Yocto 프로젝트를 이용한 상용화 준비

상용화 제품을 개발하는 과정에서 Yocto 프로젝트는 필수적으로 준비해야 할 중요한 요소들을 제공한다. 이 섹션에서는 그 준비 과정을 상세히 설명한다.

빌드 환경 설정

상용화를 준비할 때 가장 먼저 해야 할 일은 일관되고 안정적인 빌드 환경을 설정하는 것이다. 빌드 환경은 호스트 시스템의 설정과 Yocto 프로젝트의 설정을 포함한다.

호스트 시스템 구성

Yocto 프로젝트는 여러 호스트 운영 체제에서 동작하지만, 공식적으로 지원하는 운영 체제에서 작업하는 것이 가장 바람직한다. 일반적으로 지원되는 호스트 운영 체제는 다음과 같다:

Ubuntu
CentOS
Debian
Red Hat Enterprise Linux

다음은 Ubuntu 20.04 LTS에서 빌드 환경을 설정하는 예제이다:

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y git gawk wget diffstat unzip texinfo gcc-multilib \
  build-essential chrpath socat cpio python3 python3-pip python3-pexpect \
  xz-utils debianutils iputils-ping

Yocto 리포지토리 클론 및 설정

Yocto 프로젝트를 시작하기 위해 필요한 소스 코드를 클론한다. 이는 보통 poky 리포지토리에서 시작하며, repo 도구를 이용해 여러 레이어를 정리할 수도 있다.

git clone git://git.yoctoproject.org/poky
cd poky
git checkout -b <branch-name>

레이어 관리

Yocto 프로젝트는 레이어 구조를 통해 확장성과 모듈성을 제공한다. 상용화 제품 개발 시에는 다음과 같은 레이어들을 고려할 수 있다:

메타 레이어 (Base layers): 기본 빌드 시스템과 도구들.
보드 지원 패키지 (Board Support Packages, BSPs): 특정 하드웨어에 대한 지원.
멀티미디어- 레이어 (Multimedia layers): 오디오, 비디오 코덱 및 플레이어.
UI 레이어 (UI layers): 사용자 인터페이스 구성 요소.

메타 레이어를 추가하기 위해서는 bitbake-layers 명령을 이용한다:

bitbake-layers add-layer <layer-path>

커스터마이제이션 및 튜닝

상용화 제품으로 개발하기 위해 소스 코드와 빌드 설정을 커스터마이징 해야 한다. 이는 이미지 레시피, 패키지 그룹, 그리고 빌드 설정 파일(node.conf, local.conf, bblayers.conf 등)을 수정하여 수행할 수 있다.

이미지 레시피

이미지 레시피는 최종 제품에서 실행될 소프트웨어 구성 요소를 정의한다. 예를 들어, core-image-minimal을 기반으로 한 커스텀 이미지를 생성하려면 다음과 같은 이미지를 작성할 수 있다:

DESCRIPTION = "My custom image"
IMAGE_INSTALL = "package1 package2 package3"
LICENSE = "MIT"

inherit core-image

설정 파일 튜닝

local.conf: 빌드 설정을 개인화한다. 예를 들어, 빌드 디렉토리, 병렬 빌드의 수, 머신 타입 등을 정의한다.
bblayers.conf: 사용하고자 하는 모든 레이어를 이 파일에 추가한다.
machine.conf: 특정 하드웨어의 설정을 변경하고 싶을 때 수정한다.

BB_NUMBER_THREADS ?= "8"
PARALLEL_MAKE ?= "-j 8"
MACHINE ?= "my-hardware"

보안

상용 제품의 보안을 보장하기 위해 몇 가지 중요한 것들을 고려해야 한다:

패키지 관리자와 시스템 업데이트: 지속적인 업데이트와 보안 패치를 위해 OTA(Over-The-Air) 업데이트 시스템을 구현한다.
지속적인 통합/배포(CI/CD): Jenkins, GitLab CI/CD 같은 툴을 이용해 지속적인 빌드와 배포 파이프라인을 설계한다.
서드파티 보안 툴: Yocto 프로젝트가 지원하는 다양한 서드파티 보안 툴을 활용해 보안성을 강화한다. 예를 들어, OpenSCAP을 이용한 보안 감사 등이 있다.

