Day 4 - 부트 매니저: 전원을 켠 순간부터 로그인까지

부팅의 여섯 단계

 1. 전원 인가
        ▼
 2. 펌웨어 (BIOS 또는 UEFI)     POST — 하드웨어 자체 점검
        ▼                       부팅할 장치 선택
 3. 부트로더 (GRUB2)            커널을 찾아 메모리에 올린다
        ▼
 4. 커널 로드                   하드웨어 초기화
        ▼
 5. initramfs                  루트 파일 시스템을 마운트할 임시 도구 모음
        ▼
 6. init / systemd (PID 1)      서비스 시작 → 로그인 화면

• PID 1 은 커널이 띄우는 첫 번째 프로세스다. 예전엔 init, 지금은 대부분 systemd다.
• initramfs가 필요한 이유: 루트 파일 시스템이 담긴 디스크의 드라이버가 아직 없을 수 있다. 그 드라이버를 담은 임시 파일 시스템을 먼저 메모리에 올린다.

3~5단계에서 읽히는 파일은 모두 /boot 에 모여 있다. /boot를 따로 파티션으로 떼는 이유가 여기 있다.

$ ls /boot
config-5.14.0-362.8.1.el9_3.x86_64
efi
grub2
initramfs-5.14.0-362.8.1.el9_3.x86_64.img
System.map-5.14.0-362.8.1.el9_3.x86_64
vmlinuz-5.14.0-362.8.1.el9_3.x86_64

• 커널을 업데이트하면 이 파일들이 버전별로 한 벌씩 더 생긴다. GRUB 메뉴에 옛 커널 항목이 남아 있어, 새 커널로 부팅이 안 될 때 이전 것을 골라 들어갈 수 있다.
• 부팅 중 커널이 출력한 메시지는 지나가 버리지만 dmesg 명령으로 다시 볼 수 있다. systemd 환경에서는 journalctl -b가 이번 부팅의 기록 전체를 보여준다.

BIOS와 UEFI

• POST(Power-On Self-Test) 는 펌웨어가 하는 하드웨어 자체 점검이다. 메모리·키보드·디스크가 정상인지 본다.
• Secure Boot는 서명되지 않은 부트로더의 실행을 막는 기능이다. 리눅스 설치 시 이것 때문에 막히는 경우가 있다.

부트로더

LILO와 GRUB의 결정적 차이: LILO는 /etc/lilo.conf를 고친 뒤 lilo 명령으로 다시 써 넣어야 하지만, GRUB은 설정 파일을 읽어 동작하므로 그 과정이 필요 없다.

GRUB2 설정 파일

# /etc/default/grub 을 고친 뒤 반드시 실행해 grub.cfg 를 다시 만든다
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg     # 레드햇 계열
update-grub                                 # 데비안 계열

• grub.cfg는 자동 생성되는 파일이다. 직접 고쳐도 다음 갱신 때 덮어써진다.
• 자주 쓰는 설정: GRUB_TIMEOUT(메뉴 대기 시간), GRUB_DEFAULT(기본 선택 항목).

$ cat /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

• 부팅이 어디서 막히는지 보고 싶으면 rhgb quiet를 지우고 grub.cfg를 다시 만든다. 그러면 메시지가 화면에 그대로 흐른다.
• grub.cfg의 위치는 배포판과 펌웨어에 따라 다르다. 데비안 계열은 /boot/grub/grub.cfg이고, UEFI로 부팅하는 레드햇 계열은 버전에 따라 /boot/efi/EFI/ 아래에 두기도 한다. 경로는 달라도 "직접 고치지 않는다"는 원칙은 같다.

부팅 메뉴에서 한 번만 바꾸기

GRUB 메뉴가 떠 있을 때 누르는 키가 있다.

• 여기서 고친 것은 이번 부팅에만 적용되고 저장되지 않는다. root 비밀번호를 잊었을 때 커널 옵션을 임시로 바꿔 복구 모드로 들어가는 데 쓴다.

옛 GRUB과 LILO의 설정 파일

구형 시스템이나 기출 지문에는 GRUB2 이전의 설정이 나온다.

# /boot/grub/grub.conf  (GRUB legacy)
default=0
timeout=5
title CentOS (2.6.32-754.el6.x86_64)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=/dev/sda3 rhgb quiet
        initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img

• title 한 덩어리가 메뉴 항목 하나다. default=0은 첫 번째 title 을 기본으로 한다는 뜻 — 번호가 0부터 시작한다.
• (hd0,0)은 첫 번째 디스크의 첫 번째 파티션이다. 옛 GRUB은 디스크도 파티션도 0부터 센다. 리눅스 장치명으로는 /dev/sda1이다.
• GRUB2에서는 표기가 바뀌어 디스크는 0부터, 파티션은 1부터 센다. 같은 파티션이 (hd0,1)이다.

