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재기동

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목차

1. 개요

재기동은 컴퓨터 시스템을 다시 시작하는 과정을 의미하며, 전원이 꺼진 상태에서 시작하는 콜드 부트와 전원 없이 시작하는 웜 부트, 그리고 하드웨어 재설정을 통해 시스템을 종료하는 하드 리부트 등 다양한 유형이 있다. 재시작은 주로 문제 해결, 운영 체제 전환, 공격적 목적 등으로 사용되며, 의도적인 재부팅, 전원 문제, 시스템 오류 등으로 인해 발생할 수 있다. 또한, 운영 체제는 하이버네이션을 통해 재부팅과 유사한 과정을 시뮬레이션할 수 있으며, 유닉스 계열 운영체제에서는 `reboot` 명령어를 사용하여 시스템을 재시작할 수 있다.

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재기동
개요
용어컴퓨터 시스템을 다시 시작하는 과정
종류소프트 재시작 (warm reboot)
하드 재시작 (cold reboot)
재시작 방법
소프트 재시작 (소프트 리부트)운영체제가 정상적으로 종료 절차를 밟아 재시작
하드 재시작 (하드 리부트)전원 버튼을 누르거나 리셋 버튼을 사용하여 강제로 재시작
재시작 이유
시스템 오류시스템 충돌, 응답 없음 등의 오류 발생 시
소프트웨어 설치/업데이트새로운 소프트웨어 설치 후 또는 기존 소프트웨어 업데이트 후
시스템 설정 변경시스템 설정을 변경한 후 변경 사항 적용을 위해
성능 저하시스템 성능 저하 시 시스템 리소스를 초기화하여 성능 향상
장점 및 단점
소프트 재시작 장점데이터 손실 위험이 적고 시스템에 무리가 덜 감
소프트 재시작 단점시스템 오류가 심각한 경우 불가능할 수 있음
하드 재시작 장점시스템이 완전히 멈춘 경우에도 강제로 재시작 가능
하드 재시작 단점데이터 손실 위험이 높고 시스템에 무리를 줄 수 있음
참고 사항
비상 상황시스템이 멈추거나 오작동하는 경우에 사용
데이터 백업재시작 전 중요한 데이터는 미리 백업하는 것이 좋음

2. 용어

재부팅과 관련된 용어는 다음과 같다.


  • '''자기 부상''': 초기 전자 컴퓨터에서 사용자 프로그램을 로드하기 위해 사용하던 방식이다. "자기 부상"이라는 옛 속담에서 유래했다.
  • '''부팅''': 컴퓨터를 시작하는 과정을 의미한다.
  • '''재부팅''': 컴퓨터가 크래시되었을 때 다시 시작하는 것을 의미한다.

2. 1. 어원

초기 전자 컴퓨터(예: IBM 1401)는 운영 체제가 없었고 내부 메모리도 거의 없었다. 입력은 주로 천공 카드 묶음이나 스위치 레지스터를 통해 이루어졌다. 카드를 사용하는 시스템에서는 시작 버튼을 눌러 컴퓨터를 시작했는데, 이 버튼은 "카드 읽기"라는 단일 명령을 수행했다. 이 첫 번째 카드는 컴퓨터에 더 많은 카드를 읽도록 지시했고, 결국 사용자 프로그램을 로드했다. 이 과정은 말의 부츠 끈을 잡아당겨 땅에서 자신을 들어 올리는 기수를 가리키는 "자기 부상"이라는 옛 속담에 비유되었다. 이 초기 천공 카드 집합을 "부트스트랩 카드"라고 불렀다. 따라서 콜드 스타트를 컴퓨터를 ''부팅''하는 것이라고 불렀다. 컴퓨터가 크래시되면 재부팅되었다. 부트라는 용어는 모든 후속 유형의 컴퓨터로 이어졌다.[1]

