유닉스의 파일 개요

유닉스 파일 시스템

• 유닉스 또는 유닉스 계열 운영체제에 쓰이는 파일 시스템으로 파일과 디렉토리의 집합
• 유닉스는 모든 정보와 장치를 파일로 조작하며 유닉스 시스템 내의 자원 접근도 파일로서 접근할 수 있음
• 유닉스 내의 모든 파일명은 하나의 유일한 NODE 를 가짐

유닉스 파일 시스템의 특징

• 효과적인 파일 처리 및 접근의 편의성 제공을 위한 계층적인 구조
• Kernal 에 의해 관리
• 파일과 디렉토리를 구분하지 않음
• 파일에 관한 정보는 i-node에 보관
• 데이터 형식을 강요하지 않고 스트림으로 취급
• 모든 파일은 허가모드를 가짐
• 이진 파일과 아스키 파일을 동등하게 취급

파일명 정의 규칙

• 문자, 숫자, _, . 등으로 구성
• 255자 까지 사용 가능
• 영문자 대소문자를 구분

유닉스의 파일 구조 시스템

• /
  • 루트 디렉토리, 모든 유닉스 시스템의 최상위 디렉토리
• /bin
  • 실행 가능한 유닉스의 고유 명령어 보관
• /deb
  • 프린터와 키보드, 모니터 등 모든 입출력 장치 파일들을 보관
• /etc
  • 시스템에서 사용되는 관리 파일 보관
• /usr
  • 시스템 사용 시 고정된 공유 파일 보관
•  /tmp
  • 임시 파일을 만들기 위해 사용

i-node 란

• Unix 에서 i-node는 파일/디렉토리 정보를 통해 할당, 적용, 생성, 링크, 삭제의 역활을 수행함
• Unix 시스템에서 파일을 관리하기 위해 사용되는 자료구조
• 디스크 상의 파일과 디렉토리에 관한 정보를 보관함

i-node 구성요소

• inode
  • 한 파일이나 디렉토리의 모든 정보 포함
  • 소유자 정보, 접근 정보, 파일 정보, 링크, 유형
• inode table
  • 한 파일 시스템에서, 파일이나 디렉터리들의 전체 inode를 갖고 있는 테이블
• i number
  • inode가 i-list 에 등록되는 entry number
• addressing
  • 블록 위치 정도를 13개의 필드로 관리
  • Direct data block  10개
  • Single indirect data block 1개
  • Double indirect data lock 1개
  • Triple indirect data block 1개

유닉스 디스크 블록의 구조

구성요소	설명
Boot Block	- 시스템의 운영체제를 부트 하거나 초기화에 관련되는 Boot Strap 코드를 저장 영역
Super Block	- 파일 시스템의 상태에 관한 종합적인 정보 보관 영역   - 파일 시스템의 크기   - 파일 시스템에 있는 블록의 총 수   - 파일 시스템 내의 자유 블록의 수   - 파일 시스템 내에서 사용 가능한 자유 블록의 리스트   - i-node 리스트의 크기   - 파일 시스템 내의 사용 가능한 i-node 의 수   - 파일 시스템 내의 사용 가능한 i-node의 리스트
Bitmap Block	i-node와 data block 의 할당 현황 표시 영역
i-node	파일과 디렉토리에 관한 정보 보관 영역   - 파일명을 제외한 파일에 관한 정보 보관   - 파일 하나에서 i-node 한 개를 만듦 (파일 구분 용도)   - i-node 의 리스트는 각 항은 하나의 파일과 대응되고 부팅 시 추가 정보가 포함되어 메모리에 복사
Data Block	파일과 디렉ㅌ리의 실제 데이터 보관 영역

 

파일 시스템의 유형

유형	설명
일반 파일	- 실행 가능한 프로그램 파일, 원시 프로그램 파일, 문서파일 등 사용자가 정의한 그대로의 파일을 디스크 등에 내용이 수록
디렉토리 파일	- 디렉토리에 포함되어 있는 여러가지 파일들과 디렉토리에 관한 정보 등을 저장하는 논리적 영역
특수 파일	- 유닉스 시스템에 부착된 장치들을 관리하기 위한 파일 - 주변 장치 또는 파이프와 소켓 같은 프로세스간 상호 통신, 표준 입출력 시스템 호출
i-node	- 각 파일에 대한 정보를 기억하는 구조체

 

일반 파일과 디렉토리 파일의 차이

• 디렉토리 내용은 데이터 블록에 있고 일반 파일처럼 i-node로 표현, i-node의 형태 필드만 일반 파일과 디렉터리 구분
• 일반 파일에는 없으나, 디렉터리에는 특별한 구조
• 경로명의 첫 글자가 / 이면 루트 디렉터리 이고, 그 외는 현재 디렉터리를 나타낸다.
• 사용자는 경로명으로 파일 참조, 파일 시스템은 i-node, 기억된 i-node를 사용하여 파일을 정의

일반 파일

• 실행 가능한 프로그램 파일, 원시 프로그램 파일, 문서 파일, 동영상 파일 등이 디스크 등에 수록
• 처리 되어질 수 있는 여러 가지 형태로 저장

유형	설명
텍스트 파일	- ASCII코드 문자들로만 구성된 파일 - cat, more, tail 명령어를 이용한 내용 확인 가능 - 단말 장치나 프린트로 출력 가능한 파일
이전 (바이너리) 파일	- 내용이 ASCII 코드가 아닌 모든 파일 - 실행 가능한 파일이나 데이터 파일, 그림 파일 등 - 단만 장치나 프린트로 출력 불가능한 파일