Yocto 프로젝트의 설정과 커스터마이제이션 단계를 완료했다면, 이제 상용 제품 개발에 필요한 소프트웨어 빌드 프로세스를 시작할 준비가 완료되었다. 다음 단계는 템플릿 구성, 소프트웨어 컴포넌트 통합, 하드웨어 인터페이스 테스트 등이다.

배포 및 관리

상용 제품이 완성되면 이를 배포하고 관리하는 단계가 중요하다. Yocto 프로젝트는 다양한 배포 메커니즘과 관리 툴을 지원한다.

OTA(Over-The-Air) 업데이트

OTA 업데이트는 상용 제품의 유지보수와 보안 패치에 필수적이다. Yocto 프로젝트는 여러 개의 OTA 업데이트 솔루션을 지원한다:

RAUC (Robust Auto Update Controller): RAUC는 Yocto 프로젝트에서 사용 가능한 강력한 업데이트 도구이다.

IMAGE_INSTALL_append = " rauc"

RAUC를 설정한 후, rauc.service를 시스템 서비스로 활성화한다.

Mender: Mender는 Yocto 프로젝트와 쉽게 통합될 수 있는 상용 OTA 업데이트 솔루션이다.

git clone https://github.com/mendersoftware/meta-mender.git
cd meta-mender

소스 코드를 클론한 후, 필요한 레이어를 bblayers.conf에 추가하고 local.conf 파일에 Mender 설정을 추가한다.

원격 관리

상용 제품의 원격 관리는 시스템의 원격 접근, 모니터링 및 제어를 가능하게 한다. 다음은 원격 관리에 사용하는 몇 가지 도구이다:

SSH: Secure Shell(SSH)은 가장 기본적인 원격 접근 방법이다. Yocto 이미지에 openssh 패키지를 포함하여 사용한다.

IMAGE_INSTALL_append = " openssh"

Ansible: Ansible은 강력한 구성 관리 도구이다. 이를 통해 여러 대의 장치를 효율적으로 관리할 수 있다.

성능 최적화

상용 제품의 성능을 최적화하기 위해 Yocto 프로젝트에서 다양한 기법을 활용할 수 있다.

빌드 최적화

패키지 제거: 필요 없는 패키지를 제거하면 빌드 시간이 단축되고 이미지 크기가 줄어든다.

IMAGE_INSTALL_remove = "package1"

컴파일러 최적화: local.conf 파일에서 컴파일러 최적화 옵션을 설정할 수 있다.

TUNE_FEATURES_append = " optimize-cpu"

실행 시간 최적화

서비스 최적화: 시스템 시작 시 불필요한 서비스를 비활성화하여 부팅 시간을 단축시킬 수 있다.

systemctl disable unused.service

캐시 사용: 디스크 I/O 성능을 높이기 위해 캐시를 활용한다.

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

제품 테스트

상용 제품의 신뢰성을 보장하기 위해 철저한 테스트를 수행해야 한다. Yocto 프로젝트는 다양한 테스트 프레임워크를 지원한다.

자동화 테스트

Yocto 프로젝트는 Bitbake를 이용한 자동화 테스트를 지원한다. 이를 통해 각 빌드마다 테스트를 자동으로 실행할 수 있다.

bitbake -c testimage core-image-minimal

하드웨어 인터페이스 테스트

물리적 하드웨어와의 인터페이스를 테스트하기 위해서는 실제 하드웨어 플랫폼에서의 테스트가 필요하다. 이를 위해 다양한 하드웨어 테스트 툴을 사용할 수 있다.

Robot Framework: 하드웨어 인터페이스 테스트를 지원하는 오픈 소스 테스트 자동화 프레임워크이다.
LAVA (Linaro Automated Validation Architecture): Yocto 프로젝트와 통합할 수 있는 하드웨어 테스트 자동화 도구이다.

문서화 및 지원

상용화를 위해서는 사용자 매뉴얼, 설치 가이드, API 문서 등 다양한 문서화가 필요하다. 이는 제품의 신뢰도와 사용자 경험을 높이는 데 중요한 역할을 한다.

Doxygen: 소스 코드 주석을 이용해 API 문서를 자동으로 생성한다.
Sphinx: 설치 가이드나 사용자 매뉴얼을 작성하고 빌드할 수 있는 강력한 도구이다.

pip install sphinx
sphinx-quickstart

이와 같은 과정을 통해 제품을 상용화 준비를 마치게 된다. 완전하게 문서화된, 최적화된, 신뢰성 있는 상용 제품을 만들기 위한 모든 단계가 이제 완료되었다.