DevOps 지식 허브
DevOps 지식 허브

Linux 리소스 고갈 문제 해결: CPU, 메모리 및 디스크 공간

과도한 CPU 사용량, 메모리 누수 또는 가득 찬 디스크 파티션으로 인해 발생하는 Linux 성능 병목 현상을 식별하고 해결하는 방법을 배우세요. 이 가이드는 `top`, `htop`, `free`, `df`, `du`와 같은 필수 명령줄 도구와 함께, 문제를 진단하고 중요한 시스템 리소스를 확보하여 최적의 성능과 안정성을 보장하기 위한 실용적인 전략 및 모범 사례를 제공합니다.

27 조회수

리눅스 자원 고갈 문제 해결: CPU, 메모리, 디스크 공간

리눅스 시스템은 안정성과 효율성으로 잘 알려져 있지만, 다른 운영 체제와 마찬가지로 자원 고갈로 인해 성능 저하를 겪을 수 있습니다. 이는 시스템이 느려지거나, 애플리케이션이 응답하지 않거나, 아예 충돌하는 형태로 나타나기도 합니다. 과도한 CPU 사용량, 메모리 누수, 디스크 파티션 가득 참 등의 일반적인 원인과 효과적인 문제 해결 방법을 이해하는 것은 모든 리눅스 시스템 관리자나 고급 사용자에게 필수적입니다. 이 글은 이러한 병목 현상을 식별하고 최적의 시스템 성능을 복원하기 위한 해결책을 구현하는 데 도움을 줄 것입니다.

자원 고갈은 사용자 경험과 중요 서비스에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 문제를 사전에 모니터링하고 해결함으로써, 다운타임을 방지하고 애플리케이션 응답성을 향상하며 리눅스 환경의 전반적인 건전성을 보장할 수 있습니다. 우리는 이러한 일반적인 문제를 진단하고 해결하기 위한 필수 명령줄 도구와 체계적인 접근 방식을 탐구할 것입니다.

원인 식별: 시스템 자원 모니터링

자원 고갈 문제를 해결하기 전에, 어떤 자원이 과도하게 사용되고 있고 어떤 프로세스가 문제의 원인인지 정확히 파악해야 합니다. 리눅스는 이를 위해 풍부한 명령줄 도구를 제공합니다.

CPU 사용량 모니터링

높은 CPU 사용량은 시스템을 느리고 응답하지 않게 만들 수 있습니다. 이는 종종 폭주 프로세스, 과도한 리소스를 요구하는 애플리케이션 또는 비효율적인 스크립트에 의해 발생합니다.

  • top: 이것은 필수적인 실시간 시스템 모니터입니다. 기본적으로 CPU 사용량 기준으로 정렬된 프로세스 목록을 동적으로 표시합니다. 전체 CPU 사용량, 메모리 사용량 및 개별 프로세스 세부 정보를 확인할 수 있습니다.
    bash top
    top 내에서 1을 눌러 개별 CPU 코어 사용량을 확인할 수 있습니다. P를 눌러 CPU 사용량 기준으로 정렬하십시오. 지속적으로 높은 CPU 비율을 소비하는 프로세스를 찾으십시오.

  • htop: top의 향상된 대화형 버전입니다. 사용자 친화성, 색상 출력 및 쉬운 탐색 기능으로 인해 종종 선호됩니다.
    bash htop
    top과 유사하게 htop은 CPU 사용량 기준으로 정렬할 수 있으며 상세한 프로세스 정보를 제공합니다.

  • mpstat: sysstat 패키지의 일부인 mpstat은 프로세서별 사용량, 인터럽트 횟수, 컨텍스트 스위치 등 상세한 CPU 통계를 제공합니다.
    bash mpstat -P ALL 1
    이 명령은 모든 코어에 대한 CPU 통계를 매초 표시합니다.

