Day 4 - 장치 관리와 프린터: /dev·udev로 하드웨어 다루고 CUPS로 인쇄하기

/dev와 장치 파일 — 블록 vs 문자

• /dev 아래의 장치 파일은 ls -l로 보면 일반 파일과 다르다.
• 첫 글자가 b 또는 c이고, 파일 크기 자리에 주 번호(major), 부 번호(minor) 두 숫자가 온다.

ls -l /dev/sda /dev/tty0 /dev/null
# brw-rw---- 1 root disk 8, 0 ... /dev/sda     ← b: 블록 장치
# crw--w---- 1 root tty  4, 0 ... /dev/tty0    ← c: 문자 장치

블록과 문자의 구분은 데이터를 덩어리로 다루느냐, 흐름으로 다루느냐다. 디스크는 4KB 같은 블록 단위로 임의의 위치를 읽고 쓸 수 있어 블록 장치(b)다 — 그래서 파일 시스템을 얹을 수 있다. 키보드·터미널은 한 글자씩 순차적으로 흘러들어오므로 문자 장치(c)다. 시험에서 "디스크는? 터미널은?"으로 b/c를 구분시키는 단답이 있다.

주 번호가 같으면 같은 드라이버가 처리한다. 예컨대 /dev/sda(주 8, 부 0)와 /dev/sda1(주 8, 부 1)은 같은 SCSI/SATA 디스크 드라이버(주 8)가 다루는 디스크 전체와 첫 파티션이다. 부 번호가 파티션·장치 순번을 구별한다. 장치 파일을 수동으로 만드는 명령은 mknod 이름 유형 주 부이지만, 오늘날은 udev가 자동으로 처리한다.

과거에는 /dev에 가능한 모든 장치 파일을 미리 정적으로 만들어 두었다 — 쓰지도 않을 수천 개의 파일이 항상 존재했다. 1990년대 말 수많은 USB·핫플러그 장치가 등장하면서 이 방식은 한계에 부딪혔다. 그래서 커널이 인식한 장치만 /dev에 동적으로 만드는 방식(devfs를 거쳐 현재의 udev)으로 진화했다. 지금 /dev를 보면 실제 존재하는 장치만 들어 있는 것이 그 결과다.

udev — 동적 장치 관리

• udev(userspace /dev)는 장치가 꽂히거나 빠질 때 /dev 아래 장치 파일을 자동으로 만들고 지우는 사용자 공간 데몬이다.
• 흐름: 커널이 새 하드웨어를 감지 → 이벤트(uevent) 발송 → udev가 규칙에 따라 장치 파일 생성 + 이름·권한·심볼릭 링크 부여.

udevadm info /dev/sda          # 그 장치의 udev 속성 조회
udevadm monitor                # 장치 이벤트 실시간 관찰(USB 꽂아보기)
udevadm trigger                # 규칙 재적용
ls /etc/udev/rules.d/          # 사용자 정의 udev 규칙 파일들

udev의 강력함은 규칙(rule)에 있다. /etc/udev/rules.d/*.rules에 "이 USB(벤더ID·제품ID)가 꽂히면 항상 /dev/myusb라는 이름을 주고 권한을 0660으로" 같은 규칙을 쓸 수 있다. 그래서 같은 장치가 꽂는 순서에 상관없이 늘 같은 이름을 갖게 만들 수 있다(예: /dev/sdb//dev/sdc가 매번 바뀌는 문제를 안정적 이름으로 해결). 이를 "지속적 장치 이름(persistent naming)"이라 한다.

udev는 핫플러그(hot-plug) 장치 관리의 핵심이다. USB를 꽂는 순간 커널→udev→장치 파일 생성→필요 모듈 적재(modprobe)→마운트 가능 상태까지 자동으로 이어진다. udevadm monitor를 켠 채 USB를 꽂으면 이 이벤트 흐름이 실시간으로 보인다. 데스크톱 환경에서 USB 메모리를 꽂으면 자동 마운트되는 것도 udev 이벤트에 연동된 동작이다.