 

디렉토리 파일

• 디렉토리에 포함되어 있는 여러가지 파일들과 디렉토리에 관란 정보 등을 저장하는 논리적 영역
• 하나의 디렉토리는 일반 파일, 디렉토리, 특수 파일들을 모두 포함할 수 있음
• 계층적 구조를 지고 있으며, cd 명령어를 이용하여 자유롭게 이동이 가능

특수 파일

• 유닉스 시스템에 부착된 장치들을 관리하기 위한 파일
• \dev, \devices 디렉토리 내에 존재
• 주변 장치 또는 파이프와 소켓 같은 프로세스간 상호 통신, 표준 입출력 시스템 호출
• 표준 입출력 시스템 호출을 통해 참조되며, 장치를 파일로 취급함으로써 일관된 방법으로 관리
• 디스크, 프린터 등의 입출력 장치에 접근하고 관리하는 채널에 대한 정보를 가지고 있는 파일

유형	설명
심볼릭 링크 파일	- 원본 파일을 가르키는 역활만 수행하는 특수 파일 - 윈도우 시스템의 바로가기 아이콘과 같은 역할 수행
문자 특수 파일	- 버퍼링 되지 않은, 직접 접근을 테이프 장치 단말기와 같은 하드웨어 장치에 제공
블록 특수 파일	- 디스크 장치 등과 같은 하드웨어 장치에 버퍼링된 접근을 제공하며, 이들의 세부 사항에 따라 어느 정도의 추상화를 제공

 

i- node ( index node )

• 각 파일에 대한 정보를 기억하는 구조체
• 파일 하나에 1개의 i-node 를 만듦
• i-node 번호라고 하는 번호로 구별

유닉스의 파일 종류

항목	크기 (Byte)	설명
모드	2	파일 형태, 보호 비트
N링크	2	i-node 에 대한 디렉토리 수
사용자 식별자	2	파일의 소유자(개별)
그룹 식별자	2	파일의 그룹 소유자
크기	4	파일의 크기
주소	39	직접 블록과 간접 블록 정보
생성자	1	생성 번호
엑세스 시간	4	파일을 마지막으로 엑세스한 시간
수정 시간	4	파일을 마지막으로 수정한 시간
변경 시간	4	i-node 를 마지막으로 수정한 시간

 

연속 파일 할당과 자유 공간의 단편화

• 쓰레기 수집으로 해결이 가능하나, 시스템의 처리 능력 저하
• 파일에 기스크 블록을 하나씩 할당하여 블록들이 파일 시스템의 여러 곳에 분산
  • 데이터를 찾는 알고리즘을 복잡하게 함
• i-node  리스트에 파일의 데이터가 들어 있는 블록 번호 모두 담을 수 있지만, 이런 선형 목록은 관리 곤란

다중 블록 인덱스 파일 할당

• i-node의 크기 작게 유지하면서 비교적 큰 파일 지원

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유닉스에서 파일과 디렉터리를 어떻게 구분할 수 있을까요

디렉터리 내용은 데이터 블록에 있고 일반 파일처럼 i-node로 표현되며, i-node의 형태 필드만 일반 파일과 디렉터리를 구분할 수 있습니다. 일반 파일에는 없으나, 디렉터리에 있는 특별한 구조로 경로명의 첫 글자가 /이면 루트 디렉터리이고, 그 외는 현재 디렉터리를 나타냅니다. 사용자는 기억된 i-node를 사용하여 파일을 정의한다는 점을 이용하면 파일과 디렉토리의 구분이 가능합니다.

1. 유닉스 파일 시스템

1) 유닉스 파일 시스템의 특징

• 효과적인 파일 처리 및 접근의 편의성 제공을 위한 계층적인 구조
• Kernel에 의해 관리
• 파일과 디렉토리를 구분하지 않음
• 파일에 관한 정보는 i-node에 보관
• 데이터 형식을 강요하지 않고 스트림으로 취급
• 모든 정보와 장치를 하나의 파일로 취급
• 모든 파일은 허가모드를 가짐
• 이진 파일과 아스키 파일을 동등하게 취급

2) i-node란?

• Unix에서 i-node는 파일/디렉토리의 정보를 통해 할당, 적용, 생성, 링크, 삭제의 역할을 수행
• UNIX 시스템에서 파일을 관리하기 위해 사용되는 자료구조
• 디스크 상의 파일과 디렉토리에 관한 정보를 보관
• 파일 시스템의 구성

2. 유닉스 파일의 종류

유형설명

일반 파일	실행 가능한 프로그램 파일, 원시 프로그램 파일, 문서파일 등 사용자가 정의한 그대로의 파일을 디스크 등에 내용이 수록
디렉토리 파일	디렉토리에 포함되어 있는 여러가지 파일들과 디렉토리에 관한 정보 등을 저장하는 논리적 영역
특수 파일	- 유닉스 시스템에 부착된 장치들을 관리하기 위한 파일 - 주변 장치 또는 파이프와 소켓 같은 프로세스간 상호 통신, 표준 입출력 시스템 호출
i-node	각 파일에 대한 정보를 기억하는 구조체
-d dir	홈 디렉토리의 절대 경로를 지정
-c comment	사용자 정보를 기술