이 책을 읽는 모든 IT 엔지니어 독자들께,

이 책은 마이크로소프트의 테크니컬 펠로우(Technical Fellow, 마이크로소프트의 CVP(부사장급)으로서 현재 23명이 있음)로서 수많은 sysinternals tools를 개발하고 전 세계의 IT 엔지니어들에게 문제 해결에 큰 도움을 주고 있는 마크 러시노비치가 대표 저자로서 집필한 책으로 윈도우 아키텍처의 핵심을 기술하고 있습니다. 윈도우 운영체제에 대해 깊이 있는 통찰을 전해주는 고급 IT 엔지니어를 위한 책으로서, 문장 하나하나가 모두 소스코드에 기반을 둔 내용들이므로 윈도우에 경험이 있고 개발 경력이 있는 분이라면 이해 하기에 전혀 어려움이 없을 것입니다. 따라서, 윈도우를 정복하고자 하는 모든 분께 이 책은 가히 현존하는 최고의 책이라고 할 수 있습니다.

저는 이 책의 원본인 『Windows Internals 5th Edition』의 핵심 테크티컬 리뷰어(core technical reviewer)로서 근 1년간 참여한 바 있습니다. 마이크로소프트 운영체제인 윈도우 서버 2008(Windows Server 2008)과 비스타(Vista)에 대해 개발자나 IT 엔지니어들이 정확하고 깊이 있는 지식을 얻도록 영어 문장 하나 하나에 심혈을 기울여 많은 의견을 이 책의 저자들인 마크 러시노비치(Mark Russinovich)나 데이비드 솔로몬(David Solomon)에게 보냈던 기억이 엊그제 같은데 벌써 한국어판 버전이 나오게 된 데 매우 기쁘게 생각합니다.

저 또한 이 책의 열렬한 독자이면서 기술 감수자(tech reviewer)로서 그리고 지난 10년 이상 마이크로소프트 사에 근무하면서 수많은 디버깅과 덤프 분석을 통해서 깊이 있는 윈도우 지식을 얻을 수 있었습니다. 그 지식을 바탕으로 조금이나마 이 책의 원저자들에게 도움이 되지 않았을까 싶습니다.

보안과 윈도우 운영체제의 전문가들인 훌륭한 역자들이 심혈을 기울여 번역해주신 역자들께 진심으로 감사의 말씀을 전하며, 개발자 여러분과 함께 이 책의 출간을 다시 한 번 축하합니다.

- 김관현, 마이크로소프트 Escalation Engineer


『Windows Internals 제5판』 서문을 작성하게 돼 기쁘고 영광으로 생각합니다. 이전판 이후에 윈도우에는 중요한 변화가 많았습니다. 데이비드, 마크, 알렉스는 변경된 사항을 언급하기 위해 책을 훌륭하게 수정했습니다. 『Windows Internals』를 처음 접하거나 커널 개발에 오랜 경험이 있더라도 이 책에서 운영체제 설계의 일반적인 원리뿐만 아니라 윈도우의 핵심 메커니즘의 이해도를 높이는 데 도움을 주는 자세한 분석과 예제를 보게 될 것입니다.

오늘날 윈도우는 컴퓨팅 세계에서 전례가 없이 넓고 깊게 퍼져있습니다. 오리지널 윈도우 NT 설계의 변종은 X박스 게임 콘솔에서부터 데스크톱과 노트북 컴퓨터, 수십 개의 프로세서와 페타바이트(petabyte) 스토리지를 가진 서버 클러스터에 이르기까지 모든 곳에서 동작합니다. 운영체제 설계에 있어 흥미롭고 혁신적인 많은 영역을 제공하기 위해 하이퍼바이저와 64비트 컴퓨팅, 멀티코어(multicore)와 다중 코어(many-core) 프로세서 디자인, 플래시 기반 스토리지, 무선과 피어투피어 네트워킹 같은 진화를 계속하고 있습니다.

이런 혁신적인 분야 중 하나는 보안입니다. 지난 10년에 걸쳐 컴퓨팅 산업 전체(그리고 부분적으로는 마이크로소프트)는 거대한 신종 위협에 직면해왔고 보안은 많은 고객에게 있어 최우선 과제였습니다. 블래스터(Blaster)와 새서(Sasser) 같은 공격은 전체 인터넷을 위협했고, 윈도우는 태풍의 눈에 해당했습니다. 더 이상 일을 평범하게 할 여유가 없음은 명확했습니다. 윈도우에 들어간 많은 편리성이나 단순화된 기능들이 사악한 목적으로 윈도우를 공격하는 데 부메랑처럼 사용됐습니다. 먼저, 악명을 높이기 위해 십대 해커들이 시스템 내로 침입하거나 단체의 웹 사이트에 낙서를 추가했습니다. 그러나 곧바로 공격은 격렬해졌고 언더그라운드로 들어갔습니다. 해커는 좀 더 교묘해졌고 조사를 피해 갔습니다. 요즘은 좀처럼 뉴스에서 바이러스나 웜에 대해 다루지 않습니다. 그러나 분명한 것은 타겟화된 공격을 통한 봇넷과 인증 도용을 식별하는 것은 오늘날 산업과 정부 첩보활동에 있어 큰 비즈니스입니다.