2. 2. 콜드 부트 vs 웜 부트

IBM PC 호환 기종 컴퓨터의 경우, 콜드 부트는 컴퓨터가 전원이 없는 상태에서 시작되는 부팅 프로세스로, 시스템이 완전한 전원 켜기 자가 진단(POST)을 수행한다. 운영 체제와 타사 소프트웨어 모두 콜드 부트를 시작할 수 있다. Windows 9x의 재시작 명령은 Shift 키를 누르지 않는 한 콜드 재부팅을 시작한다.
웜 부트는 BIOS에 의해 시작되며, Control-Alt-Delete 키 조합 또는 BIOS 인터럽트 INT 19h를 통해 직접 시작된다. 웜 부트는 완전한 POST를 수행하지 않을 수 있으며, 예를 들어 메모리 검사를 건너뛸 수 있고, POST를 전혀 수행하지 않을 수도 있다. 멀웨어는 Ctrl + Alt + Delete 키 조합을 가로채 BIOS에 도달하지 못하게 하여 웜 부팅을 방지하거나 손상시킬 수 있다. Windows NT 계열 운영 체제도 동일하게 작동하며 이 키 조합을 자체 용도로 예약한다.[1][2]

Linux 기반 운영 체제는 웜 부트의 대안으로 kexec을 지원한다. kexec은 새 커널로 실행을 전송하고 하드웨어 또는 펌웨어 재설정을 건너뛰는 시스템 호출이다. 전체 프로세스는 시스템 펌웨어와 독립적으로 발생하며, 실행되는 커널은 Linux 커널일 필요는 없다.

IBM PC 호환 컴퓨터 외의 영역에서는 부팅 유형이 명확하지 않을 수 있다. Windows CE Base 팀의 Sue Loh에 따르면 Windows CE 장치는 웜, 콜드, 클린의 세 가지 유형의 부팅을 지원한다.[3] 웜 부트는 프로그램 메모리를 버리고, 콜드 부트는 저장 메모리("객체 저장소"라고도 함)를 추가로 버린다. 클린 부트는 장치에서 ''모든'' 형태의 메모리 저장을 지운다. 그러나 이러한 영역이 모든 Windows CE 장치에 존재하지 않으므로 사용자는 휘발성 메모리를 재설정하는 것과 장치를 완전히 지우고 공장 설정으로 복원하는 것, 두 가지 형태의 재부팅에만 관련된다. 예를 들어 Windows Mobile 5.0 장치의 경우 전자는 콜드 부트이고 후자는 클린 부트이다.[3]

2. 3. 하드 리부트

하드 리부트는 시스템이 정상적인 종료 절차를 거치지 않고, 파일 시스템 동기화 및 기타 작업을 생략하는 것을 의미한다. 이는 리셋을 적용하거나, 전원을 껐다 켜는 것, 대부분의 유닉스 계열 시스템에서 `halt -q` 명령을 실행하거나, 커널 패닉을 유발하여 수행할 수 있다.

하드 리부트는 콜드 부팅 공격에 사용된다.[22] "재시작"이라는 용어는 마이크로소프트 윈도우 및 리눅스 운영 체제에서 운영 체제가 지원하는 재부팅을 나타내는 데 사용된다. 재시작 시 운영 체제는 재부팅을 시작하기 전에 모든 보류 중인 입출력(I/O) 작업을 정상적으로 종료한다.

하드웨어 재부팅(콜드 부팅, 콜드 리부트 또는 콜드 리스타트라고도 함)은 컴퓨터의 전원을 의도적으로 껐다가 다시 켜는 것을 의미한다. 운영 체제에서 종료 절차를 실행할 기회가 없기 때문에, 부팅 중 디스크 캐시가 파일 시스템에 기록되지 않은 경우 데이터 손실 또는 오류가 발생할 위험이 있다. 컴퓨터를 다시 시작한 후 파일 시스템이 비정상적인 상태일 수 있으므로, 디스크의 파일 시스템 구조에 대한 무결성 검사를 실행해야 한다. 최악의 경우, 오류가 운영 체제의 부팅에 필요한 파일에 영향을 미쳐 재부팅을 방해할 수 있다.

