학습내용 : 윈도 2000 서버 파일시스템 (2001/02/05)

 ※ 학습목표

● E-IDE와 SCSI 방식의 하드디스크의 비교

● 윈도 2000 서버의 파일시스템을 알아보자.

EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)

EIDE[이 아이디 이]는 컴퓨터와 대용량 저장장치 간의 표준 전자 인터페이스이다. EIDE가 IDE에 비해 향상된 내용은 528 MB 이상의 대용량 하드디스크를 다룰 수 있게되었다는 것이다. EIDE는 또한 더 빠른 하드디스크 드라이브 액세스를 제공하며, DMA를 지원하고, CD-ROM이나 테이프 드라이브 등을 포함한 추가적인 드라이브를 지원한다. 자신의 컴퓨터에 더 큰 용량의 하드디스크(또는 다른 드라이브)를 추가하려면, 마더보드의 확장 슬롯에 EIDE 콘트롤러가 꽂아야한다.

EIDE는 528 MB 이상의 드라이브를 액세스하기위해 28 비트 LBA를 사용하는데, 이렇게 함으로써 디스크 내에 있는 데이터의 실제 위치를 실린더, 헤드 및 섹터로 나타낼 수 있다. 28 비트의 LBA는 최대 8.4 GB 까지의 장치에 대해 고유한 섹터번호를 지정하기에 충분한 정보를 제공한다.

EIDE는 1994년에 ANSI 표준으로 채택되었다. ANSI는 EIDE를 Advanced Technology Attachment-2 라고 부른다 (또는 'Fast ATA'라고 부르기도 한다).

SCSI (Small Computer System Interface)

[참고] SCSI 계열의 각종 인터페이스 비교표를 참고할 것

SCSI[스쿠지]는 PC와 디스크드라이브, 테이프드라이브, CD-ROM 드라이브, 프린터, 스캐너 등과 같은 주변장치를, 이전의 인터페이스보다 더 빠르고 더 유연하게 통신할 수 있도록 해주는 전자식 인터페이스로서, ANSI 표준으로 발전하고 있다. 애플 컴퓨터에서 개발되었고, 아직도 매킨토시에서 사용되고 있으며, 현재의 SCSI 세트들은 병렬 인터페이스이다. SCSI 포트는 오늘날 대부분의 PC에 장착되어 있으며, 거의 모든 주요 운영체계에 의해 지원된다.

빠른 데이터 전송속도 외에, SCSI는 이전의 병렬 데이터전송 인터페이스보다 더 융통성이 있다. 최근의 SCSI 표준인 16 비트 버스용 울트라-2 SCSI는 데이터를 최고 80 Mbps 속도까지 전송할 수 있다. SCSI는 버스의 폭에 따라 다르기는 하지만, 하나의 SCSI 포트에 7~15개의 주변장치를 줄줄이 이어서 접속시킬 수 있다. 이 방식은 모든 주변장치들을 수용하기 위해 각각의 장치에 별도의 카드를 갖는 대신에 하나의 회로기판이나 카드로 충분하기 때문에, 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터의 이상적인 인터페이스로 여겨지고 있다. PC 카드의 형태로 되어 있는 하나의 호스트 어댑터는 한 대의 랩탑을 위한 SCSI 인터페이스를 지원할 수 있으며, 다른 장치들이 사용되는 중에도 프린터가 접속되어 있는 병렬 포트와 외장 모뎀이 달린 직렬 포트의 사용을 자유롭게 한다.

비록 주변 장치들은 모든 등급의 SCSI를 지원하지 못하지만, SCSI 표준은 일반적으로 이전의 인터페이스와 호환성을 유지하면서 발전하고 있다. 말하자면, 구형장치를 최신의 표준을 지원하는 신형컴퓨터에 장착했을 때 속도는 느리지만 구형장치는 그런대로 잘 동작할 것이라는 얘기이다.

지금 SCSI-1으로 불리고 있는 원래의 SCSI는, 현재 광범위하게 지원되고 있는 SCSI-2로 진화했다. SCSI-3는 일련의 기본 명령어들과, 특정 장치 형태의 요구에 맞춘 부가적이고 특화된 명령어셋으로 구성된다. SCSI-3 명령어셋의 모음은 SCSI-3 병렬 인터페이스 뿐 아니라, 추가적인 병렬 및 직렬 프로토콜들을 위해서도 사용된다.