2002년 1월, 빌 게이츠는 지금은 유명해진 '신뢰할 수 있는 컴퓨팅' 메모를 모든 마이크로소프트 임직원에게 보냈습니다. 그 메모는 향후 어떻게 소프트웨어를 개발하고 비즈니스를 수행할 것인지에 대해 공감할 수 있는 방향을 제시하고 있었습니다. 거의 윈도우 엔지니어링 팀 전체가 윈도우 XP SP2에 집중했습니다. 이 서비스 팩은 거의 대부분이 운영체제의 보안 향상에 중점을 뒀습니다. 보안 개발 라이프사이클(Security Development Lifecycle, SDL)이 개발됐고 모든 마이크로소프트 제품, 특히 보안을 지상 최? 과제로 설계된 첫 번째 운영체제인 윈도우 비스타에 적용됐습니다. SDL은 보안 소프트웨어 개발에 대해 엄격한 가이드라인과 절차를 명확히 하고 있습니다. 소스코드에서부터 시스템 바이너리와 일반적인 취약점에 대한 네트워크 프로토콜에 이르기까지 모든 것을 검사할 수 있는 복잡한 툴이 개발됐습니다. 새로운 보안 취약점이 발견될 때마다 분석되고, 잠재적인 공격 벡터를 다룰 수 있는 해결책이 개발됐습니다. 윈도우 비스타는 출시된 지 2년이 지났고 그것은 지금까지의 윈도우 중 가장 안전한 버전입니다. 실제로 일부 산업 분석가는 오늘날 판매되고 있는 다목적 운영체제 중 가장 안전한 운영체제라고까지 언급했습니다.

윈도우 팀은 과거 수년 동안 지속적으로 혁신해 왔습니다. 윈도우 XP와 윈도우 서버 2003, 윈도우 서버 2003 R2, 윈도우 XP SP2, 윈도우 비스타, 윈도우 서버 2008, 하이퍼-V는 훌륭한 여러 윈도우 제품군과 마찬가지로 모두 주요 업적이자 커다란 성공이었습니다.

솔직히 이보다 더 흥미 있고 도전적인 주제는 생각할 수가 없습니다. 이보다 더 권위 있고 잘 써진 책을 생각할 수도 없습니다. 데이비드, 마크, 알렉스는 윈도우 아키텍처를 철저히 분석하고 체험 학습을 위한 진단 도구를 준비했습니다. 우리 모두가 윈도우에서 작업하는 것을 즐기는 것처럼 윈도우에 대해 읽고 배우는 것을 즐길 수 있기를 희망합니다.

Ben Fathi
마이크로소프트 윈도우 코어 개발 부사장

격변하는 기술의 흐름 속에서 윈도우 NT가 처음 세상에 출현한 1993년 이래로 이 책의 시리즈도 함께 시작되어 벌써 5판 째를 맞이한다. 개인용 PC와 서버를 아우르는 윈도우 운영체제의 방대하고도 심도 있는 주제를 이보다 잘 다룬 출판물은 아마도 당분간은 보기가 힘들 것이다.

이번 제5개정판의 내용을 알아보기 전에 먼저 일련의 이들 시리즈에서 주요 변경 사항을 간략히 살펴보자. 윈도우 NT4.0을 토대로 David Solomon에 의해 1998년에 집필된 『인사이드 윈도우 NT』는 이 시리즈의 제2개정판으로서 NT 4.0에 추가된 여러 기능을 다뤘다. 즉, 그래픽 엔진을 위한 클라이언트/서버 모델이 구현됐으며 대부분의 USER 및 GDI 구성 요소를 커널모드로 이동해 성능향상을 꾀했다.

윈도우 2000을 대상으로 데이비드 솔로몬과 마크 러시노비치에 의해 집필된 『인사이드 윈도우 2000』은 제3판으로서 잡(Job)에 대한 개념이 소개됐고, 시스템의 시작과 셧다운에 대한 설명, 플러그앤플레이 및 전원 관리자의 기능, 윈도우 관리도구(WMI), 스토리지 관리, 네트워킹에 대한 내용이 추가됐다.

윈도우 XP와 윈도우 서버 2003을 대상으로 마크와 데이비드에 의해 작성된 『마이크로소프트 윈도우 인터널』은 제4판으로서 크래시 덤프 분석에 관한 내용이 신규로 추가됐으며 IA-64와 x64에 대한 메모리 관리 메커니즘과 Wow64에 대한 개념도 또한 소개됐다.

