실시간 시스템에서의 모니터링은 매우 중요하다. 실시간 커널 모니터링 도구는 시스템의 성능을 실시간으로 분석하고, 문제를 식별하며, 최적화에 도움을 준다. 아래는 실시간 커널 모니터링에 유용한 몇 가지 도구이다.

Ftrace

Ftrace는 리눅스 커널에 내장된 추적 도구로, 시스템 호출, 함수 호출, 인터럽트, 스케줄링 이벤트 등을 추적할 수 있다.

주요 기능

• 함수 추적: 특정 함수 호출을 추적하여 호출 순서와 시간을 분석한다.
• 스케줄러 추적: 스케줄링 이벤트를 추적하여 스레드 전환 정보를 제공한다.
• 인터럽트 추적: 인터럽트 발생 시점을 기록한다.

사용 방법

1. Ftrace를 활성화한다. bash echo function > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer
2. 추적할 함수를 설정한다. bash echo some_function > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter
3. 추적 결과를 확인한다. bash cat /sys/kernel/debug/tracing/trace

Perf

Perf는 리눅스 성능 분석 도구로, CPU 성능 카운터, 트레이스포인트, kprobes, uprobes 등을 활용하여 시스템 성능을 분석할 수 있다.

주요 기능

• CPU 프로파일링: CPU 사용량을 분석하여 병목 지점을 식별한다.
• 캐시 분석: 캐시 히트 및 미스 정보를 제공한다.
• 트레이스포인트: 특정 이벤트 발생 시점을 기록한다.

사용 방법

1. CPU 프로파일링을 시작한다. bash perf record -a
2. 프로파일링 결과를 분석한다. bash perf report

LatencyTOP

LatencyTOP는 시스템의 지연 시간을 추적하고 분석하는 도구이다. 시스템 콜, 락, 디바이스 드라이버 등에서 발생하는 지연 시간을 식별하여 실시간 성능 최적화에 도움을 준다.

주요 기능

• 지연 시간 측정: 시스템의 지연 시간을 실시간으로 측정한다.
• 지연 원인 분석: 지연을 유발하는 원인을 식별하고 분석한다.

사용 방법

1. LatencyTOP를 실행한다. bash sudo latencytop
2. 지연 원인과 시간을 분석한다.

Trace-cmd

Trace-cmd는 Ftrace를 보다 쉽게 사용할 수 있게 해주는 명령 줄 도구이다. 복잡한 추적 작업을 간편하게 수행할 수 있다.

주요 기능

• Ftrace 제어: Ftrace의 설정 및 제어를 간편하게 수행한다.
• 추적 데이터 저장: 추적 데이터를 파일로 저장하여 후속 분석에 활용한다.
• 다양한 출력 형식 지원: 텍스트, JSON 등 다양한 형식으로 출력할 수 있다.

사용 방법

1. 추적을 시작한다. bash trace-cmd start -p function

2. 추적을 중지하고 데이터를 저장한다. bash trace-cmd stop trace-cmd extract

3. 추적 데이터를 분석한다. bash trace-cmd report

KernelShark

KernelShark는 Ftrace와 Trace-cmd의 추적 데이터를 시각적으로 분석할 수 있는 GUI 도구이다. 다양한 필터링 및 시각화 기능을 제공하여 실시간 시스템 분석에 유용하다.

주요 기능

• 데이터 시각화: 추적 데이터를 그래픽으로 시각화한다.
• 필터링: 특정 이벤트나 함수를 필터링하여 분석한다.
• 타임라인 분석: 시간 흐름에 따른 이벤트를 분석한다.

사용 방법

1. Trace-cmd로 추적 데이터를 생성한다. bash trace-cmd record -e all
2. KernelShark에서 추적 데이터를 엽니다. bash kernelshark trace.dat

네트워크 모니터링 도구

실시간 시스템에서는 네트워크 성능 또한 중요하다. 네트워크 모니터링 도구는 네트워크 트래픽, 대기 시간, 패킷 손실 등을 분석하여 네트워크 성능을 최적화하는 데 도움을 준다.

Wireshark

Wireshark는 네트워크 프로토콜 분석 도구로, 실시간 네트워크 트래픽을 캡처하고 분석할 수 있다.

주요 기능

• 실시간 트래픽 캡처: 실시간으로 네트워크 트래픽을 캡처한다.
• 프로토콜 분석: 다양한 네트워크 프로토콜을 분석하여 상세 정보를 제공한다.
• 필터링: 특정 트래픽이나 프로토콜을 필터링하여 분석한다.

사용 방법

1. Wireshark를 실행한다.
2. 네트워크 인터페이스를 선택하고 캡처를 시작한다.
3. 캡처된 트래픽을 분석하고 필터링한다.

Iperf

Iperf는 네트워크 성능 테스트 도구로, 대역폭, 지연 시간, 패킷 손실 등을 측정할 수 있다.

주요 기능

• 대역폭 측정: 네트워크 대역폭을 측정한다.
• 지연 시간 측정: 네트워크 지연 시간을 측정한다.
• TCP/UDP 테스트: TCP와 UDP 프로토콜을 모두 지원한다.

사용 방법

1. 서버를 시작한다. bash iperf -s
2. 클라이언트에서 테스트를 수행한다. bash iperf -c <server_ip>

이 외에도 다양한 도구들이 있지만, 위에 소개한 도구들은 Preempt RT 실시간 시스템에서 주로 사용되는 핵심적인 모니터링 및 분석 도구들이다. 각 도구들은 고유한 기능과 강점을 가지고 있으므로, 목적에 맞게 적절히 활용하는 것이 중요하다.