NetBSD용 Cells: 커널 기반 경량 격리 시스템

NetBSD용 Cells는 아직 초기 단계지만 꾸준히 성숙해가고 있는 경량 격리 시스템입니다. chroot 같은 단순한 격리 방식과 Xen 같은 완전한 가상화 플랫폼 사이의 간극을 채워주거든요.

이 프로젝트는 단일 호스트에서 여러 워크로드를 다음과 같은 기능으로 실행합니다:

• 강력한 프로세스 격리
• 시스템 강화 프로필
• 감시형 서비스 실행
• 통합된 생명주기 관리
• 중앙식 로깅
• 스냅샷 기반 메트릭 수출

설계 철학: NetBSD 네이티브

가장 중요한 특징은 완전히 NetBSD 네이티브라는 점입니다. 격리와 정책 집행이 커널 보안 프레임워크에 내장되어 있지, 별도의 런타임 레이어에 위임되지 않아요.

Linux 컨테이너 생태계를 복제하려는 게 아닙니다. 대신 최소한의 의존성으로 명확한 운영 경계를 가진, 외부 제어 서비스가 없는 초점화된 운영 모델을 제공하는 걸 목표로 합니다.

물론 커널 기반 격리인 만큼, 보안은 커널의 정확성에 달려 있습니다. 더 강력한 신뢰 분리가 필요하면 Xen 같은 가상화를 여전히 고려해야 해요.

결국 이 프로젝트는 NetBSD 관리 워크플로우에 자연스럽게 들어맞는 실용적인 엔드-투-엔드 격리 스택으로 진화하고 있습니다.

핵심 컴포넌트

secmodel_cell

• 커널 보안 모델로, 셀 식별, 정책 집행, 스냅샷 텔레메트리를 담당합니다.

cellctl

• create/destroy/exec 작업과 커널 인터페이싱 스냅샷을 위한 저수준 런타임 어댑터입니다.

cellmgr

• 원하는 상태의 매니페스트, 런타임 조정, apply 계획, 백업 워크플로우를 관리하는 호스트 측 제어 평면입니다.

cellui

• 선택사항인 대화형 TUI로, 지속적인 IPC 브리지를 통해 cellmgr 데이터와 작업을 소비합니다.

Cells for NetBSD는 정책, 관찰성, 일상 운영을 균형있게 강조하면서 실용적이고 운영자 친화적인 격리에 집중합니다.

커널 격리의 기초: secmodel_cell

secmodel_cell은 이 시스템의 집행 핵심입니다.

셀 식별과 프로세스 경계는 커널에서 강제됩니다. 셀 간 프로세스 검사와 신호 전달이 차단되고, 스냅샷 텔레메트리도 같은 집행 계층에서 생성되죠.

강화된 접근 프로필

보안 프로필(low, medium, high)은 각 셀별로 호스트에 미치는 작업을 제한합니다.

• mount 같은 특권 작업과 호스트 상태 조작을 제한합니다
• 강화 정책이 명시적이고 셀별 설정에서 감시 가능하게 유지됩니다

호스트 중심 네트워킹과 포트 소유권

셀들은 설계상 호스트 네트워크 스택을 공유합니다. 호스트의 라우팅, 방화벽, 인터페이스 워크플로우는 단순하게 유지되죠.

예약된 포트는 셀마다 할당되어 우발적인 충돌을 방지하고, 커널 수준의 소유권 검사가 서비스 경계를 보호합니다.

내장 감시자와 로깅

포그라운드 워크로드는 호스트에 보이는 감시 하에서 실행됩니다.

• 백오프 재시작과 결정론적 생명주기 제어가 자동으로 작동합니다
• 운영자와 프로세스 트리 사이에 숨겨진 런타임 데몬이 없습니다
• stdout/stderr이 syslog로 포워딩되어 호스트 레벨의 중앙식 로그가 형성됩니다

런타임 텔레메트리

셀은 모니터링과 진단을 위한 경량 런타임 텔레메트리를 제공합니다.

• CPU 틱 (1초 델타와 롤링 10초 평균)
• 프로세스 수와 참조 카운트
• 샘플링된 가상 메모리 크기와 나이

cellctl list와 cellctl stats로 접근 가능하며, Prometheus 친화적인 출력도 포함합니다.

통합 볼륨 관리

영속 데이터는 임시 런타임 오버레이 상태와 별개의 1급 객체인 볼륨으로 관리됩니다.

• 서비스 런타임과 내구성 있는 데이터가 명확히 분리됩니다
• 셀별 볼륨 마운트가 예측 가능한 대상과 모드 제어로 명시됩니다
• 셀을 교체하거나 재구성, 조정할 때 생명주기 작업이 더 안전해집니다

내장 백업과 복원

백업 워크플로우는 사후 대응이 아니라 핵심 도구 체인의 일부입니다.

• 영속 데이터를 위한 볼륨 백업/복원
• 런타임 파일시스템 상태를 위한 셀 오버레이 백업/복원
• 파괴적인 복원과 삭제 경로에 대한 안전 검사와 확인 게이트

셀 플릿 운영하기: cellmgr

cellmgr은 원하는 상태와 런타임 상태를 아우르는 통합 호스트 측 제어 평면입니다.

• 모듈/설정/베이스 레이아웃 준비를 위한 부트스트랩 워크플로우
• 셀과 볼륨을 위한 지속적인 매니페스트 기반 설정
• 일관된 읽기 및 생명주기 워크플로우 (list|show|fields, create|set|start|stop|restart)
• 상태 검사와 드리프트 처리를 포함한 apply를 통한 선언형 수렴

스타일 있게 셀 관리하기: cellui

cellui는 cellmgr 작업 위에 빠른 대화형 TUI 레이어를 추가합니다.

• wscons는 물론 xterm에서도 실행됩니다
• 셀, 스토리지, 헬스, 백업에 대한 즉각적인 운영 개요를 제공합니다
• 일상적인 타이핑을 줄이면서도 제어를 명시적이고 투명하게 유지합니다
• 당신을 바로 80년대로 전송해줄 정성들인 테마 컬렉션도 포함되어 있습니다 ;-)

통합된 스택

이 모든 것이 합쳐져서 커널 집행부터 일상 운영 UX까지 일관된 스택을 만듭니다. 하나의 모델, 하나의 도구 체인, 그리고 엔드-투-엔드 명확한 경계 말이에요.

실무 예제

이 섹션에서는 현재 cellmgr 명령 인터페이스를 사용한 최소한의 재현 가능한 워크플로우를 보여줍니다.

예제는 호스트를 부트스트랩한 뒤, 간단한 HTTP 서비스를 위한 셀 매니페스트를 만들고, 선언형 apply 계획을 추가하고, 런타임 상태를 수렴한 다음, 셀이 실행 중인지 확인합니다.

1단계: 호스트 통합 부트스트랩

호스트 통합을 초기화하고 베이스를 준비합니다.