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NTFS 파일시스템
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승인 2003.07.18  15:23:43
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- NTFS (New Technology File System)의 등장

이 당시는 MS는 개인용 컴퓨터의 OS시장에서 상당한 주가를 올리던 시기였으며 점차 서버등의 대형 컴퓨팅 시장이 성장함에 따라 이를 위한 운영체제가 절실함을 느끼고 새로운 서버용 운영체제를 준비하게 된다. 이 같은 노력의 결실로 등장하게된 MS의 운영체제가 바로 대형 서버 및 기업컴퓨팅을 위한 Windows NT 이다.


▲ 마이크로 소프트의 대표적인 서버군들

이 Windows NT는 기존의 개인용 데스탑에서 지원하던 FAT 기반의 파일시스템에서 보다 진보된 NTFS (New Technology File System)라는 파일시스템을 채택하기에 이른다.

그럼 이 새로운 파일시스템이 가지는 특징은 무엇인가? 앞서 언급한 것처럼 데스트크탑용 파일 시스템(FAT)이 주는 태생적 한계를 극복하여 서버 컴퓨팅환경에 최적화된 파일시스템이라는 것이다. 그렇다면 서버 시스템에 적합한 파일 시스템이라는 것은 무엇이며 NTFS 파일시스템이 가지는 특징은 무엇인지 간단히 살펴보도록 하자.

(참고) WindowsNT에 이어 등장한 Windows 2000에서는 NTFS 5.0 으로 업데이트 되었습니다. 또한 NTFS 4.0 파일 시스템은 FAT32을 하위 지원하지 않습니다.


▲ 서버는 항상 보안에 목마르다

대부분의 서버형 플랫폼 운영체제들이 하는 주된일은 바로 외부(client)에서 요구하는 작업(task)들을 받아 이를 중앙집중적으로 처리하는 역할을 맡고 있다. 이러한 작업을 효율적으로 처리하기 위해서는 각 작업들에 대한 우선순위부여는 물론 개개의 외부 클라이언트들에 대해 적절한 권한(permission)이 주어져야 한다는 사실이다. 즉 허락되지 않은 외부의 접근에 대해 승인등의 보안절차가 필요하다는 것이다. 구체적으로 말하면 특정 컴퓨터의 파일이나 디렉토리에 접근하기 위해서는 권한이 주어져야 한다는 사실이다. - 이러한 계정,파일 및 디렉토리등에 관한 권한정보는 ACL(Access control lists)에 저장

그렇다면 이러한 파일이나 디렉토리에 대한 권한은 누가 담당하는 것인가? 물론 운영체제가 자체적으로 이를 지원해야하며 이를 위한 파일시스템(File System)역시 구비가 되어 있어야 한다는 것이다. 즉 OS와 파일시스템이 서로 유기적으로 동작할 수 있는 환경을 지원해야 하며 기존의 FAT방식의 파일 시스템은 이러한 보안에 대한 지원이 사실상 전무(全無)하였다.

서버의 역할에 있어 보안(Security)에 대한 지원은 필수적이기 때문에 NTFS 파일시스템이 이를 지원하는 것은 당연한 것으로 볼 수 있다. -NTFS 파일시스템은 기본적으로 EFS(Encrypted File System) 기능을 지원한다. - EFS 는 NTFS 5.0에서 추가되었으며 공개키(Public Key)방식의 암호화가 적용되었다.

다음으로는 대용량의 스토리지(Storage)장치를 효율적으로 지원해야 한다는 사실이다. 기존의 FAT32방식과는 달리 NTFS방식은 16EB(ExaByte)에 이르는 거대한 볼륨(혹은 파티션)크기를 지원하여 향후 몇십년(?)간 이 부분에 대한 갈증을 해소해 줄 수 있을 것으로 보이며, 다수의 디바이스 사용지원, RAID 지원으로 고속컴퓨팅 환경과 더불어 결함 허용(Fault Tolerance)이 가능해 시스템의 안정성(stability)을 높힐 수 있다.