광범위하게 적용된 SCSI 표준은, 최고 전송속도 80 Mbps를 내기 위해 40 MHz 클록속도를 사용하는 울트라-2 이다. 이것은 저압차동신호(LVD) 체계를 사용함으로써 케이블 거리를 최장 12 m까지 늘릴 수 있게 한다. SCSI의 초기형태는 끝에 접지로 종말처리를한 단일 케이블을 사용했다. 울트라-2 SCSI는 두 개의 케이블 사이에서 다른 전압으로 표현되는 데이터를 두 개의 케이블 상에 신호를 보내는데, 이렇게 함으로써 더 긴 케이블을 지원할 수 있게 한다. 저압차동은 전력소모와 제조원가를 낮춘다.

최근의 SCSI 표준은 클록속도와 함께 동작할 수 있게 함으로써, 최고 속도를 80 Mbps에서 160 Mbps로 증가시킨 울트라-3이다. 이 표준은 때로 울트라160/m이라고 불리기도 한다. 울트라160/m을 지원하는 신형 디스크드라이브는 더 빠른 데이터 전송속도를 제공할 것이다. 울트라160/m은 또한 전송된 데이터의 무결성을 보장하기 위한 CRC와 SCSI 네트웍을 테스트하기 위한 도메인 검증 기능을 포함한다.

현존하는 SCSI 표준들을 다음의 표에 정리, 요약하였다.

1. 파티션(Partition)

partition ; 파티션 또는 분할

PC에서 파티션은 하드디스크의 논리적 분할을 만든 것으로서, 같은 하드디스크 내에 다른 운영체계를 설치하거나, 파일 관리, 다중 사용자 관리 및 기타 다른 목적을 위해 별도의 하드디스크 드라이브를 가진 것처럼 보이게 할 수 있다. 파티션은 하드디스크를 포맷할 때 만들어진다. 대개, 파티션이 하나인 하드디스크는 C: 드라이브로 명명되지만, 두 개의 파티션으로 나뉜 하드드라이브는 C: 와 D: 드라이브로 명명된다 (CD-ROM 드라이브는 보통 하드디스크 포맷의 결과로 사용된 문자순서의 그 다음 문자가 할당된다. 즉, 두 개의 파티션인 경우 CD-ROM은 E: 드라이브가 된다).

컴퓨터를 부팅하는 과정 중에 가장 중요한 부분은 하드디스크의 첫 번째 섹터에게 제어권을 넘기는 일이다. 여기에는 몇 개의 파티션으로 나뉘었는지, 그 크기는 각각 얼마인지, 각 파티션이 시작하는 주소는 어디부터인지 등을 정의하는 파티션 테이블이 포함된다. 이 섹터는 운영체계의 부트 섹터를 읽는 프로그램을 포함하며, 그 섹터에 제어권을 넘겨서 운영체계의 나머지 부분들이 램으로 적재될 수 있도록 한다.

부트 바이러스는 그 파티션 섹터 내에 잘못된 정보를 집어넣음으로써, 운영체계가 적재되지 못하도록 하는 것이다. 이런 이유 때문에, 파티션 섹터를 디스켓에 백업해 놓는 것이 필요한 것이다.

2. 클러스터(Cluster)

cluster ; 클러스터

3. FAT(File Allocation Table)

FAT / FAT32 (file allocation table) ; 파일 배치표

FAT는 운영체계가 하드디스크 내에 유지하는 일종의 파일 배치표로서, 파일들이 저장되어 있는 클러스터들의 위치도를 제공한다.

새로운 파일이 하드디스크에 저장될 때, 그 파일은 적어도 하나 또는 그 이상의 클러스터에 저장되는데, 여러 개의 클러스터에 저장되는 경우 각 클러스터들이 항상 인근에 있을 필요는 없으며, 오히려 디스크의 이곳 저곳에 넓게 흩어져 있는 경우도 빈번하다. 예를 들어, 내용이 아주 긴 웹 페이지의 경우 이것은 하드디스크 내에 저장될때 여러 개의 클러스터를 차지할 가능성이 높다.

운영체계는 새로운 파일에 대해 각 클러스터의 위치와 순서를 기록한 FAT 엔트리를 만들며, 파일을 읽을 때 여러 클러스터로부터 읽어들인 파일의 내용을 순서에 맞게 다시 짜 맞추어 전체 내용을 함께 보여주게 된다.

일반적으로 클러스터 1개의 크기는 2,048이나 4,192 또는 8,096 바이트이다. 윈도우95 OSR2 이전의 DOS나 윈도우에서는 FAT 엔트리의 크기를 16 비트를 사용하였는데, 클러스터의 크기를 2,048 바이트라고 가정하면, 이때 관리할 수 있는 하드디스크의 최대 용량은 128 MB로 제한된다.