마운트 가능한 장치

• 블록 장치(디스크·USB·CD)는 파일 시스템을 담을 수 있어 마운트(mount)할 수 있다.
• 마운트 = 그 장치의 파일 시스템을 디렉터리 트리의 특정 지점(마운트 포인트)에 연결하는 일.

lsblk                          # 블록 장치를 트리로 표시(추천)
blkid                          # 각 장치의 UUID·파일시스템 타입
mount /dev/sdb1 /mnt/usb       # 장치를 마운트 포인트에 연결
umount /mnt/usb                # 마운트 해제
df -h                          # 마운트된 파일시스템 사용량

문자 장치(터미널·키보드)는 마운트할 수 없다. 마운트는 파일 시스템을 가진 블록 장치에만 의미가 있다. /etc/fstab에 적으면 부팅 시 자동 마운트되며, 장치 이름(/dev/sdb1)이 부팅마다 바뀔 수 있어 UUID(blkid로 확인)로 지정하는 것이 안전하다. 이는 udev의 지속적 이름 부여와 같은 문제의식이다.

프린터와 CUPS

• 리눅스의 표준 인쇄 시스템은 CUPS(Common Unix Printing System)다.
• 프린터를 IPP(Internet Printing Protocol)로 관리하며, 데몬은 cupsd.
• 웹 인터페이스(http://localhost:631)와 명령행 도구를 함께 제공한다.
• 인쇄 명령은 두 전통에서 온 두 계열이 공존한다.

lp report.pdf                  # 기본 프린터로 인쇄(System V)
lpr report.pdf                 # 기본 프린터로 인쇄(BSD)
lp -d laser report.pdf         # 'laser' 프린터 지정(-d)
lpr -P laser report.pdf        # 'laser' 프린터 지정(-P)
lpstat -p                      # 프린터 상태
lpstat -t                      # 전체 상태 요약
lpq                            # 인쇄 큐(대기 작업) 보기
cancel 123                     # 작업 123 취소(System V)
lprm 123                       # 작업 123 취소(BSD)

CUPS는 두 인쇄 전통을 모두 흡수했다. AT&T 유닉스(System V) 계열은 lp/lpstat/cancel, 버클리(BSD) 계열은 lpr/lpq/lprm을 썼다. 오늘날 두 계열 명령이 모두 CUPS로 전달돼 동작한다. 프린터 지정 옵션도 다르다 — System V는 lp -d 프린터, BSD는 lpr -P 프린터. -d(destination)와 -P(Printer)를 계열별로 외워야 한다.

lpstat은 인쇄 환경을 두루 보여준다. lpstat -p(프린터 상태), lpstat -a(작업 수락 여부), lpstat -d(기본 프린터), lpstat -t(전체 요약). 프린터 설정·추가·기본 프린터 지정은 lpadmin(관리자용)으로 하고, lpadmin -d 프린터로 기본 프린터를 정한다. CUPS 설정 파일은 /etc/cups/cupsd.conf와 /etc/cups/printers.conf다.

⚠️ 함정: lpstat(상태 조회)와 lpadmin(설정 변경)을 혼동하면 안 된다. 또 작업 취소 명령이 계열에 따라 cancel(System V)과 lprm(BSD)로 다르다는 점이 헷갈리기 쉽다. 인쇄가 lp냐 lpr이냐, 큐 보기가 lpstat/lpq냐, 취소가 cancel/lprm이냐를 표로 묶어 외우면 헷갈리지 않는다.

# 직접 쳐보기 — 장치·프린터 관찰
ls -l /dev/sda /dev/null /dev/tty   # 첫 글자 b/c와 주·부 번호 비교
lsblk                                # 블록 장치 트리
blkid                                # UUID·타입
lpstat -t 2>/dev/null || echo "CUPS 미설치/미실행"
ls /etc/udev/rules.d/                # udev 규칙

CUPS는 1999년 Michael Sweet가 개발했고 2007년 애플이 인수해 macOS의 인쇄 시스템으로도 쓴다. 그가 IPP를 표준으로 택한 덕에, 같은 명령과 프로토콜로 로컬 USB 프린터부터 네트워크 프린터까지 일관되게 다룰 수 있게 됐다. lp/lpr 두 계열을 모두 지원한 것도 기존 유닉스 사용자의 습관을 깨지 않으려는 배려였다 — 그래서 오늘날까지 두 명령군이 공존한다.

