리눅스 마스터 2급 - 저널링(ext3~), 파일 시스템(JFS,xfs,ReiserFS)

파일 시스템?

운영체제가 파일의 시스템의 디스크상에 구성하는 방식이다.
컴퓨터에서 파일이나 자료를 쉽게 발견 및 접근할 수 있도록 보관 및 조직하는 체제
하드 디스크나 CD-ROM과 같은 물리적 저장소 관리
파일 서버상의 자료로 접근을 제공하는 방식
가상의 형태로 접근 수단만 존재하는 방식도 파일 시스템의 범위에 포함

리눅스의 파일 시스템 구조

1. Super Block
해당 파일 시스템 관련 정보 저장
- 블록 크기 (1,2,4KB)
-총 블록의 개수와 블록 그룹의 개수
-Inode의 개수

2. Group Descriptor Table
- 각 Block Group을 관리하는 정보 저장
- Block Bitmap과 inode Bitmap의 블록 번호
- 첫 번째 inode Table Block의 블록 번호
- 그룹 안에 있는 빈 블록 수, 그룹 안에 있는 inode 수, 그룹 안에 있는 빈 디렉터리 수

3. Block bitmap
- 그룹 내에 있는 각 블록의 사용 상태

4. inode
-  파일에 대한 제어 정보 및 데이터 블록 포인터 저장
-  파일의 이름을 제외한 해당 파일의 모든 정보를 저장
-  파일 이름에 부여되는 고유번호, 파일형태, 크기, 위치, 파일의 소유자 등
- 모든 파일들과 디렉터리들은 각각 1개의 inode할당
- inode bitmap: 이 블록이 속한 각 비트는 그룹 내에있는 각 inode의 사용 상태 나타남
- inode table : 각각의 inode에 대한 정보를 나타내는 inode descriptor로 구성

리눅스 전용 디스크 기반 파일 시스템

ext1

• 리눅스 초기 파일 시스템, 호환성 없음
• ext2의 원형
• 2GB의 데이터와 파일명 255자까지 지정가능
• 파일 접근에 대한 타임 스탬프, 아이노드 수정 지원 불가

ext2

• 개발년도 : 1993년
• 고용량 디스크 사용을 염두하고 설계된 파일 시스템
• 수비게 호환되며 업그레이드도 쉽게 설계됨

ext3

• 개발년도 : 2001년
• ext2의 확장판
• 리눅스의 대표적인 저널링을 지원하도록 확장된 파일 시스템
• ACL(Access Control List)을 통한 접근 제어 지원

ext4

• 개발년도 : 2006,20008년
• ext2,ext3와 호환성이 있는 확장 버전
• 파일에 디스크 할당 시 물리적으로 연속적인 블록을 할당
• 파일 접근 속도 향상 및 단편화를 줄이도록 설계된 파일 시스템
• 64비트 기억 공간 제한을 없앰
• 16TB의 파일을 지원
  - 파일 확장자는 필요 없으며 파일 특성을 알리기 위해 확장자 사용 가능
  - '.'으로 시작하는 파일은 숨겨진 파일('ls -a'명령으로 확인 가능)
  -'.'은 현재 디렉터리, '..'은 부모 디렉터리

저널링 파일 시스템?

• 시스템의 비정상적인 종료 시 저널을 이용해 빠르고 안정적인 복구가 가능하다
• 데이터를 디스크에 쓰기 전에 로그에 데이터를 남겨 비정상적인 셧다운에도 로그를 이용해 빠른 복구가 가능하다.
• ext3 부터 지원 시작
• 저널 기능이 없는 경우 fsck에 의해 관리되는 슈퍼블록, 피트맵, 아이노드 등을 모두 검사해야 하므로 시간이 오래 걸린다.

저널링 기술이 적용된 파일 시스템

JFS
• Journaling File System의 약자
• IBM사의 독자적인 저널링 파일 시스템
• GPL로 공개하여 현재 리눅스용으로 개발

xfs
• eXetended File System의 약자
• 고성능 저널링 시스템
• 64비트 주소를 지원하며 확장성이 있는 자료 구조와 알고리즘 사용
• 파일 수에 관계없이 예상치 못한 상황으로부터 신속한 복구와 재시작 가능
• 데이터 읽기/쓰기 트랜잭션으로 성능 저하를 최소화
• 높은 확장성과 처리량을 가짐

ReiserFS
• 독일의 한스 라이저가 개발한 파일 시스템
• 리눅스용 저널링 파일 시스템중 가장 안정적이라는 평가를 받음
• 모든 파일 객체들을 B트리에 저장, 간결한 색인화 된 디렉터리 지원

네트워크 파일 시스템

SMB
• 삼바 파일 시스템을 마운트 지정
• 서버 메세지 블록(Server Message Block)의 약자
• 윈도우 계열 OS 환경에서 사용되는 파일/프린터 공유 프로토콜
• 리눅스, 유닉스 계정OS와 윈도우 OS와의 자료 및 하드웨어 공유
• 윈도우에서 표준 클라이언트 환경으로 처음부터 구성되었고 NFS유닉스 표준 응용부터 운용상 쉽다는 장점이 있다.

CIFS
• Common Internet File System
• SMB확장 파일 시스템
• SMB를 기초로 응용하여 라우터를 뛰어넘어 연결할 수 있는 프로토콜

NFS
• Network File System
• 썬 마이크로 시스템이 개발한 네트워크 공유 프로토콜
• 파일 공유 및 파일 서버로 사용
• 공유된 영역을 마운트할 때 지정
• 하드웨어, 운영체제 또는 네트워크 구조가 달라도 공유 가능
• NFS서버의 특정 디렉터리를 마운트하요 사용할 수 있다.

기타 지원 가능 파일 시스템

FAT

• Windows NT가 지원하는 파일 시스템 중 가장 간단한 시스템
• FAT로 포맷된 디스크는 클러스터 단위로 할당
• 클러스터 크기는 볼륨 크기에 따라 결정
• 읽기 전용,숨김, 시스템 및 보관 파일 특성만 지원
• 삼바(samba)파일 시스템을 마운트 지정

VFAT

• FAT 파일 시스템이 확장된 것으로 fAT와 호환
• FAT보다 제한이 적음
• 파일 이름도 최고 255자까지 만들 수 있음
• 공백이나 여러 개의 구두점도 포홤
• 대소문자는 지정한 대로 보존되기는 하나 구별하지 않음

FAT32

• Windows 95,98 및 ME와 같은 버전과 다주 부팅을 구성
• 32GB보다 큰 파티션을 만들 수 없고 파티션에 4GB를 초과하는 파일을 저장할 수 없음

NTFS

• 윈도우에서 사용하는 파일 시스템
• 안정성이 뛰어나고 대용량 파일도 저장
• 안정성, 자세한 사용자 제한, 보안성 등이 FAT32보다 뛰어남
• 파일 크기 및 볼륨은 이론상 최대16EB이나 실질적으로 2TB로 한계가 있다.

ISO9660

• CD-ROM의 표준 파일 시스템
• 1988년 제정된 표준

UDF

• Universal Disk Format의 약자로 최신 파일 시스템 형식
• OSTA(Optical Storage Technology Association)에 의해 개발
• 광학 매체용 파일 시스템 표준
• ISO 9660 파일 시스템을 대체하기 위한 것으로 대부분 DVD에서 사용
• DVD멀티미디어 디스크들은 MPEG오디오 및 비디오 스트림을 담기 위해 사용

HPFS

• OS/2 운영체제를 위해 만들어진 파일 시스템
• 1988년 발표, 마이크로소프트와 IBM이 공동 개발