윈도우 비스타를 대상으로 데이비드와 마크, 알렉스가 작성한 제5판인 본 책은 '커널 패치 보호', 새로운 드라이버 모델인 KMDF와 UMDF를 소개하고 또한 보안적인 측면에서 사용자 계정 제어(UAC)를 다루며 스토리지 관리에 있어서 비트라커(BitLocker)의 기능, 멀티프로세서에서의 향상된 스레드 스케줄링 기법, 네트워크 주제로 윈도우 필터링 플랫폼(WFP) 등을 새롭게 소개한다.

앞서 기술한 이런 기술적 항목은 지난 10여 년 동안 PC 시장의 컴퓨팅 환경을 주도해온 기술이며 트렌드다. 이런 기술들을 익히고 하나씩 습득하노라면 이들 기술의 흐름을 선도하고 항상 개척하는 마이크로소프트의 경이적인 노력과 장인 정신을 엿볼 수 있는 대목이기도 하다.

IT 분야에서 프로그램에 종사하는 모든 개발자라면(반드시 윈도우 운영체제가 아니어도 좋다) 관련 기술들의 개념을 숙지하는 것만으로도 어느 분야에 종사하든지 당신이 성숙된 개발자로서 나아가는 데 크나큰 밑거름이 될 것이라고 확신한다.

대표 역자 김점갑

★ 저자 서문 ★

『Windows Internals 제5판』은 윈도우 비스타와 윈도우 서버 2008 운영체제의 핵심 컴포넌트가 내부적으로 어떻게 동작하는지를 이해하고자 하는 고급 컴퓨터 전문가(개발자와 시스템 관리자 모두)를 위한 책이다. 이 지식을 통해 개발자는 윈도우 플랫폼에서 애플리케이션을 개발할 때 설계 옵션에 대한 근거를 더 잘 이해할 수 있다. 이런 지식은 복잡한 문제를 디버깅할 때 개발자를 도울 수 있다. 이 정보는 시스템 관리자에게도 도움이 된다. 이면에서 운영체제가 어떻게 동작하는지 이해하고 있으면 시스템의 동작 성능을 이해하기 쉽고, 뭔가 잘못됐을 때 시스템 문제에 대한 트러블슈팅을 좀 더 쉽게 할 수 있다. 이 책을 읽은 후 윈도우가 어떻게 동작하는지, 그리고 왜 그렇게 하는지 좀 더 잘 이해하게 될 것이다.

윈도우의 동작 기전을 이해하는 데 필요한 자세한 내부 구조와 아키텍처 완벽 가이드. 운영체제의 핵심 컴포넌트가 내부적으로 어떻게 동작하는지를 이해하고자 하는 개발자와 시스템 관리자 등 고급 컴퓨터 전문가 모두를 위한 책. <br/><br/>세계적으로 유명한 윈도우 내부 전문가들이 윈도우 운영체제 핵심 컴포넌트들의 내부 동작 방식을 설명한다. 제 5 개정판에서는 윈도우 서버 2008과 윈도우 비스타 관련 전체 내용이 업데이트됐고, 실제 윈도우 내부 동작을 확인할 수 있는 실습 등 시스템 디자인 아키텍처의 핵심과 디버깅, 성능과 관련된 내용들이 수록돼 있다.<br/><br/>이 책에서 다루는 내용 <br/><br/>[윈도우 구조와 커널 완벽 해부]<br/>■ 객체 관리자에서부터 레지스트리까지 핵심 시스템과 관리 메커니즘의 동작 기전<br/>■ 커널 디버거 등의 툴을 이용해 내부 시스템 데이터 구조체 들여다 보기<br/>■ 스케줄러 우선순위와 CPU 교체 정책 알고리즘 <br/>■ 윈도우가 물리 메모리와 가상 메모리를 어떻게 다루는지 이해한다.<br/>■ 윈도우 네트워킹과 관련된 API, 프로토콜 드라이버, 네트워크 어댑터 드라이버 등 네트워킹 스택<br/>■ 파일 시스템 액세스 문제와 시스템 부팅 관련 문제 해결<br/>■ 크래시 분석 방법<br/><br/>이 책의 구성 <br/><br/>1장과 2장('개념과 도구'와 '시스템 아키텍처')은 각종 정의와 용어 설명, 그리고 이 책의 전반에 걸쳐 사용되는 개념의 기반을 제시한다. 3장과 4장('시스템 메커니즘'과 '관리 메커니즘')은 시스템의 핵심 메커니즘을 설명한다. 5장에서부터 12장까지는 운영체제의 핵심 컴포넌트(프로세스와 스레드, 잡, 보안, I/O 시스템, 스토리지 관리, 메모리 관리, 캐시 관리자, 파일 시스템, 네트워킹)를 설명한다. 마지막 13장과 14장은 시작과 종료 절차와, 크래시 덤프 분석을 다룬다.