하드웨어 재부팅은 정전, 우발적인 사고, 시스템이 응답하지 않거나 심각한 오류에 대한 유일한 재설정 방법으로 사용될 수 있다. 또한 RAM에서 암호화 키에 접근하려는 침입자에게 사용되며, 이 경우 콜드 부팅 공격이라고 한다.[22] 콜드 부팅 공격은 대상이 되는 동적 램과 정적 램의 데이터 잔존 특성에 의존한다.[22] 전원이 꺼진 후에도 몇 초에서 몇 분 동안 메모리 내용을 읽을 수 있기 때문이다.

다른 종류의 재설정에서도 전원 손실 절차와 마찬가지로 운영 체제를 종료하는 경우가 있다. 예를 들면 다음과 같다.

  • 시스템 리셋 버튼에 의한 재설정
  • 이전 OS가 종료되지 않은 경우 IPL (Initial Program Load)
  • IBM 메인 프레임에서의 POR (:en:Power-on reset)


지속적이고 중복된 전원 공급은 중요한 시스템을 예상치 못한 전원 손실로 인한 재부팅 및 종료로부터 보호하기 위해 사용되기도 한다. 이러한 형태의 시스템에 대해서는 중복성 항목을 참조하라.

2. 4. 재시작 (Restart)

소프트웨어 재시작(웜 부팅이라고도 함)은 갑작스러운 전원 손실이나 하드웨어 기반 재설정을 일으키지 않고, 소프트웨어 제어 하에 컴퓨터를 표준적으로 재시작하는 데 필요하다.[1]

3. 원인

컴퓨터 시스템의 중복 전원 공급 장치는 예기치 않은 전원 손실의 위험을 줄여줍니다.


재부팅은 사용자의 의도나 예기치 않은 문제로 발생할 수 있다. 의도적인 재부팅은 문제 해결, 운영 체제 전환, 공격적 목적 등으로 수행될 수 있다.

예기치 않은 전원 공급 중단(예: 정전, 전원 공급 장치 고장, 배터리 소모)이 발생하면 전원이 복구될 때 콜드 부팅을 해야 한다. 일부 BIOS에는 정전 후 시스템을 자동으로 부팅하는 옵션이 있으며,[16][17] 무정전 전원 공급 장치(UPS), 백업 배터리 또는 이중화된 전원 공급 장치는 이러한 상황을 방지할 수 있다.

3. 1. 의도적인 재부팅

사용자는 다음과 같은 이유로 의도적인 재부팅을 수행할 수 있다.

  • '''문제 해결:''' 재부팅은 소프트웨어의 버그를 해결하는 기술로 사용될 수 있다. 예를 들어, 메모리 누수, 서버 과부하로 인한 리소스 과다 사용, 악성 코드 종료 등에 사용될 수 있다.[5] 이 방법은 문제의 근본 원인을 해결하지는 않지만, 시스템을 양호한 상태로 재설정하여 문제가 다시 발생할 때까지 일정 기간 동안 다시 사용할 수 있게 한다.
  • '''운영 체제 전환:''' 하이퍼바이저가 없는 멀티 부팅 시스템에서 설치된 운영 체제 간에 전환하려면 재부팅이 필요하다.
  • '''공격적:''' 콜드 재부팅 중에는 구성 요소의 전원이 손실되므로, 전원이 필요한 RAM과 같은 구성 요소는 저장된 데이터를 잃게 된다. 그러나 콜드 부팅 공격에서는 특수한 구성을 통해 RAM 디스크와 같은 시스템 상태의 일부를 재부팅 후에도 유지할 수 있다.[5]


의도적인 재부팅을 수행하는 방법은 다음과 같다.

