찬희의 디포이야기 - 파일시스템 기초

이번에는 파일시스템을 알아보도록 하겠습니다. 

파일시스템이 필요한 이유

기본적으로 원하는 파일을 읽고 쓰고 하는 기본적인것들 부터 

필요한 데이터를 검색하고 저장 및 관리하는 전반적인 것들이라고 보시면 됩니다. 

만약 파일이 많이 없다면 필요없겠지만 파일들을 효과적으로 관리하기 위해서 필요하다라고 보시면 됩니다.

 

파일시스템이란?

디지털 데이터를 효과적으로 관리하기 위해 파일을 체계적으로 기록하는 방식 

사용자에게 파일과 디렉터리를 계층구조로 데이터를 저장하도록 하는 메커니즘 

파일의 위치를 조직화 하고 사용자의 데이터를 구조적으로 관리가 가능합니다.

 

 

파일시스템의 종류

파일시스템은 운영체제마다 다 상이한데 

우리가 보편적으로 많이 쓰는 윈도우에서는 NTFS파일 시스템을 사용하고 있습니다. 

(윈도우 xp 이후에는 FAT -> NTFS)

 

 

=>??? 파일시스템이 왜이렇게 많냐, 하나만 쓰면 안됨???

우리가 컴퓨터를 사용할려면 운영체제가 있어야 하는데 이 운영체제에서 저장메체에서 있는 

데이터를 읽고 쓰고 관리를 하는데 운영체제에 딱 맞는 파일시스템이 있어야만

관리 및 최적화에 효율적일 것입니다.

 

파일 시스템의 구조 

파일시스템의 기본적인 동작은 운영체제가 각 파일을 사용하기 위해서 저장되어 있는 위치로 

접근하여 해당 데이터를 읽도록 해야겠죠?

또한 데이터의 위치를 파악하기 위해서

사용자가 저장한 파일의 목록을 확인할 수 있도록 해야할 것입니다. 

 

 

 

구조를 도식화 해보면 위의 그림과 비슷할 것입니다.

우리가 생성한 파일의 내용은 데이터 영역에 저장이되고 메타 영역에는 

파일관리를 위한 파일의 이름 , 위치, 크기, 시간 정보등이 기록이 됩니다. 

 

즉 , 사용자가 생성한 파일의 내용은 데이터 영역에 기록이되고 ,

메타 데이터들은 메타 영역에 저장이 됩니다. 

 

파일 시스템은 이러한 메타 정보를 유지 및 관리를 해서

파일 시스템을 효과적으로 관리를 하는 것입니다.

 

데이터 영역은 어떤 파일시스템을 사용하던지 비슷할것 입니다. 

하지만 메타 데이터들은 어떤 파일시스템이 어떻게 관리하느냐에

따라서 효율적인지 아닌지 나눌수 있습니다.

 

메타영역에서 메타데이터들을 저장하고 관리를 하면서

파일시스템이 효율적으로 동작 하도록 도와주는 역할을 하고 있습니다. 

 

물리적 측면 : 섹터의 나열 

논리적 측면 : 클러스터 , 파일 , 폴더 

 

파일시스템의 구성요소를 보시면 물리적인 측면에서 보면

섹터들의 나열이라고 볼 수 있습니다

 

하지만 논리적인 측면으로 바라보면 클러스터 ,파일, 폴더 가 있습니다. 

 

클러스터?

파일시스템에서 저장장치에 데이터를 일고 쓰는 논리적인 기본단위이면서 가장 작은 단위입니다. 

NTFS에서는 클러스터를 관리할때 기본적으로 4096byte씩 크기를 저장한다고 합니다.

 

하지만 모든 파일이 4096으로 나누어떨어지지는 않을 것 입니다. 

그러면 실제로 데이터가 저장되있는 공간이 있을것이고 비어있는 공간이 있을겁니다. 

이 빈공간을 슬랙이라고 합니다,

 

 

그러면 우리가 지금 클러스터를 알아보았는데 그러면 섹터는 무엇인가? 알아볼텐데요 

섹터를 설명하기 전에 하드 디스크를  먼저 한번 살펴보도록 합시다. 

우리가 실제로 사용할때 하드 디스크를 오픈하지는 않지만 내부는 아래와 같이 생겼습니다. 

 

 

하드디스크는 가장 널리 사용되고 있는 비 휘발성 저장장치 입니다. 

구조를 보시면 헤드가 있고 스핀들 모터를 통해서 플래터가 돌아가게 됩니다 

그리고 엑츄에이터 암을 통해서 헤드에 있는 정보들을 읽어 오는데 여기서 총 2가지의 커넥터를 

연결하게 되는데, 데이터 관련과 전원 입니다.

 

지금 현재 많이 쓰는 방식은 SATA (Setial Advanced Technology Attachment) 

방식을 많이 쓰고 있지만 예전에는 IDE(Integrated Drive Electronics) 방식도 사용을 했습니다.

 

현재 서버용으로는 SCSI(Small Computer System Interface)를 많이 사용한다고 합니다. 

SCSI 특징은 전원이 켜져있는 상태에서도 하드를 제거했다가 다시 연결할 수 있습니다. 

 

RAID는 여러개의 하드디스크를 한꺼번에 쓰기에 용이합니다 

단순이 합친다기 보다는 합쳐서 사용을 할때 오류가 났을때 다시 복구를 위한 장치를 한다던가

다른 기능을 추가 할 수 있습니다.

 

이렇게 이번에는 파일시스템을 간단히 알아보았습니다.

다음번엔 하드디스크의 구성요소를 알아보도록 하겠습니다.