한을 빌려서 해당 명령을 수행함

명령	설명
shutdown	1분 후 시스템을 종료하도록 예약
shutdown 3	3분 후 시스템을 종료하도록 예약(숫자는 변경 가능함)
shutdown -c	시스템 종료 예약을 취소함
shutdown -r	시스템을 1분 후 재부팅하도록 예약
shutdown -r 3	시스템을 3분 후 재부팅하도록 예약
shutdown now	지금 즉시 종료
shutdown -r now	지금 즉시 재부팅

재부팅을 위해서는 reboot 명령을 사용할 수 도 있다.

3) 다른 사용자가 접속해 있는 경우

• 셧다운 명령을 내리면 현재 접속중인 사용자들에게 시스템이 몇분 내로 종료될 것이라는 메시지가 전송됨

#03. 리눅스 사용 환경

1. 콘솔

• 리눅스 시스템 본체에 연결되어 있는 모니터

2. 터미널 (Command Line Interface)

• 리눅스의 명령어를 사용할 수 있는 명령 프롬프트 창

3. X-Window (Graphic User Interface)

• 리눅스에서의 바탕화면.
• 디스플레이 장치에 창을 표시하며 마우스와 키보드 등의 입력 장치의 상호작용 등을 관리해 GUI 환경을 구현한다.
• 리눅스에서는 X-Window도 하나의 응용 프로그램이기 때문에 다양한 버전의 X-window를 사용자가 원하는 형태로 설치할 수 있음
• Gnome, Kde 등
• 대부분 개인 사용자를 위한 데스크탑용 운영체제에서 사용하고 서버용 운영체제에서는 잘 사용하지 않음.

4. 쉘(Shell)

• 사용자로부터 명령을 입력받아 실행시켜주는 명령어 해석기
• 터미널에 의해서 실행된다.
• 종류에는 bash, ksh, csh, sh이 있다.
• 대부분의 리눅스는 bash shell을 기본으로 제공한다.
• 최근에는 여러가지 편의기능이 탑제된 zsh shell을 많이 사용하는 추세이다.

자신이 사용중인 SHELL 확인하기

명령어 자동완성 기능

• 파일, 폴더명을 입력할 때 일부만 입력한 상태에서 Tab키를 누른다.

이전 명령어 탐색 기능

• 방향키 위,아래를 사용하여 이전에 입력했던 명령어들을 재입력할 수 있다.

history 기능

• history 명령을 사용하면 최근에 사용한 명령어 목록과 일련번호가 표시된다. 이 상태에서 !일련번호를 사용하여 이전 명령어를 재사용할 수 있다.

#04. 고급 시스템 관리

1. 부팅 과정 상세 분석

부팅 단계별 과정

1. BIOS/UEFI 단계: 하드웨어 초기화 및 부트로더 찾기
2. GRUB 단계: 커널 로드 및 초기 옵션 설정
3. 커널 초기화: 하드웨어 드라이버 로드 및 시스템 초기화
4. systemd 시작: 시스템 서비스 관리자 실행
5. 사용자 로그인: 로그인 매니저 실행

부팅 시간 분석

# 전체 부팅 시간 확인
$ systemd-analyze

# 서비스별 부팅 시간 확인
$ systemd-analyze blame

# 부팅 과정 시각화
$ systemd-analyze plot > boot-analysis.svg

# 중요한 서비스 체인 확인
$ systemd-analyze critical-chain

GRUB 부트로더 설정

# GRUB 설정 파일 편집
$ sudo vi /etc/default/grub

# 주요 설정 옵션
GRUB_DEFAULT=0                    # 기본 부팅 항목
GRUB_TIMEOUT=10                   # 부팅 메뉴 대기 시간
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"  # 커널 매개변수

# GRUB 설정 적용
$ sudo update-grub

# GRUB 재설치 (MBR 복구 시)
$ sudo grub-install /dev/sda

2. 사용자 계정 고급 관리

사용자 계정 생성 및 관리

# 새 사용자 생성
$ sudo adduser newuser

# 사용자 정보 수정
$ sudo usermod -c "Full Name" -s /bin/zsh newuser

# 사용자 그룹 추가
$ sudo usermod -a -G sudo,docker newuser

# 사용자 계정 잠금/해제
$ sudo usermod -L newuser    # 잠금
$ sudo usermod -U newuser    # 해제

# 사용자 삭제
$ sudo deluser --remove-home newuser

그룹 관리

# 그룹 생성
$ sudo groupadd developers

# 그룹에 사용자 추가
$ sudo gpasswd -a username developers

# 그룹에서 사용자 제거
$ sudo gpasswd -d username developers

# 사용자의 그룹 확인
$ groups username
$ id username

비밀번호 정책 설정

# 비밀번호 만료 정책 설정
$ sudo chage -M 90 -m 7 -W 7 username

# 계정 정보 확인
$ sudo chage -l username

# 비밀번호 복잡성 설정
$ sudo vi /etc/pam.d/common-password

3. 고급 셧다운 및 재부팅 관리

systemd를 이용한 전원 관리

# 시스템 상태 확인
$ systemctl status

# 다양한 전원 명령
$ sudo systemctl poweroff     # 완전 종료
$ sudo systemctl reboot       # 재부팅
$ sudo systemctl suspend      # 절전 모드
$ sudo systemctl hibernate    # 최대 절전 모드
$ sudo systemctl hybrid-sleep # 하이브리드 절전