  • '''수동, 하드웨어 기반:''' 전원 스위치 또는 리셋 버튼을 사용하여 시스템을 재부팅할 수 있다. 그러나 이렇게 하면 저장되지 않은 모든 데이터가 손실될 수 있다.
  • '''수동, 소프트웨어 기반:''' 컴퓨터 소프트웨어 및 운영 체제도 재부팅을 유발할 수 있다. 마이크로소프트 윈도우와 여러 유닉스 계열 운영 체제는 명령줄[6][7][8][9][10][11][12][13][14] 또는 GUI를 통해 종료할 수 있다.
  • '''자동화:''' 소프트웨어는 특정 시간과 날짜에 실행되도록 예약할 수 있다. 따라서 재부팅을 예약할 수 있다.[15]


시스템이나 하드웨어의 설정·변경을 적용하기 위해 설치 프로그램이 재시동을 요구하는 경우가 있다. 부팅 시에 읽어 들일 파일의 추가를 적용하기 위해 실행된다. 또한, 소프트웨어에 따라서는 재로그온으로 끝나는 경우도 있다.

3. 2. 전원 문제

정전, 전원 공급 장치 고장 또는 모바일 장치의 배터리 소모와 같이 예기치 않은 전원 공급 중단으로, 전원이 복구되면 시스템 사용자는 콜드 부팅을 수행해야 한다.[16][17] 일부 BIOS에는 정전 후 시스템을 자동으로 부팅하는 옵션이 있다.[16][17] 무정전 전원 공급 장치(UPS), 백업 배터리 또는 이중화된 전원 공급 장치는 이러한 상황을 방지할 수 있다.

3. 3. 무작위 재부팅 (Random Reboot)

"무작위 재부팅"은 사용자에게 바로 드러나지 않는 원인으로 인해 시스템 충돌 후 예기치 않게 재부팅되는 현상을 말한다. 이러한 충돌은 트리플 폴트와 같은 소프트웨어나 하드웨어 문제로 발생할 수 있다. 일반적으로 운영 체제의 예외 처리에서 처리되지 않는 링 0 오류나 하드웨어로 인한 비마스크 인터럽트 오류를 의미한다.

시스템은 정전, 치명적인 시스템 오류, 커널 패닉 등의 상황 이후 자동으로 재부팅되도록 설정될 수 있다. Windows NT 계열 운영 체제(Windows NT 3.1부터 Windows 7까지)는 블루 스크린(BSOD) 오류 메시지 대신 즉시 다시 시작되도록 하는 옵션을 제공하며, 일부 버전에서는 이 옵션이 기본적으로 활성화되어 있다. 커널에 장애가 발생하거나 시스템 메모리에 문제가 발생하면 블루 스크린이 표시되고 강제로 재부팅되는 경우가 있다.

4. 하이버네이션 (최대 절전 모드)

ACPI 도입으로 운영 체제는 하드웨어 전원 관리 기능을 더 효과적으로 제어할 수 있게 되었다. ACPI를 통해 최신 운영 체제는 다양한 전원 상태를 관리하여 절전 및 최대 절전 모드를 사용할 수 있다. 최대 절전 모드는 시스템을 끄고 다시 켜는 과정을 포함하지만, 운영 체제가 처음부터 시작하지 않으므로 재부팅과는 다르다.[1]

5. 시뮬레이션된 재부팅

소프트웨어를 이용해 재부팅을 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 장난 목적으로 사용되는 Sysinternals BlueScreen 유틸리티나, (처음에는 우려될 수 있지만) 엔터테인먼트를 위한 XScreenSaver "해킹"의 일부 모드가 있다. 악성 코드는 컴퓨터 사용자를 속여 악의적인 목적을 달성하기 위해 재부팅을 시뮬레이션하기도 한다.

