리눅스 서버에 Apache Tomcat을 설치하고 WAR 파일을 배포하는 전체 과정을 단계별로 설명합니다. 이 튜토리얼은 Ubuntu 22.04와 CentOS 8 환경에서 Java 17과 Tomcat 10.1을 기준으로 작성되었으며, 실제 동작하는 코드 예제와 트러블슈팅 팁을 포함합니다. 초보 개발자도 쉽게 따라할 수 있도록 구성되었습니다.

1. 튜토리얼 개요

Apache Tomcat은 자바 기반의 웹 애플리케이션을 호스팅하기 위한 오픈소스 서블릿 컨테이너입니다. 이 가이드에서는 Tomcat 10.1 버전을 사용하여 WAR 파일을 배포하는 방법을 다룹니다. 지원 OS는 Ubuntu 22.04와 CentOS 8이며, 두 배포판 모두에서 테스트를 완료했습니다. 전체 프로세스는 다음과 같은 단계로 구성됩니다:

1. 사전 준비: Java 설치 확인, 방화벽 설정, WAR 파일 준비
2. Tomcat 설치: 패키지 관리자 사용 vs 바이너리 설치 방법 비교
3. 서비스 관리: systemd를 이용한 서비스 등록 및 자동 실행 설정
4. WAR 배포: webapps 디렉토리에 WAR 파일 복사 및 자동 배포 확인
5. 문제 해결: 404 에러, Java 버전 문제, 보안 정책 조정
6. 고급 설정: 모니터링 및 추가 학습 자료 제공

참고: 공식 문서에서는 Tomcat 10.1 다운로드 페이지에서 최신 버전을 확인할 수 있습니다. 또한 Oracle Java 17 설치 가이드를 참고하면 Java 설치에 도움이 됩니다.

2. 사전 준비 사항

2.1 Java 17+ 설치 확인

Tomcat 10.1은 Java 17 이상을 필수로 요구합니다. 다음 명령어로 Java 설치 상태를 확인하세요:

java -version

출력 결과가 17.x.x로 시작하지 않으면 Java 17을 설치해야 합니다. Ubuntu에서는 다음 명령어로 설치할 수 있습니다:

sudo apt update
sudo apt install openjdk-17-jdk -y

CentOS에서는:

sudo yum install java-17-openjdk-devel -y

설치 후 JAVA_HOME 환경 변수를 설정해야 합니다. Ubuntu/CentOS 공통 설정 방법:

echo 'export JAVA_HOME=$(readlink -f /usr/bin/java | sed "s:/bin/java::")' >> ~/.bashrc
echo 'export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

2.2 방화벽 설정

Tomcat 기본 포트는 8080입니다. SSH(22)와 Tomcat(8080) 포트를 열어주세요:

• Ubuntu:

  sudo ufw allow 22/tcp
  sudo ufw allow 8080/tcp
  

• CentOS:

  sudo firewall-cmd --permanent --add-port=22/tcp
  sudo firewall-cmd --permanent --add-port=8080/tcp
  sudo firewall-cmd --reload
  

2.3 WAR 파일 준비

샘플 WAR 파일이 없다면 Spring Boot 프로젝트를 생성해 테스트용 WAR를 만들 수 있습니다. 다음 pom.xml을 사용하세요:

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.example</groupId>
  <artifactId>demo</artifactId>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <packaging>war</packaging>
  <parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.1.5</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
  </parent>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
      <exclusions>
        <exclusion>
          <groupId>org.springframework.boot</groupId>
          <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
      </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
      <scope>provided</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>jakarta.servlet</groupId>
      <artifactId>jakarta.servlet-api</artifactId>
      <version>6.0.0</version>
      <scope>provided</scope>
    </dependency>
  </dependencies>
  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

그리고 간단한 컨트롤러 클래스를 작성하세요:

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.web.servlet.support.SpringBootServletInitializer;
import org.springframework.boot.builder.SpringApplicationBuilder;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
public class HelloController extends SpringBootServletInitializer {
    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application) {
        return application.sources(HelloController.class);
    }
    
    @GetMapping("/")
    public String home() {
        return "Hello from Tomcat!";
    }
}

Maven으로 WAR를 빌드하려면:

mvn clean package

생성된 WAR 파일은 target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.war에 위치합니다.