메모리 사용량 모니터링

시스템이 사용 가능한 RAM과 스왑 공간이 부족해지면, 디스크 공간을 가상 메모리로 사용하기 시작하는데, 이는 훨씬 느려서 심각한 성능 저하를 초래합니다.

  • free -h: 시스템의 전체 물리 및 스왑 메모리 사용량과 여유 공간, 그리고 커널이 사용하는 버퍼와 캐시를 표시합니다. -h 플래그는 출력을 사람이 읽기 쉽게 만듭니다(예: MB, GB).
    bash free -h
    available 메모리와 used 스왑 공간에 주의하십시오. 높은 스왑 사용량은 RAM이 부족하다는 것을 나타냅니다.

  • top / htop: top과 htop 모두 프로세스별 메모리 사용량을 보여줍니다. 높은 %MEM 값을 가진 프로세스를 찾으십시오.

  • vmstat: 가상 메모리 통계를 보고합니다. 프로세스, 메모리, 페이징, 블록 I/O, 트랩 및 CPU 활동에 대한 정보를 표시할 수 있습니다.
    bash vmstat 5
    이 명령은 5초마다 통계를 보고합니다. si(스왑-인) 및 so(스왑-아웃) 열을 살펴보십시오. 높은 값은 상당한 메모리 스와핑이 발생하고 있음을 나타냅니다.

디스크 공간 모니터링

디스크 파티션이 가득 차면 애플리케이션이 데이터를 쓰지 못하게 하거나, 오류를 발생시키거나, 심지어 시스템 부팅을 방해할 수도 있습니다.

  • df -h: 파일 시스템 디스크 공간 사용량을 보고합니다. -h 플래그는 출력을 사람이 읽기 쉽게 만듭니다.
    bash df -h
    이 명령은 마운트된 모든 파일 시스템을 나열하고 총 크기, 사용 공간, 사용 가능한 공간 및 마운트 포인트를 보여줍니다. 사용량이 100%에 도달했거나 거의 근접한 파티션을 찾으십시오.

  • du -sh <directory>: 주어진 디렉터리의 파일 공간 사용량을 추정합니다. -s 플래그는 요약하고, -h는 사람이 읽기 쉽게 만듭니다.
    bash du -sh /var/log/*
    이를 사용하여 어떤 하위 디렉터리가 가장 많은 디스크 공간을 소비하는지 찾으십시오.

자원 고갈 문제 해결

문제의 자원과 원인이 되는 프로세스를 식별했다면, 이제 문제를 해결하기 위한 조치를 취할 수 있습니다.

높은 CPU 사용량 해결

  1. 프로세스 식별: top 또는 htop을 사용하여 높은 CPU를 소비하는 프로세스 ID (PID)를 찾으십시오.
  2. 프로세스 조사: 해당 프로세스가 무엇인지 파악하십시오. 사용자 애플리케이션인지, 시스템 서비스인지, 아니면 예상치 못한 것인지 확인하십시오.
    • 정상적인 높은 사용량: 만약 정상적인 애플리케이션이 많은 CPU를 사용하고 있다면 (예: 소프트웨어 컴파일, 비디오 인코딩), 완료될 때까지 기다리거나, 비피크 시간대에 실행하도록 예약하거나, 하드웨어를 업그레이드해야 할 수도 있습니다.
    • 폭주 프로세스: 프로세스가 루프에 갇히거나 의도치 않게 과도한 CPU를 소비하고 있다면, 재시작을 시도할 수 있습니다. 그래도 해결되지 않으면 종료해야 할 수도 있습니다.