마이크로소프트 App-V 시퀀싱 도구는 사용자를 위한 가상화된 소프트웨어 패키지를 만들기 위해 설치 프로그램의 모든 파일 시스템 작업을 캡처한다. 시퀀싱 과정의 일부로, 설치 프로그램이 재부팅을 필요로 할 때 이를 감지하고 트리거된 재부팅을 중단한 다음 서비스를 다시 시작하고 라이브러리를 로드/언로드하여 필요한 재부팅을 시뮬레이션한다.[18]

6. 윈도우의 편차 및 레이블링 비판

윈도우 8 및 윈도우 10은 기본적으로 최대 절전 모드와 유사한 "빠른 시작"(빠른 부팅) 기능을 사용한다. 이 기능은 컴퓨터를 종료하고 다시 시작하는(콜드 재부팅) 사용자에게 혼란을 야기하는 등 여러 문제를 일으킬 수 있다.[19][20][21]

7. 유닉스 계열 OS의 reboot 명령어

유닉스 계열 OS에서 '''reboot'''는 시스템 재시작을 지시하는 명령어이다. 동일한 종류의 제어 명령어에는 shutdown, halt, fasthalt, fastboot 등이 있으며, OS, 배포판 등에 따라 사용할 수 있는 명령어 및 옵션에 미세한 차이가 있다. fastboot를 사용할 수 있는 환경에서는 reboot와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 둘 다 shutdown -r -q -f now와 같은 의미가 된다.

Linux에서 사용되는 reboot 명령어의 옵션 예시는 다음과 같다.

reboot 명령어
옵션효과
-n재부팅 또는 정지 전에 동기화를 수행하지 않는다.
-w실제로 재부팅 또는 정지하지 않고, /var/log/wtmp에 시스템 정지 기록만 쓴다.
-dwtmp 레코드에 쓰기를 수행하지 않는다. (-n 옵션은 -d를 포함한다.)
-f강제로 정지 또는 재부팅을 수행하고 shutdown(8)을 호출하지 않는다.
-i정지 또는 재부팅 후에 모든 네트워크 인터페이스를 셧다운한다.


참조

[1] 웹사이트 Using CTRL+ALT+DEL key combination to open Windows Security opens Task Manager http://support.micro[...] Microsoft 2006-01-15
[2] 웹사이트 Why is Control-Alt-Delete the secure attention sequence (SAS)? http://blogs.msdn.co[...] MSDN Blogs 2005-01-24
[3] 웹사이트 Boot Persistence Terminology http://blogs.msdn.co[...] Microsoft 2005-06-22
[4] 웹사이트 Did you reboot http://www.wedebugyo[...] WeDebugYou
[5] 간행물 Jram-3 Rivals Persyst Stretch In RAM Race of Add-On Boards https://books.google[...] 1985-10-28
[6] 웹사이트 shutdown https://learn.micros[...] 2023-10-05
[7] 웹사이트 Stop-Computer https://learn.micros[...]
[8] 문서 shutdown Darwin
[9] 문서 shutdown DragonFly BSD
[10] 문서 shutdown FreeBSD
[11] 문서 shutdown Linux
[12] 문서 shutdown NetBSD
[13] 문서 shutdown OpenBSD
[14] 문서 shutdown Solaris
[15] 서적 Network Warrior O'Reilly Media
[16] 웹사이트 AsRock 775i65G User Manual ftp://europe.asrock.[...]
[17] 웹사이트 Supermicro C7Q67 User's Manual ftp://ftp.supermicro[...]
[18] 웹사이트 Microsoft App-V 4.6 SP1 Sequencing Guide http://download.micr[...]
[19] 웹사이트 The Pros and Cons of Windows 10's "Fast Startup" Mode https://www.howtogee[...] 2016-03-03
[20] 웹사이트 Windows 8: Fast Boot https://blogs.msdn.m[...] 2012-12-14
[21] 웹사이트 Distinguishing Fast Startup from Wake-from-Hibernation https://docs.microso[...] 2021-12-15
[22] 논문 Lest We Remember: Cold Boot Attacks on Encryption Keys http://citp.princeto[...] Princeton University 2008-02-21


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