3. 단계별 설치 및 배포

3.1 Tomcat 설치 방법 비교

Tomcat 설치에는 두 가지 주요 방법이 있습니다:

1. 패키지 관리자 사용 (apt/yum)

   • 장점: 시스템 통합이 용이
   • 단점: 최신 버전 지원이 느림
   • Ubuntu:

     sudo apt install tomcat10 -y
     

   • CentOS:

     sudo yum install tomcat -y
     

2. 바이너리 설치 (권장)

   • 장점: 최신 버전 설치 가능
   • 단점: 수동 설정 필요
   • 공식 사이트에서 압축 해제:

     cd /opt
     sudo wget https://downloads.apache.org/tomcat/tomcat-10/v10.1.12/bin/apache-tomcat-10.1.12.tar.gz
     sudo tar -xzvf apache-tomcat-10.1.12.tar.gz
     sudo ln -s apache-tomcat-10.1.12 tomcat
     

팁: 프로덕션 환경에서는 바이너리 설치가 권장됩니다. 패키지 관리자는 때로는 오래된 버전을 포함할 수 있기 때문입니다.

3.2 systemd 서비스 등록

Tomcat을 백그라운드 서비스로 실행하려면 systemd를 설정해야 합니다. /etc/systemd/system/tomcat.service 파일을 생성하세요:

[Unit]
Description=Apache Tomcat 10 Web Application Container
After=network.target

[Service]
Type=forking

Environment=CATALINA_PID=/opt/tomcat/temp/tomcat.pid
Environment=CATALINA_HOME=/opt/tomcat
Environment=CATALINA_BASE=/opt/tomcat
Environment='JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk'
Environment='JAVA_OPTS=-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -Djava.awt.headless=true'

ExecStart=/opt/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/opt/tomcat/bin/shutdown.sh
ExecReload=/opt/tomcat/bin/shutdown.sh ; /opt/tomcat/bin/startup.sh

User=tomcat
Group=tomcat
UMask=0007
RestartSec=10
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

서비스 활성화 및 시작:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable tomcat
sudo systemctl start tomcat

3.3 WAR 파일 배포

WAR 파일은 Tomcat의 webapps 디렉토리에 복사하면 자동으로 배포됩니다:

cp demo-0.0.1-SNAPSHOT.war /opt/tomcat/webapps/

배포 상태를 확인하려면 로그 파일을 확인하세요:

cat /opt/tomcat/logs/catalina.out

브라우저에서 http://[서버IP]:8080/demo로 접속하여 “Hello from Tomcat!” 메시지가 표시되는지 확인하세요.

4. 트러블슈팅

4.1 404 에러 해결

WAR 파일이 배포되었지만 404 에러가 발생한다면 다음을 확인하세요:

1. 로그 확인:

   tail -f /opt/tomcat/logs/catalina.out
   

   에러 메시지가 있는지 확인합니다.

2. 컨텍스트 패스 확인: WAR 파일 이름이 demo.war라면 접근 주소는 http://[서버IP]:8080/demo입니다.

3. 서버 재시작:

   sudo systemctl restart tomcat
   

4.2 Java 버전 불일치 문제

Tomcat 10.1은 Java 8 이상을 지원하지만, 최신 기능을 사용하려면 Java 17이 필요합니다. 다음 명령어로 사용 중인 Java 버전을 확인하세요:

/opt/tomcat/bin/version.sh

만약 잘못된 Java 버전이 사용된다면 CATALINA_OPTS에 Java 경로를 명시적으로 지정하세요:

export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Djava.home=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk"

4.3 SELinux/AppArmor 보안 정책

SELinux나 AppArmor가 활성화된 환경에서는 Tomcat이 파일에 접근하지 못할 수 있습니다. Ubuntu에서는 AppArmor를 일시적으로 비활성화해 테스트할 수 있습니다:

sudo systemctl stop apparmor

CentOS에서 SELinux 모드 확인:

getenforce

SELinux를 일시적으로 Permissive 모드로 전환:

sudo setenforce 0

영구적으로 비활성화하려면 /etc/selinux/config 파일을 편집하세요:

SELINUX=disabled

5. 마치며

이 튜토리얼에서는 Linux 서버에 Tomcat을 설치하고 WAR 파일을 배포하는 전체 과정을 다뤘습니다. 핵심 내용을 요약하면 다음과 같습니다:

1. Tomcat 10.1 설치에는 바이너리 방식이 최신 버전 사용에 유리합니다.
2. WAR 파일은 webapps 디렉토리에 복사만으로 자동 배포됩니다.
3. 트러블슈팅 시 로그 파일과 보안 정책을 반드시 확인해야 합니다.