# 특정 시간에 종료 예약
$ sudo shutdown -h 22:30 "System maintenance"
$ sudo shutdown -r +60 "System will reboot in 1 hour"

응급 상황 대응

# 강제 종료 (모든 프로세스 즉시 종료)
$ sudo systemctl --force poweroff

# 커널 패닉 시 자동 재부팅 설정
$ echo 'kernel.panic = 10' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

# SysRq 키 활성화 (키보드로 응급 명령 실행)
$ echo 'kernel.sysrq = 1' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

4. 시스템 로그 및 모니터링

systemd 저널 관리

# 실시간 로그 확인
$ sudo journalctl -f

# 부팅 로그 확인
$ sudo journalctl -b

# 특정 서비스 로그 확인
$ sudo journalctl -u ssh.service

# 시간 범위로 로그 필터링
$ sudo journalctl --since "2024-01-01" --until "2024-01-02"

# 로그 우선순위별 필터링
$ sudo journalctl -p err

# 저널 크기 관리
$ sudo journalctl --disk-usage
$ sudo journalctl --vacuum-size=100M
$ sudo journalctl --vacuum-time=7d

시스템 리소스 모니터링

# 실시간 시스템 모니터링
$ top
$ htop
$ iotop

# 메모리 사용량 확인
$ free -h
$ cat /proc/meminfo

# 디스크 사용량 확인
$ df -h
$ du -sh /*

# 프로세스 트리 확인
$ pstree
$ ps aux --forest

# 네트워크 연결 상태
$ ss -tuln
$ netstat -tuln

5. 보안 관리

SSH 보안 강화

# SSH 설정 파일 편집
$ sudo vi /etc/ssh/sshd_config

# 권장 보안 설정
Port 2222                        # 기본 포트 변경
PermitRootLogin no              # root 로그인 차단
PasswordAuthentication no       # 패스워드 인증 비활성화
PubkeyAuthentication yes        # 공개키 인증 활성화
MaxAuthTries 3                  # 최대 인증 시도 횟수
ClientAliveInterval 300         # 연결 유지 시간
ClientAliveCountMax 2           # 무응답 허용 횟수

# SSH 서비스 재시작
$ sudo systemctl restart ssh

방화벽 설정

# UFW 방화벽 활성화
$ sudo ufw enable

# 기본 정책 설정
$ sudo ufw default deny incoming
$ sudo ufw default allow outgoing

# 특정 포트 허용
$ sudo ufw allow 2222/tcp       # SSH
$ sudo ufw allow 80/tcp         # HTTP
$ sudo ufw allow 443/tcp        # HTTPS

# IP 범위 제한
$ sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 2222

# 방화벽 상태 확인
$ sudo ufw status verbose

시스템 보안 감사

# 로그인 시도 기록 확인
$ sudo last
$ sudo lastb

# 현재 로그인된 사용자 확인
$ who
$ w

# 의심스러운 프로세스 확인
$ ps aux | grep -v "^\[.*\]$"

# 열린 포트 확인
$ sudo netstat -tuln
$ sudo ss -tuln

# 파일 시스템 무결성 검사
$ sudo aide --check

6. 성능 최적화

시스템 튜닝

# 스왑 사용률 조정
$ echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

# 파일 핸들 제한 증가
$ echo '* soft nofile 65535' | sudo tee -a /etc/security/limits.conf
$ echo '* hard nofile 65535' | sudo tee -a /etc/security/limits.conf

# 커널 매개변수 최적화
$ echo 'net.core.rmem_max = 16777216' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
$ echo 'net.core.wmem_max = 16777216' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

# 설정 적용
$ sudo sysctl -p

서비스 최적화

# 불필요한 서비스 비활성화
$ sudo systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled
$ sudo systemctl disable bluetooth
$ sudo systemctl disable cups

# 부팅 시간 단축을 위한 병렬 시작 설정
$ sudo vi /etc/systemd/system.conf
# DefaultTimeoutStartSec=10s
# DefaultTimeoutStopSec=10s

7. 백업 및 복구

시스템 백업 스크립트

#!/bin/bash
# /usr/local/bin/system-backup.sh

BACKUP_DIR="/backup"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
HOSTNAME=$(hostname)

# 백업 디렉토리 생성
mkdir -p ${BACKUP_DIR}/${DATE}

# 중요 설정 파일 백업
cp -r /etc ${BACKUP_DIR}/${DATE}/
cp -r /home ${BACKUP_DIR}/${DATE}/
cp -r /var/log ${BACKUP_DIR}/${DATE}/

# 패키지 목록 백업
dpkg --get-selections > ${BACKUP_DIR}/${DATE}/package-list.txt
apt-mark showmanual > ${BACKUP_DIR}/${DATE}/manual-packages.txt

# 서비스 상태 백업
systemctl list-unit-files > ${BACKUP_DIR}/${DATE}/services.txt

# 압축
tar -czf ${BACKUP_DIR}/system-backup-${HOSTNAME}-${DATE}.tar.gz -C ${BACKUP_DIR} ${DATE}

# 정리
rm -rf ${BACKUP_DIR}/${DATE}

echo "Backup completed: system-backup-${HOSTNAME}-${DATE}.tar.gz"

복구 절차

# 1. 부팅 가능한 USB/CD로 부팅
# 2. 루트 파티션 마운트
mount /dev/sda1 /mnt

# 3. 백업에서 설정 복구
tar -xzf system-backup-hostname-date.tar.gz
cp -r backup-date/etc/* /mnt/etc/

# 4. chroot 환경 진입
sudo chroot /mnt

# 5. GRUB 재설치
grub-install /dev/sda
update-grub

# 6. 시스템 재부팅
exit
umount /mnt
reboot

이제 Ubuntu 시스템 시작과 종료에 대한 포괄적인 가이드가 완성되었습니다. 기본적인 시스템 관리부터 고급 보안 설정, 성능 최적화, 백업/복구까지 실무에서 필요한 모든 내용을 포함했습니다.