런레벨과 systemd target

옛 System V 방식의 런레벨은 시스템의 동작 모드를 숫자로 나타냈다.

• 0=종료, 6=재시작을 먼저 외우면 나머지가 정리된다. 이 둘을 기본값으로 두면 부팅이 끝나지 않는다.
• 3과 5의 차이는 X 윈도(GUI)의 유무다.
• 2와 4는 배포판마다 쓰임이 다르거나 비워둔다. 레드햇 계열의 전통적인 정의는 2 = NFS(네트워크 파일 공유)를 뺀 다중 사용자, 4 = 사용하지 않음이다.
• systemd에는 emergency.target도 있다. rescue.target보다 더 최소한의 상태로, 루트 파일 시스템만 읽기 전용으로 붙인 채 셸을 띄운다.

init 시절에는 어디에 적었나

System V init은 기본 런레벨을 /etc/inittab 한 줄로 정했다.

id:3:initdefault:
│  │      │
│  │      └── 동작 — initdefault = "기본 런레벨로 삼는다"
│  └───────── 런레벨
└──────────── 이 줄의 이름표

• id:5:initdefault:로 바꾸면 다음 부팅부터 그래픽 모드다. 여기에 0이나 6을 적으면 켜자마자 꺼지거나 끝없이 재시작한다.
• 런레벨마다 실행할 스크립트는 /etc/rc.d/rc3.d/ 처럼 런레벨 번호가 들어간 디렉터리에 있다. 이름이 S로 시작하면 시작(Start), K로 시작하면 종료(Kill) 스크립트이고, 뒤의 숫자 순서대로 하나씩 차례로 실행된다.
• systemd는 이 방식을 대체했다. 서로 의존하지 않는 서비스를 동시에(병렬로) 띄워 부팅이 빠르고, /etc/inittab 대신 default.target이라는 링크가 기본 모드를 가리킨다.

$ sudo systemctl set-default multi-user.target
Removed /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink /etc/systemd/system/default.target → /usr/lib/systemd/system/multi-user.target.

• 출력이 말해 주듯 set-default가 하는 일은 심볼릭 링크 하나를 바꿔 다는 것이 전부다.

지금 모드 확인하고 바꾸기

$ runlevel
N 5

• 앞 글자는 직전 런레벨, 뒤 글자가 현재 런레벨이다. N은 "이전 것이 없다", 곧 부팅 후 한 번도 바꾸지 않았다는 뜻이다.
• isolate는 지금만, set-default는 다음 부팅부터 — 이 둘을 맞바꾼 보기가 오답으로 쓰이기 쉽다.

끄고 다시 켜는 명령

런레벨 0과 6은 평소 명령으로 부른다.

자주 틀리는 지점

1. "커널이 부트로더를 불러온다" → 반대다. 부트로더가 커널을 메모리에 올린다.
2. "POST는 커널이 수행한다" → 펌웨어(BIOS/UEFI)가 한다. 커널은 아직 올라오지도 않았다.
3. "GRUB2 설정은 grub.cfg를 고친다" → /etc/default/grub을 고치고 grub.cfg는 명령으로 다시 만든다.
4. "LILO는 설정 파일만 고치면 된다" → lilo 명령을 다시 실행해야 반영된다.
5. "런레벨 3이 GUI, 5가 텍스트" → 3이 텍스트, 5가 GUI다.
6. "systemctl isolate로 기본 부팅 모드를 바꾼다" → 지금만 바뀐다. 기본값은 set-default다.
7. "PID 1은 커널이다" → 커널이 띄운 첫 프로세스(init 또는 systemd)다.

systemctl get-default              # 현재 기본 target
systemctl set-default multi-user.target   # 텍스트 모드로 부팅하게 변경
systemctl isolate graphical.target        # 지금 즉시 GUI 모드로 전환

내일은 이번 주에 다룬 설치·파티션·파일 시스템·부팅을 한 장으로 묶는다.

📖 용어

• POST : 전원을 켰을 때 펌웨어가 수행하는 하드웨어 자체 점검.
• BIOS : 전통적인 펌웨어. MBR 파티션과 짝을 이룬다.
• UEFI : BIOS를 대체한 현대적 펌웨어. GPT·ESP·Secure Boot를 지원한다.
• 부트로더(Boot Loader) : 커널을 찾아 메모리에 올리는 프로그램. GRUB2가 표준이다.
• LILO : GRUB 이전에 쓰이던 부트로더. 설정 변경 후 재설치가 필요하다.
• initramfs : 루트 파일 시스템을 마운트하기 위해 먼저 메모리에 올리는 임시 파일 시스템.
• PID 1 : 커널이 띄우는 첫 프로세스. init 또는 systemd가 여기 해당한다.
• 런레벨(Runlevel) : 시스템의 동작 모드를 나타내는 숫자. 0=종료, 3=텍스트, 5=GUI, 6=재시작.
• target : systemd에서 런레벨을 대체하는 개념.