Windows NT

Windows NT는 Microsoft가 개발한 32비트 및 64비트 기반의 운영체제 커널 및 제품군이다. 1993년 처음 출시되었으며, 이후 Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 10, Windows 11 등 모든 현대 Windows 운영체제의 기반을 이루고 있다.

개요

Windows NT는 MS-DOS 기반의 Windows 9x 계열과 달리 완전한 32비트 운영체제 커널로 처음부터 독립적으로 설계되었다. NT는 “New Technology”의 약자로, Dave Cutler를 중심으로 Digital Equipment Corporation(DEC) 출신 개발자들이 VMS 운영체제의 아키텍처를 기반으로 설계했다.

NT 커널은 이식성, 안정성, 보안성을 목표로 하며, POSIX, Win32, OS/2 API 계층을 동시에 지원했다. 이후 NT 계열은 Windows Server, Windows 10, Windows 11 등으로 이어지며 Microsoft의 모든 운영체제 제품의 공통 기반이 되었다.

역사

1988년 – Microsoft, 차세대 OS 프로젝트 시작 (코드명 “NT OS/2”)
1993년 – Windows NT 3.1 출시 (첫 NT 커널)
1994년 – NT 3.5 – 네트워킹 및 성능 향상
1996년 – NT 4.0 – Windows 95 스타일 GUI 도입
2000년 – Windows 2000 – NT 계열의 완전한 통합 플랫폼
2001년 – Windows XP – NT 기반의 대중 버전
2006년 – Windows Vista – NT 6.0, 새로운 드라이버 모델 도입
2015년 – Windows 10 – NT 10.0, 통합 OS 모델
2021년 – Windows 11 – NT 10.0 계열 최신 버전

커널 구조

Windows NT는 하이브리드 커널(hybrid kernel) 구조를 채택했다. microkernel과 monolithic kernel의 장점을 결합한 형태로, 커널 모드와 사용자 모드의 계층적 구분을 가진다.

계층	구성 요소	설명
사용자 모드	Win32, POSIX, OS/2 서브시스템	사용자 애플리케이션 실행 환경
커널 모드	Executive, Kernel, HAL	메모리, 프로세스, 장치, I/O 관리
하드웨어 추상화 계층 (HAL)	Hardware Abstraction Layer	아키텍처별 하드웨어 인터페이스
보안 서브시스템	Security Reference Monitor	접근 제어 및 인증 정책 관리

기술적 특징

하이브리드 커널 구조 – 모놀리식과 마이크로커널의 장점 결합
이식성(Portable Design) – x86, x64, Itanium, ARM 등 다중 아키텍처 지원
보호 메모리(Protected Memory) – 프로세스 간 메모리 보호
가상 메모리 시스템(Virtual Memory) – 페이징 기반 메모리 관리
유니코드(Unicode) 전면 지원 – 다국어 환경 완전 지원
보안 모델(Security Model) – ACL 기반 권한 제어
NTFS 파일 시스템 – NTFS를 통해 저널링 및 접근 제어 구현

내부 구조

NT 커널은 다음의 주요 구성으로 이루어진다.

구성 요소	설명
Executive	프로세스, 스레드, 메모리, I/O 관리 등 주요 시스템 서비스
Kernel	스케줄러, 동기화, 인터럽트 처리
HAL (Hardware Abstraction Layer)	하드웨어 의존성 제거 계층
Device Drivers	장치 제어 및 드라이버 인터페이스
Subsystems	Win32, POSIX, OS/2 API 서브시스템
Security Reference Monitor	접근 제어, 권한, 토큰 관리

버전별 계보

버전	코드네임	NT 버전	출시 연도	주요 특징
Windows NT 3.1	NT OS/2	3.1	1993	최초의 NT 커널, 32비트 구조
Windows NT 3.5	Daytona	3.5	1994	TCP/IP 통합, 네트워크 강화
Windows NT 3.51	Shell Update	3.51	1995	Windows 95 API 호환성
Windows NT 4.0	Shell Integration	4.0	1996	GUI 및 Explorer 통합
Windows 2000	Cairo	5.0	2000	Active Directory, NTFS 5.0
Windows XP	Whistler	5.1	2001	NT 기반 대중 OS
Windows Server 2003	Titan	5.2	2003	서버용 NT 확장판
Windows Vista	Longhorn	6.0	2006	새로운 보안 모델, UAC
Windows 7	Blackcomb	6.1	2009	안정성, 성능 개선
Windows 8 / 8.1	Blue	6.2 / 6.3	2012 / 2013	ARM 지원, 모던 UI
Windows 10	Threshold	10.0	2015	지속 업데이트 모델
Windows 11	Sun Valley	10.0	2021	현대적 UI, 하드웨어 보안 강화

보안 모델

Windows NT는 처음부터 멀티유저, 보안 중심 구조를 도입했다.

Access Token – 사용자 권한 정보 포함
Security Identifier (SID) – 사용자/그룹 고유 식별자
Access Control List (ACL) – 파일 및 객체 접근 제어
Security Reference Monitor (SRM) – 보안 정책 중앙 관리
LSASS (Local Security Authority Subsystem Service) – 인증 처리

파일 시스템

NTFS (New Technology File System) – NT 전용 파일 시스템
FAT, exFAT, ReFS 등 호환 지원
저널링, 압축, 암호화, ACL 기반 권한 제어

프로세스 및 메모리 구조

Preemptive Multitasking 기반 스케줄링
Virtual Memory와 Demand Paging
User Mode / Kernel Mode 분리
Thread 기반 병렬 처리

다른 운영체제와의 관계

비교 항목	Windows NT	Windows 9x
커널 구조	32비트 하이브리드	16/32비트 혼합
안정성	높은 수준 (보호 모드)	낮음 (공유 메모리)
보안	ACL 기반 권한 모델	단일 사용자
파일 시스템	NTFS	FAT16 / FAT32
API 호환성	Win32, POSIX	Win16, Win32 (제한적)
대상 시장	기업용, 서버, 전문가용	가정용, 개인용

영향

Windows XP 이후 모든 Windows 운영체제의 기반
Windows Server 제품군의 공통 커널
Xbox OS, Windows Phone 등 임베디드 파생
Azure 클라우드 인프라의 핵심 커널
ReactOS 개발의 기술적 모델

파생

파생 계열	설명
Windows Server	서버용 NT 기반 OS
Windows Embedded	임베디드 장치용 NT 파생
Windows Phone / Windows Mobile	모바일 플랫폼용 NT 커널
Xbox OS	콘솔용 NT 파생 (Hypervisor 포함)

같이 보기

참고 문헌

Microsoft Docs – kernel architecture overview
“Inside Windows NT”, Helen Custer, Microsoft Press, 1993
“Windows Internals” (Mark Russinovich, David Solomon), Microsoft Press, 2022
“From VMS to NT: The Evolution of Microsoft’s Kernel”, IEEE Computer, 2000
“The Design of Windows NT”, Dave Cutler, ACM SIGOPS, 1994