사운드 장치 — ALSA와 PulseAudio

• 사운드 카드도 장치 파일로 표현된다. 다만 /dev 바로 아래가 아니라 /dev/snd/ 디렉터리에 pcmC0D0p(카드0·장치0·재생), controlC0(제어) 같은 이름으로 모여 있다.
• 리눅스의 소리는 2층 구조 — 커널의 ALSA가 하드웨어를 직접 다루고, 그 위의 사운드 서버가 여러 프로그램의 소리를 섞는다.

lsmod | grep snd            # 적재된 사운드 모듈(snd_hda_intel 등)
cat /proc/asound/cards      # 커널이 인식한 사운드 카드 목록
aplay -l                    # 재생(playback) 장치 목록
arecord -l                  # 녹음(capture) 장치 목록
aplay sample.wav            # WAV 파일 재생
arecord -d 5 test.wav       # 5초간 녹음
speaker-test -c 2           # 스피커 점검(2채널)
alsamixer                   # 텍스트 UI 믹서(화살표=볼륨, M=음소거)
amixer                      # 명령행 믹서(현재 설정 출력)
amixer set Master 50%       # 마스터 볼륨 50%
amixer set Master mute      # 음소거(해제는 unmute)
alsactl store               # 현재 믹서 설정 저장(복원은 alsactl restore)

ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)는 커널 2.6부터 리눅스의 표준 사운드 시스템이다. 그 이전에는 OSS(Open Sound System)가 /dev/dsp(재생·녹음), /dev/mixer(볼륨) 장치 파일로 소리를 다뤘는데, 다중 채널·하드웨어 믹싱·MIDI 지원이 약해 ALSA로 대체됐다. "구형 OSS(/dev/dsp) → 현재 ALSA(/dev/snd/)"라는 세대 교체를 묻는 문제가 나온다.

⚠️ 함정: alsamixer와 amixer를 혼동하면 안 된다. alsamixer는 ncurses 기반 화면 UI로 화살표 키를 눌러 조절하는 대화형 도구이고, amixer는 인자로 값을 주는 명령행 도구라 스크립트·원격 작업에 쓴다. 실기에서 "볼륨을 명령 한 줄로 50%로 맞춰라"면 답은 amixer set Master 50%다. 또 aplay -l(소문자, 하드웨어 장치 목록)과 aplay -L(대문자, PCM 이름 목록)도 구분한다.

PulseAudio는 ALSA 위에서 도는 사용자 공간 사운드 서버다. ALSA만으로는 한 장치를 한 프로그램이 점유하기 쉬운데, PulseAudio가 중간에서 여러 앱의 소리를 섞고 출력 장치를 실시간으로 바꿔 준다. 제어는 pactl list short sinks(출력 장치 목록), pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ 50%(볼륨), pavucontrol(GUI)로 한다. 최근 배포판은 PulseAudio 호환 계층을 갖춘 PipeWire로 넘어가는 추세다. 일반 사용자가 사운드 장치를 쓰려면 보통 audio 그룹에 속해야 하며, 그 권한을 부여하는 것이 앞서 본 udev 규칙이다.

스캐너 — SANE

• 스캐너는 SANE(Scanner Access Now Easy)이 표준을 맡는다. CUPS가 프린터에서 하는 역할을 스캐너에서 한다.
• 구조도 닮았다 — 모델별 드라이버인 백엔드와 사용자가 쓰는 프론트엔드로 나뉜다.

sane-find-scanner            # USB/SCSI 버스를 훑어 스캐너 하드웨어 탐색
scanimage -L                 # SANE이 인식한(드라이버가 붙은) 스캐너 목록
scanimage > out.pnm          # 기본 설정으로 스캔해 파일로 저장
scanimage --format=tiff --resolution 300 > out.tiff   # 형식·해상도 지정
scanimage -d 'epson2:libusb:001:002' > out.pnm        # 장치 지정(-d)
ls /etc/sane.d/              # 백엔드 설정 파일들(dll.conf 포함)

sane-find-scanner와 scanimage -L은 보는 층이 다르다. 전자는 USB/SCSI 버스를 직접 훑어 스캐너처럼 보이는 하드웨어를 찾으므로 드라이버가 없어도 나타난다. 후자는 SANE 백엔드가 실제로 인식한 장치만 보여준다. 그래서 "sane-find-scanner에는 보이는데 scanimage -L에는 안 나온다"면 원인은 케이블이 아니라 백엔드 미지원 또는 dll.conf에서 비활성이다. 이 진단 흐름이 실기 서술형 소재가 된다.

