정보보안 - 유닉스 프로세스 식별자 및 정보 확인

프로세스 식별자

• 프로세스 : 실행중인 프로그램
• 프로세스 식별자 : PID
• 프로세스 생성 과정
  • OS 부팅 되면서 초기 시스템 프로세스를 생성
    • 0 : swapper (sched) - 커널 프로세스 (커널은 메모리에 상주)
      • exec(), fork() 를 수행하여 아래 프로세스 생성
    • 1 : init - 시스템 내의 모든 프로세스의 조상 프로세스
      • 부모프로세스가 죽고 자식 프로세스가 남은 경우 init이 부모 역할을 함
    • 2 : pagedaemon - 커널 프로세스 (커널은 메모리에 상주)
    • exec() : 자신의 현재 코드, 자료, 실행 가능한 다른 코드, 스택 등으로 치환
    • fork() : 자식 프로세스에게 부모의 코드와 자료, 스택영역 할당
• CPU 1개 = 실행 가능한 프로세스 1개
  • 커널은 CPU(자원)을 골고루 나눠 쓸 수 있도록 스케줄링을 함
  • 프로세스들은 필연적으로 상태 전이가 일어남
    • CPU 사용권을 할당 받아 실행중인 상태
    • CPU 사용권을 반납하고 대기 중인 상태
  • 실행중인 프로세스는 누구나 정보를 확인할 수 있음
  • 프로세스 종료는 수퍼유저(root) 또는 프로세스를 실행한 사용자로 제한

프로세스 자료구조

• ps [option] : 프로세스에 대한 정보 출력
  • -f : 프로세스 정보를 한 줄씩 출력
  • -l : f 옵션보다 더 많은 정보를 출력
  • -e : 현재 시스템에서 실행중인 모든 프로세스의 정보를 출력
• PCB (프로세스 제어블록) (시스템)
  • 프로세스 상태정보
    • ready
    • running
    • blocked
  • 프로세스 번호 (PID)
  • 프로그램 카운터 : 컨텍스트 스위칭이 일어날 때 다음에 실행할 명령어 위치값 저장
  • 레지스터 : 컨텍스트 스위칭이 일어날 경우 현재 프로세스의 실행상태 정보
  • 메모리 정보
    • page, segment table
• FDT (File Descripter Table) (시스템)
  • 프로세스들이 오픈한 파일들을 관리하기 위한 테이블
  • 개별 프로세스별로 생성
  • stdin : 표준 입력
  • stdout : 표준 출력
  • stderr : 표준 에러
  • 사용 파일들 (File Descripter)
    • 숫자값 : 오픈한 파일을 구별하기 위한 식별자
• System Open File Table (커널)
  • 오픈된 파일을 관리하기 위한 테이블
  • 커널/운영체제에서 관리
  • open mode
    • 읽기 (read)
    • 쓰기 (write / append)
  • offset
    • 입력, 출력을 수행하기 위한 위치값
  • reference count
    • 해당 파일의 참조 개수
• Active vnode table (커널)
  • i-node 를 관리하기 위한 캐시 테이블