추가로 학습할 자료:

• Tomcat 공식 문서
• Spring Boot WAR 배포 가이드

모니터링 시스템 구축을 원한다면 JMXTrans와 Grafana를 연동하는 방법을 고려해보세요. 이는 서버 리소스 사용량과 애플리케이션 성능을 실시간으로 모니터링할 수 있게 해줍니다.

Linux 서버 성능 병목 현상을 해결하는 것은 시스템 관리자와 DevOps 엔지니어의 핵심 역량입니다. top, iostat, vmstat과 같은 기본 제공 도구를 활용하면 CPU, 메모리, 디스크 I/O, 페이징 등 다양한 지표에서 발생하는 문제를 정확히 진단할 수 있습니다. 이 가이드에서는 각 도구의 기본 사용법부터 실제 트러블슈팅 사례까지 단계별로 설명합니다.

1. Linux 성능 모니터링 도구 기본 사용법

1.1 top: 실시간 CPU/메모리 모니터링

top은 Linux 시스템의 실시간 상태를 확인하는 가장 기본적인 도구입니다. CPU 사용률, 메모리 사용량, 실행 중인 프로세스 목록 등을 1초 단위로 업데이트하여 보여줍니다.

# 기본 top 실행 (1초 간격)
top

# 상세 프로세스 정보 확인 (커널 스레드 포함)
top -H

# CPU 사용률 높은 프로세스 상위 10개 출력
ps auxf --sort=-%cpu | head -n 12

Tip: top 실행 후 1 키를 눌러 CPU 코어별 사용률을 확인할 수 있습니다. shift + p는 CPU 사용률 기준 정렬, shift + m은 메모리 사용률 기준 정렬입니다.

1.2 iostat: 디스크 I/O 병목 진단

iostat(I/O statistics)는 디스크 장치의 읽기/쓰기 성능, 대기 시간, 처리량 등을 모니터링합니다. sysstat 패키지에 포함되어 있으며, CentOS/RHEL에서는 yum install sysstat으로 설치 가능합니다.

# 1초 간격으로 5회 디스크 I/O 통계 출력
iostat -xz 1 5

# 특정 디스크 장치(sda) 모니터링
iostat -x sda 1 10

주의: iostat의 await(평균 I/O 처리 시간) 값이 10ms 이상이면 디스크 병목 가능성이 높습니다. avgqu-sz(평균 요청 큐 크기)가 1을 초과하면 I/O 대기열이 쌓이기 시작한다는 신호입니다.

1.3 vmstat: 시스템 전체 상태 종합 분석

vmstat(Virtual Memory Statistics)는 CPU, 메모리, 페이징, 블록 I/O, 트랩, 디스크 등 시스템 전반의 상태를 한 번에 확인할 수 있는 강력한 도구입니다.

# 1초 간격으로 10회 시스템 통계 출력
vmstat 1 10

# 5초 간격으로 20회 상세 출력 (disk stats 포함)
vmstat -d 5 20

중요 지표:

• us(user), sy(system), id(idle): CPU 사용 시간 비율
• si(swap in), so(swap out): 스와핑 발생 여부
• cs(context switch): 컨텍스트 스위칭 빈도 (10,000 이상이면 문제 가능성)

2. CPU 과부하 문제 해결 방법

2.1 top으로 CPU 집약적 프로세스 식별

CPU 사용률이 80% 이상 지속적으로 높게 나타난다면, top을 통해 문제 프로세스를 식별해야 합니다.

