파일 시스템 구현에 대해서..

 

파일 시스템은 많은 양의 데이터를 영구히 유지해야 하기 때문에 보조 저장장치에 영구히 상주한다. 가장 일반적인 보조 저장매체는 디스크이다.

물리 디스크는 미디어 사용을 제어하고 한 디스크에서 다앙한 파일 시스템을 지원하기 위해 파티션으로 나눌 수 있다. 이들 파일 시스템을 사용하려면 논리 파일 시스템 구조로, 마운트해야 한다. 파일 시스템은 보통 계층적으로 또는 모듈 구조로 구현된다. 하부 계층은 저장장치의 물리적인 면을 처리한다. 상위 계층은 기호형 파일 이름과 파일의 논리적인 면을 처리한다. 중간 계층은 논리적인 파일 개념을 물리 장치 특성으로 맵핑한다. 가질 수 있다. VFS

모든 파일 시스템 타입은 다른 구조와 다른 알고리즘을 계층은 상위 계층이 각 파일 시스템 타입을 동일하게 접근하는 것을 허용한다. 원격 파일 시스템, 이라도 시스템 디렉터리 구조로 통합될 수 있고, VFS 인터페이스를 통하여 표준 시스템 호출에 의해 작업할 수 있다.

파일들은 디스크의 자유 공간에 세 가지 방법, 즉 연속, 연결, 색인 할당 방법으로 할당될 수 있다. 연속 할당은 외부 단편화의 문제가 있다. 연결 할당은 직접 접근이 매우 비효율적이다. 색인 할당은 색인 블록 때문에 상당한 오버헤드가 있다. 이들 알고리즘을 최적화시키기 위한 많은 방법이 있다. 연속 공간은 외부 단편 문제를 감소시키고, 융통성을 증가시키기 위해 익스텐트(extent)를 이용하여 확장될 수 있다. 색인 할당은 필요한 색인 항목의 수를 감소시키고 처리율을 높이기 위해 이리 블록의 클러스터링을 가할 수 있다. 큰 클러스터를 사용하는 시스템에서의 인덱싱은 익스텐트 연속 할당 방법과 유사하다.

가용 공간 할당 방법들은 디스크 공간 사용의 효율성, 파일 시스템의 성능, 그리고 보조 저장장치의 신뢰성에 영향을 준다. 비트 벡터와 연결 리스트 방법 등이 사용된다. 최적화는 하나의 연속적인 영역에 연결 리스트를 배치하는 FAT와 그룹핑, 카운팅 등을 포함한다.

디렉터리 관리 루틴은 효율성, 성능 그리고 신뢰성을 고려해야 한다. 해시 테이블은 가장 많이 사용되는 방법이며 빠르고 효율적이다. 불행하게도, 시스템 크래시나 테이블의 손상이 디스크의 내용과 일치하지 않는 디렉터리 정보를 야기시킬 수 있다. 일관성체커(consistency checker)를 사용하여 이러한 손상을 복구할 수 있다. 운영체제 백업도구는 하드웨어 오류, 시스템 버그, 사용자 에러로 인한 데이터 또는 디스크 오루를 복구하기 위해 디스크 데이터를 테이프에 복사한다.

NFS같은 네트워크 파일 시스템은 사용자가 원격 시스템의 파일과 디렉터리를 로컬 파일 시스템에 존재하는 것처럼 접근하는 것을 허용하기 위해 클라이언트-서버 방법론을 사용한다. 클라이언트의 시스템 호출은 네트워크 프로토콜로 변환되고, 이어 서버의 파일 시스템 연산으로 재번역된다. 네트워킹과 여러 클라이언트의 접근은 데이터 일관과 성능에 해결해야 할 문제를 야기한다.

시스템 동작에서 파일 시스템이 기본적인 역할을 실행하기 때문에 파일 시스템의 능과 신뢰성은 중요하다. 로그 구조와 캐싱 기술이 성능을 향상시키는 반면, 로그 구조와 RAID는 신뢰성을 향상시킨다. WAFL 파일 시스템은 특징 입출력 부하에 대응하기 위하여 성능을 최적화하는 하나의 사례이다.