프로세스의 종류

• 0 (swapper) : boot process, 시스템 부팅 담당
• 1 (init)
• orphan process : 부모 프로세스가 먼저 죽은 경우
  • init 프로세스가 부모 역할을 함
• 예: test 실행
  • init 프로세스 fork() -> exec()
  • 부모프로세스(pid:20) 생성 -> 자식 프로세스(pid:21) 생성
    • kill -9 [pid] : 강제종료
    • kill -9 20 : 부모프로세스 강제종료
    • 자식프로세스의 ppid 는 1 (init) 이 됨
    • 프로세스 강제종료시에는 자신의 종료상태정보를 부모프로세스에게 모두 반환해야 정상종료됨.
      • pid, exit code, cpu time
    • 부모프로세스가 종료상태정보를 확인 -> 자식프로세스 소멸
    • 부모프로세스가 종료상태정보를 미확인 -> 자식프로세스가 남아있게 됨 (좀비 프로세스)
      • 모든 프로세스는 종료 시 일시적으로 좀비프로세스 상태를 거침
      • 자식 프로세스의 종료 사실을 커널이 알리고 부모 프로세스가 확인하는 동안은 좀비 상태가 됨
    • 좀비프로세스가 많아지면 더이상 프로세스 생성 X
      • kill 명령어로도 제거 불가
      • 부모프로세스가 확인 혹은 재부팅해야 함
      • ps -l 로 프로세스 확인할 경우
        • 필드 : F S PRI NI ADDR SZ WCHAN
        • F 필드 : 프로세스 플래그
          • 1 : fork() 로 생성, exec() 미실행
          • 4 : 슈퍼유저로 실행
        • S 필드 : 프로세스의 현재 상태
          • S : Inturrupt 가능 Sleep 상태
          • R : Run / Ready / Runnable 상태
          • Z : Zombie 상태
          • D : Inturrupt 불가능 Sleep 상태 (I/O 대기)
          • T : Stop 상태 (프로세스 정지)
        • PRI 필드 : 프로세스의 우선순위
          • 수치가 낮을수록 우선순위 높음
        • NI 필드 : 프로세스 우선순위 근거
        • ADDR 필드 : 메모리 주소
        • SZ 필드 : 프로세스가 차지하는 메모리 크기
        • WCHAN 필드 : Sleep 상태 프로세스가 대기하는 커널의 함수명

System Call

• 메모리
  • Stack
  • Heap
  • Data
  • Code
• 프로세스
  • 실행중인 프로그램
  • 프로그램의 instance (복제물)
  • 프로그램 호출한 프로세스를 fork() -> exec() 로 프로그램 코드 대체
• fork() : 복제
  • 메모리의 Stack, Heap, Data, Code 영역을 복제. pid 값은 다름.
  • 원본 : 부모, 복제물 : 자식
• exec() : 대체
  • fork() 에 의해 복제된 자식 프로세스의 코드영역을 다른 내용으로 덮어씀.
• 프로세스 그룹
  • 프로세스 생성 -> 프로세스 그룹 생성 (실행프로세스 - 자식프로세스들)
  • 커널이 터미널 제어권을 관리하기 위함
    • 터미널 제어권 : 입력되는 시그널 등을 관리
    • 중앙 서버와 A 터미널 연결 (Session)
    • Session 내 A1 프로세스 그룹, A2 프로세스 그룹이 있을 경우
    • A1 프로세스 그룹이 터미널에 대한 제어권을 가질 경우 : 포그라운드모드 (유일)
      • PGID : A1 프로세스의 대표되는 프로세스 PID, 쉘을 실행시킨 PID
    • A2 프로세스 그룹이 터미널에 대한 제어권이 없을 경우 : 백그라운드모드
• ps -ef
  • CMD 컬럼 : 프로세스명
  • C 컬럼 : CPU의 사용량 - 스케줄링에 영향 (잘 사용되지 않음)
  • STIME : 프로세스 시작 시간
  • TTY : 프로세스와 연결된 터미널
  • TIME : CPU 사용시간
• 프로세스간 통신 (InterProcess Communication)
  • 시그널
    • 외부
    • 에러
    • 이벤트
    • 인위적
  • Pipe : ps -ef | grep tomcat
  • Message Queue
  • 공유메모리
  • 세마포어
• kill [-signal number or name] [PID] : 시그널
  • kill -9 1000 : PID 1000번 프로세스 종료 시그널
  • SIGKILL(9) : 프로세스 종료 시그널(무시, 임의처리 불가)
  • SIGSTOP(23) : 프로세스 정지 시그널 (무시, 임의처리 불가)
• 시그널 통신을 사용하는 경우
  • 데몬 프로세스의 정상적인 종료를 위해
  • 데몬 프로세스의 환경 설정 파일을 수정하기 위해
  • 프로그램을 디버깅하기 위해
  • 프로세스 간의 동기화를 위해
  • 커널과 시스템 관리자는 모든 프로세스에게 시그널을 보낼 수 있지만, 일반 프로세스는 동일한 UID 와 GID 를 갖는 프로세스 또는 같은 프로세스 그룹 내의 프로세스에게만 시그널을 보낼 수 있음