  3. 프로세스 종료 (주의해서 사용!): kill 명령을 사용하여 프로세스에 시그널을 보낼 수 있습니다. 가장 일반적인 시그널은 다음과 같습니다:

    • SIGTERM (15): 프로세스에 정상적인 종료를 요청합니다.
    • SIGKILL (9): 프로세스를 즉시 강제 종료합니다. 프로세스가 정리 작업을 할 수 없으므로 최후의 수단으로 사용해야 합니다.
      ```bash

    Gracefully terminate process with PID 1234

    kill 1234

    Forcefully terminate process with PID 1234

    kill -9 1234
    `` 4. **로그 확인**: 시스템 로그(예:/var/log/syslog,/var/log/messages`, 애플리케이션별 로그)에서 문제 프로세스와 관련된 오류를 검사하십시오.
    5. 애플리케이션/스크립트 최적화: 높은 CPU 사용량이 비효율적인 애플리케이션이나 스크립트 때문이라면, 코드 또는 구성을 최적화하는 것을 고려하십시오.

메모리 누수 및 고갈 해결

메모리 누수는 프로그램이 더 이상 필요 없는 메모리를 해제하지 못하여 사용 가능한 RAM을 점진적으로 모두 소비할 때 발생합니다. 이는 과도한 스와핑과 시스템 응답 없음으로 이어질 수 있습니다.

  1. 프로세스 식별: top 또는 htop을 사용하여 시간이 지남에 따라 꾸준히 증가하는 높은 메모리(%MEM) 또는 상주 집합 크기(RSS) 값을 가진 프로세스를 찾으십시오.
  2. 프로세스 조사: 애플리케이션의 특성을 파악하십시오. 잠재적인 메모리 문제가 있는 것으로 알려진 애플리케이션인지, 아니면 사용자 정의 애플리케이션인지 확인하십시오.
  3. 애플리케이션/서비스 재시작: 종종 단순히 애플리케이션이나 서비스를 재시작하는 것만으로도 누적된 메모리를 해제하여 메모리 누수를 일시적으로 해결할 수 있습니다.
    bash # Example: Restarting Apache web server sudo systemctl restart apache2
  4. 애플리케이션별 모니터링 확인: 많은 애플리케이션(예: 웹 서버, 데이터베이스)은 메모리 문제를 진단하는 데 도움이 될 수 있는 자체 모니터링 도구나 로그를 가지고 있습니다.
  5. 코어 덤프 분석: 중요한 애플리케이션의 경우, 코어 덤프를 활성화하고 디버깅 도구(gdb와 같은)를 사용하여 누수가 발생했을 때의 메모리 상태를 분석해야 할 수도 있습니다. 이것은 고급 문제 해결 단계입니다.
  6. 스왑 공간 증가 (임시 조치): 누수를 즉시 해결할 수 없다면, 스왑 공간을 늘려 더 많은 가상 메모리를 제공할 수 있습니다. 그러나 이것은 해결책이 아니라 임시방편입니다.
  7. 하드웨어 업그레이드: 시스템이 작업 부하로 인해 지속적으로 메모리가 부족하다면, 물리적 RAM을 추가해야 할 수도 있습니다.

가득 찬 디스크 파티션 관리

디스크 파티션이 가득 차면 다양한 시스템 오류를 일으킬 수 있습니다. 일반적으로 즉각적인 조치가 필요합니다.

