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IT에 종사하는 사람이라면 반드시 읽어야 할 책!
IT 인프라 전반에 대한 상식을 그림으로 쉽게 이해한다!

이 책에는 다양한 환경에서 저자들이 직접 체득한 인프라 기술의 핵심을 포함해 아키텍처나 네트워크, 서버, 프로세스 등과 같은, 이른바 기반 기술을 어떻게 하면 독자들이 쉽게 이해할 수 있을지에 대한 저자들의 고민이 잘 녹아 있습니다. 따라서 시스템 각 부분의 공통된 원리(구조)를 올바로 이해할 수 있으며, 그럼으로써 새로운 기술이 나와도 곧바로 적응할 수 있는 기초 능력을 키울 수 있을 것입니다. 또한, 원리를 설명하는 풍부한 그림은 실무 경험이 적은 독자라도 손쉽게 전체 구조를 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

IT에 종사하는 사람이라면 반드시 읽어야 할 책!
IT 인프라 전반에 대한 상식을 그림으로 쉽게 이해한다!

이 책은 'IT 인프라' 전반을 충실히, 그리고 이해하기 쉽게 다루어 많은 독자로부터 호응을 받았던 [그림으로 공부하는 IT 인프라 구조]의 개정판입니다. 이번 개정판에서는 클라우드와 가상화 서버/메모리 등 최신 하드웨어에 대한 설명을 보강하였고, 다소 이해하기 어려웠던 문장에 대한 수정과 가필 등 전반적인 재검토가 이루어졌습니다.

현대 IT 시스템은 매우 고도화되면서 복잡해졌습니다. 이 때문에 자신이 담당하는 영역 외에는 기반 기술이나 전체 구조가 어떻게 되어 있는지 파악하기 어렵습니다. 그러나 고성능, 안정성을 추구하는 시스템을 만들고자 한다면 전체를 파악한 후에 담당 영역을 최적화해야만 합니다.

이 책에는 다양한 환경에서 저자들이 직접 체득한 인프라 기술의 핵심을 포함해 아키텍처나 네트워크, 서버, 프로세스 등과 같은, 이른바 기반 기술을 어떻게 하면 독자들이 쉽게 이해할 수 있을지에 대한 저자들의 고민이 잘 녹아 있습니다. 따라서 시스템 각 부분의 공통된 원리(구조)를 올바로 이해할 수 있으며, 그럼으로써 새로운 기술이 나와도 곧바로 적응할 수 있는 기초 능력을 키울 수 있을 것입니다. 또한, 원리를 설명하는 풍부한 그림은 실무 경험이 적은 독자라도 손쉽게 전체 구조를 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

이 책의 대상 독자
인프라 담당자는 물론 5년차 정도까지의 애플리케이션 개발자, 데이터베이스 관리자, IT 마케터에게 권합니다.

제1장 인프라 아키텍처를 살펴보자 1
1.1 인프라란 무엇일까? 3
1.2 집약형과 분할형 아키텍처 5
1.3 수직 분할형 아키텍처 10
1.4 수평 분할형 아키텍처 13
1.5 지리 분할형 아키텍처 17

제2장 서버를 열어 보자 21
2.1 물리 서버 23
2.2 CPU 27
2.3 메모리 29
2.4 I/O 장치 32
2.5 버스 38
2.6 정리 41

제3장 3계층형 시스템을 살펴보자 43
3.1 3계층형 시스템의 구성도 45
3.2 주요 개념 설명 46
3.3 웹 데이터 흐름 54
3.4 가상화 68

제4장 인프라를 지탱하는 기본 이론 75
4.1 직렬/병렬 77
4.2 동기/비동기 83
4.3 큐 91
4.4 배타적 제어 97
4.5 상태 저장/상태 비저장 102
4.6 가변 길이/고정 길이 107
4.7 데이터 구조(배열과 연결 리스트) 113
4.8 탐색 알고리즘(해시/트리 등) 117

제5장 인프라를 지탱하는 응용 이론 127
5.1 캐시 129
5.2 끼어들기 133
5.3 폴링 137
5.4 I/O 크기 142
5.5 저널링 148
5.6 복제 155
5.7 마스터-워커 159
5.8 압축 163
5.9 오류 검출 169