▲ 결함허용(?) - 참을수있을까?

결함 허용(Fault Tolerance)

기존 FAT 파일 시스템에서 스토리지에 대해 쓰기(Write) 작업이 이루어질 경우 디바이스에서 만약 에러가 발생하게 되면 모든 유저들에게 악명높은 블루스크린의 모습을 보여주게 된다. 혹은 잘못된 클러스터 맵핑의 경우 강제적으로 Chkdsk등의 유틸리티를 사용하여 크로스 링크(cross-linked)된 파일 시스템을 손봐야 한다. - 만약 이같은 현상이 자주 일어나는 유저가 있다면 자신의 하드디스크가 물리적으로 손상되었는지 여부를 살펴보아야 한다.

그러나 특정 환경의 NTFS파일 시스템을 사용하게 되면 쓰기 작업도중 실패(fault)하더라도 파일시스템에 이러한 정보를 기록하고 안전한 다른 위치에 데이터를 저장하는 단계를 거치게 된다.

이같은 일련의 순서는 트랜잭션(Transaction) 방식으로 처리되어 보다 안정적인 환경을 구현할 수 있게된다. 예를 들면 RAID-5을 구성하였을 경우 특정 스토리지에 문제가 발생하면 각각의 스토리지가 가지고 있는 패리티(parity-에러정정)정보를 가지고 복구(recovery)를 시도하게된다. 이같은 기능을 스토리지 결함 허용이라 부르고 있다. - 이를 사용하기 위해서는 Windows 2000 Server 이상(Advanced Server/ Data Center등)의 서버급 운영체제에서 가능하며 아쉽게도 일반적으로 사용하는 Windows 2k/XP Professional 등은 지원하지 않는다.

트랜잭션(Transaction)

복잡한 용어설명이 되어 버리는 것 같아 혼란스럽지만 나온김에 간단히 정리를 해보도록 하자. 트랜잭션이란 어떠한 작업의 시작점(entry point)에 들어간후 정해진 순서대로 일을 처리하다가 만약 오류가 발생하게 되면 초기시점으로 회귀(roll back)하여 작업 결과를 전혀 반영하지 않는 방식으로 예를 들자면 데이터의 무결성을 유지해야하는 데이타 베이스 등의 시스템에서 필수적으로 사용되곤 한다. 쉽게 말하면 '모' 아니면 '도' 란 말로 대신할 수 있겠다.(-_-")

NTFS 파일 시스템에서 지원하는 결함허용은 대체로 RAID 시스템 환경에서 주로 사용된다. 즉 윈도우즈 Server용 운영체제를 사용한다해도 RAID로 엮이지 않은 일반적인 환경에서는 결함허용(Fault Tolerance) 이 해당되지 않는다. - RAID와 관련된 자세한 내용은 이전 강좌인 "RAID의 개념과 종류"

또한 덧붙히자면 압축기능(Compression)을 파일 시스템에서 자체적(native)으로 지원한다. 즉 잘 사용하지 않는 특정 파일이나 디렉토리를 압축해 놓고 만약 이 디렉토리를 열게되면 자체적으로 이 압축을 해제하여 보여준후 작업이 끝나게 되면 다시 압축을 가하는 형태라 생각하면 되겠다. (비슷한 예로 도스시절 하드디스크 압축을 사용해본 경험이 있는 유저라면 스태커나 더블디스크를 기억하고 있을 것이다.^^) - NTFS 파일시스템에서 사용되는 압축은 Lempel-Ziv compression 이라는 무손실 압축 알고리즘이 사용된다.

위에서 살펴본  NTFS 파일시스템의 특징을 다룬 것들은 다소 머리아픈 내용이 될 수 있다. 최근 고사양화 되고 있는 하드웨어에 발맞추어 많은 유저들이 Windows 2000 이상의 운영체제를 사용한다는 가정하에 일반 유저들이 NTFS파일시스템으로 얻을 수 있는 환경과 활용법은 무엇인지 간단히 살펴보도록 하자.

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