  1. 가득 찬 파티션 식별: df -h를 사용하여 100% 용량에 도달한 파티션을 찾으십시오.
  2. 큰 파일/디렉터리 찾기: du -sh 또는 du -h --max-depth=1 <directory>를 사용하여 디렉터리 트리를 탐색하고 공간을 소비하는 항목을 찾으십시오.
    bash # Find the largest directories in the root partition sudo du -h --max-depth=1 / | sort -rh
    일반적인 원인으로는 로그 파일(/var/log), 임시 파일(/tmp), 패키지 캐시 및 사용자 데이터가 있습니다.
  3. 로그 파일 정리: 로그 파일은 매우 커질 수 있습니다. 오래된 로그를 안전하게 삭제하거나, logrotate를 구성하여 크기를 자동으로 관리할 수 있습니다.
    • 오래된 로그 삭제: 주의를 기울여 현재 활성화된 로그를 삭제하지 않도록 하십시오. find 명령을 사용하여 특정 일수보다 오래된 파일을 삭제할 수 있습니다.
      bash # Delete .log files older than 30 days in /var/log/myapp sudo find /var/log/myapp -name "*.log" -type f -mtime +30 -delete
    • 로그 로테이션: 서비스에 대해 logrotate가 올바르게 구성되어 있는지 확인하십시오. 일반적으로 매일 실행되며 오래된 로그를 보관하고 삭제하는 작업을 처리합니다.
  4. 패키지 관리자 캐시 지우기: 패키지 관리자는 종종 다운로드된 패키지 파일을 보관합니다. 이를 지우면 상당한 공간을 확보할 수 있습니다.
    • 데비안/우분투 (apt):
      bash sudo apt autoremove sudo apt clean
    • CentOS/RHEL/Fedora (yum/dnf):
      bash sudo yum autoremove # or dnf autoremove sudo yum clean all # or dnf clean all
  5. 사용하지 않는 패키지 제거: 더 이상 필요 없는 소프트웨어를 제거하십시오.
    • 데비안/우분투: sudo apt remove <package_name>
    • CentOS/RHEL/Fedora: sudo yum remove <package_name> 또는 sudo dnf remove <package_name>
  6. 임시 디렉터리 확인: /tmp에 있는 파일은 재부팅 후에는 안전하게 삭제할 수 있는 경우가 많지만, 애플리케이션이 활발하게 사용 중인 경우에는 주의해야 합니다.
  7. 휴지통 비우기: 데스크톱 환경을 사용하고 있다면, 사용자 휴지통을 확인하십시오.
  8. 파티션 크기 조정 고려: 공간 문제가 지속되고 정리가 충분하지 않다면, 파티션 크기를 조정하거나 스토리지를 추가해야 할 수도 있습니다. 이는 파티션 마운트 해제 또는 라이브 환경에서 부팅이 필요할 수 있는 고급 작업입니다.

예방을 위한 모범 사례

  • 정기적인 모니터링: top, htop, free, df와 같은 도구 및 전용 모니터링 솔루션(예: Nagios, Zabbix, Prometheus)을 사용하여 CPU, 메모리, 디스크 공간을 정기적으로 모니터링하십시오.
  • 로그 로테이션 자동화: 로그를 생성하는 모든 서비스에 대해 logrotate가 올바르게 구성되어 있는지 확인하십시오.
  • 애플리케이션 구성 튜닝: 애플리케이션 설정을 최적화하여 자원 효율성을 높이십시오. 예를 들어, 웹 서버 워커 프로세스, 데이터베이스 연결 풀 등을 튜닝하십시오.
  • 경고 설정: 자원 사용량이 사전 정의된 임계값을 초과할 때 경고를 구성하십시오.
  • 시스템 업데이트: 최신 버전에는 종종 성능 개선 및 버그 수정이 포함되어 있으므로 시스템과 애플리케이션을 최신 상태로 유지하십시오.
  • 자원 제한: 다중 사용자 시스템 또는 컨테이너 환경의 경우, 단일 프로세스가 다른 프로세스의 자원을 고갈시키는 것을 방지하기 위해 자원 제한(예: ulimit 또는 cgroups 사용)을 설정하는 것을 고려하십시오.

결론

리눅스에서 자원 고갈 문제를 해결하는 것은 시스템 안정성과 성능을 유지하기 위한 기본적인 기술입니다. top, htop, free, df, du와 같은 도구를 숙달함으로써 CPU, 메모리, 디스크 공간 문제를 효과적으로 진단할 수 있습니다. 근본 원인을 조사하고, kill 시그널을 신중하게 사용하며, 정기적인 모니터링 및 자동화된 로그 관리와 같은 예방 조치를 구현하는 것을 잊지 마십시오. 선제적인 접근 방식은 잠재적인 많은 시스템 문제를 예방하는 데 도움이 될 것입니다.