제6장 시스템을 연결하는 네트워크 구조 175
6.1 네트워크 177
6.2 계층 구조 178
6.3 프로토콜 182
6.4 TCP/IP를 이용하고 있는 현재의 네트워크 186
6.5 [레이어 7] 애플리케이션 계층의 프로토콜 HTTP 189
6.6 [레이어 4] 전송 계층 프로토콜 TCP 195
6.7 [레이어 3] 네트워크 계층의 프로토콜 IP 206
6.8 [레이어 2] 데이터 링크 계층의 프로토콜 이더넷 214
6.9 TCP/IP를 이용한 통신 이후 221

제7장 무정지를 위한 인프라 구조 227
7.1 안정성 및 이중화 229
7.2 서버 내 이중화 232
7.3 저장소 이중화 238
7.4 웹 서버 이중화 246
7.5 AP 서버 이중화 253
7.6 DB 서버 이중화 258
7.7 네트워크 장비 이중화 266
7.8 사이트 이중화 277
7.9 감시 279
7.10 백업 287
7.11 정리 291

제8장 성능 향상을 위한 인프라 구조 293
8.1 응답과 처리량 295
8.2 병목 현상이란? 301
8.3 3계층형 시스템 그림을 통해 본 병목 현상 305
8.4 정리 335

전기, 수도, 가스 등 가정에서 이용하는 것이나 지하철, 버스처럼 공공 목적의 인프라를 떠올릴 수 있을 것이다. 인프라를 우리말로 하면 '기반'이란 뜻으로, 여러분의 생활을 지탱하는 바탕이나 토대란 의미다. 인프라 구조 자체는 복잡하지만, 전문가에 의해 관리되고 있어서 사용자는 그 구조를 이해하지 않고도 간단히 이용할 수 있다는 특징이 있다.
(/ p.3)

OS에서 커널은 심장이자 뇌이며 척수다. 커널이 OS의 본질이며, 나머지는 그저 덤일 뿐이라고 해도 과언이 아니다. 커널 자체가 OS의 '인프라'라고 생각하면 된다. 커널은 다양한 역할을 갖지만, 가장 중요한 것은 '뒤에서 무슨 일이 벌어지는지 은폐하면서도 편리한 인터페이스를 제공하는 것'이다. 이렇듯 커널이 존재하기 때문에 개발자는 하드웨어나 다른 애플리케이션에 끼치는 영향을 의식하지 않고 애플리케이션을 만들 수 있다.
(/ p.50)

컴퓨터 세계에서도 직렬 처리에서는 배타적 제어가 필요 없지만, 병렬 처리에서는 필요하다. 배타적 제어를 하는 부분은 병목 현상이 발생하기 쉽다. 병렬 처리와 배타적 제어를 머릿속에 그릴 수 있게 되면 문제 해결이나 성능 튜닝에 도움이 된다. 예를 들어, 회의실 사용 상황을 생각해 보자(그림 4.17).
(/ p.97)

끼어들기는 어떤 일이 발생하면 연락하는 '이벤트 주도' 구조다. 반면에 CPU가 정기적으로 폴링(Polling)(5.3절 '폴링' 참조)을 해서 입출력 장치 상태를 확인하는 방법도 있지만, 폴링 간격이 길면 (예를 들어) 디스크 I/O가 완료됐더라도 금방 알아차리지 못한다. 반대로, 간격을 짧게 하면 폴링을 자주 하기 때문에 CPU를 쓸데없이 많이 사용하게 된다. CPU 동작 속도에 비해 입출력 장치의 상태 갱신 빈도가 높지 않다. 따라서 폴링보다 끼어들기를 이용해서 제어하는 것이 효율적이기 때문에 끼어들기를 채택하고 있다.
(/ p.137)

TCP는 세그먼트(Segment)라고 하는 단위로 데이터를 관리하고 있다. 이 때문에 애플리케이션 데이터에 TCP 헤더를 붙여서 TCP 세그먼트를 작성한다. 헤더에는 도착 지점 포트 번호를 포함해서 TCP 기능을 표현하기 위한 수많은 정보가 기록된다. 하나의 TCP 세그먼트로 전송할 수 있는 최대 데이터 크기를 MSS(Maximum Segment Size)라고 한다. 최종적으로 링크 계층을 사용해서 데이터를 전송하기 때문에 MSS는 링크 계층에서 전송할 수 있는 최대 크기에 의존하며, 환경이나 설정에 따라 달라진다. 6.8절에서 다시 소개하겠지만, 링크 계층에서 전송할 수 있는 최대 데이터 크기를 MTU(Maximum Transfer Unit)라고 한다.
(/ p.197)