프린터와 스캐너는 구조가 대칭이라 묶어서 외우면 좋다. 인쇄는 CUPS(데몬 cupsd, 명령 lp/lpr, 설정 /etc/cups/), 스캔은 SANE(데몬 saned, 명령 scanimage, 설정 /etc/sane.d/)이 담당한다. 둘 다 표준 인터페이스 뒤에 모델별 드라이버를 감춰, 사용자는 장치가 무엇이든 같은 명령을 쓴다. 스캐너 접근 권한은 배포판에 따라 scanner 그룹으로 관리되며 udev 규칙이 이를 부여한다.

• 패키지 이름은 배포판 계열마다 다르다.

dnf install alsa-utils sane-backends     # RHEL/CentOS/Rocky 계열
apt install alsa-utils sane-utils        # Debian/Ubuntu 계열

# 직접 쳐보기 — 사운드·스캐너 관찰 (안전: 조회 위주)
ls /dev/snd/ 2>/dev/null                # 사운드 장치 파일
cat /proc/asound/cards 2>/dev/null      # 인식된 사운드 카드
aplay -l 2>/dev/null || echo "ALSA 미설치"
amixer 2>/dev/null | head               # 현재 믹서 설정
scanimage -L 2>/dev/null || echo "SANE 미설치"
ls /etc/sane.d/ 2>/dev/null             # 백엔드 설정

📖 용어

• 장치 파일 : /dev 아래에서 하드웨어를 대신하는 파일. 데이터를 담지 않고 드라이버로 가는 통로 역할만 한다.
• 블록 장치(b) : 블록 단위로 아무 위치나 읽고 쓸 수 있는 장치. 파일 시스템을 얹어 마운트할 수 있다(디스크·USB·CD).
• 문자 장치(c) : 바이트가 순차로 흐르는 장치. 마운트 대상이 아니다(터미널·키보드·마우스).
• 주 번호 / 부 번호 : 어떤 드라이버가 처리하는지 / 그 드라이버 안에서 몇 번째 장치인지.
• mknod : 장치 파일을 수동으로 만드는 명령. 오늘날은 udev가 대신한다.
• udev : 장치 착탈 이벤트를 받아 /dev 장치 파일을 만들고 지우는 사용자 공간 데몬.
• 지속적 장치 이름(persistent naming) : udev 규칙으로 특정 장치에 늘 같은 이름을 주는 것. /dev/sdb↔/dev/sdc가 뒤바뀌는 문제를 막는다.
• CUPS / cupsd : 리눅스 표준 인쇄 시스템과 그 데몬. IPP 기반이며 631 포트에 웹 UI를 띄운다.
• System V vs BSD 인쇄 계열 : lp/lpstat/cancel(옵션 -d) vs lpr/lpq/lprm(옵션 -P). CUPS가 둘 다 받는다.
• lpadmin : 프린터를 추가·설정하고 기본 프린터를 정하는 관리자 명령. 조회용 lpstat과 헷갈리기 쉽다.
• ALSA : 커널의 표준 사운드 시스템. /dev/snd/ 장치 파일을 제공하며 구형 OSS(/dev/dsp)를 대체했다.
• alsamixer vs amixer : 화살표로 조작하는 대화형 화면 믹서 / 인자로 값을 주는 명령행 믹서(스크립트용).
• PulseAudio / PipeWire : ALSA 위에서 여러 앱의 소리를 섞고 출력 장치를 바꿔 주는 사운드 서버.
• SANE : 스캐너 표준. 모델별 드라이버인 백엔드(/etc/sane.d/)와 사용자 도구인 프론트엔드(scanimage)로 나뉜다.
• sane-find-scanner vs scanimage -L : 버스를 훑어 하드웨어를 찾는 것 / 백엔드가 실제로 인식한 장치만 보여주는 것.