# 명령행 인자까지 표시 (CPU 사용률 높은 프로세스 확인)
top -c

# CPU 사용률 기준 상위 5개 프로세스
ps -eo pid,comm,%cpu --sort=-%cpu | head -n 6

예시 시나리오: 특정 Python 프로세스가 95% CPU를 점유하는 경우, 코드 내의 무한 루프 또는 비효율적인 알고리즘이 원인일 수 있습니다.

2.2 iostat으로 디스크 관련 CPU 지연 확인

CPU 사용률은 낮지만 시스템이 느리게 반응할 경우, 디스크 I/O 대기 시간으로 인한 CPU 지연이 발생할 수 있습니다.

# 확장된 디스크 통계 출력 (avgqu-sz, await 확인)
iostat -xz 1

await 값이 20ms 이상이면 스토리지 성능 문제를 의심해야 합니다. SSD 기준 일반적으로 0.1ms 미만, HDD는 5~10ms 사이가 정상입니다.

2.3 vmstat으로 컨텍스트 스위칭 분석

높은 컨텍스트 스위칭(cs) 비율은 스레드 경합 또는 과도한 멀티태스킹을 나타냅니다.

# 1초 간격으로 컨텍스트 스위칭 모니터링
vmstat 1 5

cs 값이 CPU 코어당 초당 2,000회를 초과하면 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 4코어 시스템에서 cs 값이 10,000 이상이면 조사가 필요합니다.

3. 메모리 및 디스크 병목 트러블슈팅

3.1 메모리 부족 현상 감지

vmstat에서 si/so 값이 0보다 크면 스와핑이 발생하고 있음을 의미합니다.

# 메모리 및 스와핑 모니터링
vmstat -s

# 실시간 메모리 사용량 확인
free -m

스와핑이 지속되면 애플리케이션 성능이 급격히 저하됩니다. swapiness 값을 조정하여 스와핑을 최소화할 수 있습니다.

# swapiness 값 확인 및 조정
cat /proc/sys/vm/swappiness
sysctl vm.swappiness=10

3.2 디스크 I/O 병목 해결

iostat에서 %util(디스크 사용률)이 100%에 가까우면 디스크 대역폭이 포화 상태임을 의미합니다.

# 디스크 사용률 모니터링
iostat -d 1 5

해결 방안:

1. I/O 집약적 작업을 비동기 처리
2. 파일 시스템 캐싱 최적화 (noatime 옵션)
3. RAID 구성 또는 SSD로 업그레이드
4. ionice로 I/O 우선순위 조정

   # 백그라운드 작업에 ionice 적용
   

tar -cf backup.tar /data/ | ionice -c 3 > backup.tar.bz2

4. 실제 사례: CPU 과부하 문제 해결

4.1 문제 상황

• CPU 사용률 95% 이상 지속
• top에서 java 프로세스 1개가 90% CPU 점유
• iostat에서 await 0.5ms (정상)
• vmstat에서 cs 1,200/초 (정상 범위)

4.2 해결 과정

1. top -H -p <PID>로 Java 프로세스 내 스레드 확인
2. jstack <PID>로 스레드 덤프 분석
3. 특정 HTTP 요청 처리 시 무한 루프 발견
4. 코드 수정 후 CPU 사용률 15%로 감소

5. 공식 문서 및 추가 자료

• Red Hat Enterprise Linux 8 Performance Tuning Guide
• sysstat documentation (iostat, vmstat 등)

결론

top, iostat, vmstat은 Linux 성능 문제의 80% 이상을 해결할 수 있는 핵심 도구입니다. 이 세 가지 도구를 조합해 사용하면 CPU, 메모리, 디스크, 네트워크 등 다양한 계층에서 발생하는 병목 현상을 정확히 진단할 수 있습니다. 문제 발생 시 반드시 지표 간 상관관계를 분석하는 습관을 기르세요. 예를 들어 CPU 사용률이 높은데 iostat의 await도 높다면, 디스크 I/O로 인한 CPU 대기 상태일 수 있습니다.

최종 점검 리스트:

1. top으로 CPU/메모리 사용 프로세스 확인
2. iostat으로 디스크 병목 여부 판단
3. vmstat으로 컨텍스트 스위칭/페이징 이상 패턴 감지
4. 모든 지표를 종합적으로 분석