물론 클러스터 1개의 크기를 8,192 바이트로 설정하면 최고 512 MB까지 지원될 수 있겠지만, 이때에는 낭비되는 클러스터들 때문에 하드디스크의 비효율적인 이용이 우려된다.

도스 5.0 이후의 버전들은 최고 4개까지 파티션을 나눌 수 있도록 함으로써 16 비트 FAT 엔트리로 최고 2 GB까지 하드디스크를 지원할 수 있었다. 그러나 32 비트 FAT 엔트리, 즉 FAT32를 지원하는 윈도우95 OSR2를 사용하면, 사용자들은 2 테라바이트(즉, 2,000 GB)에 달하는 엄청난 크기의 하드디스크를 관리할 수 있다.

4. NTFS(NT File System)

NTFS (NT File System)

NTFS는 윈도우NT 운영체계가 하드디스크 상에 파일들을 저장하고 검색하는데 사용하는 시스템이다. 윈도우NT에서 NTFS의 역할은, 윈도우95의 FAT이나 OS/2의 HPFS에 해당하는 것이다. 그러나, NTFS는 FAT이나 HPFS에 비해 성능이나 확장성 및 보안성 면에 있어, 많은 개선점들을 제공한다.

특히 주목할만한 NTFS의 기능들은 다음과 같다.

• 파일 클러스터들을 추적하기 위해 b-tree 디렉토리 개념을 사용
• 파일의 클러스터들에 관한 정보와 다른 데이터들이 각 클러스터에 함께 저장된다 (FAT는 관리용 테이블만이 저장된다)
• 최대 2⁶⁴, 즉 대략 160억 바이트 정도의 매우 큰 파일도 지원
• 서버 관리자가 ACL을 이용하여 누가 어떤 파일만을 액세스할 수 있는지 등을 통제 가능
• 통합된 파일 압축
• 유니코드 기반의 파일이름 들을 지원
• 긴 파일이름을 지원
• 교체용 디스크와 고정 디스크 모두에 대해 데이터 보안을 지원

NTFS 동작원리

하드디스크는 초기화(포맷)될 때, 물리적인 전체 하드디스크 공간이 파티션으로 나뉘어진다. 운영체계는, 각 파티션 내에 저장된 모든 파일들에 대한 상황들을 계속 추적한다. 각 파일은 실제로 하드디스크 상의 하나 이상의 클러스터에 저장된다. NTFS를 사용하면, 클러스터의 크기를 512 바이트에서 64 KB 사이에서 정할 수 있다. 윈도우NT는 드라이브가 지정되면 그 크기에 따라 적당한 기본 클러스터 크기를 추천한다. 예를 들면, 4 GB 짜리 드라이브에 대해서는 기본 클러스터 크기가 4 KB이다. 한번 정해진 클러스터들은 더 이상 나눌 수 없다는데 유의하라. 아무리 크기가 작은 파일이라 하더라도 한 클러스터를 차지하고, 4.1 KB 크기의 파일에 대해 4 KB 클러스터 시스템에서는 두 개의 클러스터(8 KB 필요)가 사용된다.

클러스터 크기는 디스크 공간의 효율적인 사용과, 하나의 파일을 읽어들일 때 몇 번의 디스크 액세스가 필요한지 사이에서 사용자가 선택해야할 문제이다. NTFS를 사용할 때 일반적으로, 하드디스크의 크기가 클수록 기본 클러스터 크기가 커지는데, 그 이유는 이 시스템의 사용자가 디스크 공간사용은 다소 비효율적이라도, 디스크 액세스 횟수를 줄임으로써 퍼포먼스를 높이기를 원한다고 가정하기 때문이다.

NTFS를 사용하여 파일이 만들어지면, 그 파일에 관한 레코드가 MFT라고 불리는 특별한 파일 내에 만들어진다. 그 레코드는 하나의 파일이 여기저기 흩어져있는 클러스터들에 나뉘어 저장되어 있을 때, 그 파일을 찾기 위해 사용된다. NTFS는 하나의 파일 전체를 담을 수 있을 만한 저장공간(여러 개의 클러스터들이 서로 인접해있는)을 찾으려는 시도를 한다. 각 파일은 데이터의 내용과 함께 그것의 속성에 관한 설명, 즉 메타데이터를 포함하고 있다.

5. NTFS 5의 특징

(1) 보안 강화

(2) 파일 압축

(3) 디스크 할당량 제어

(1) 보안

ACL (Access Control List) ; 접근제어목록

ACL[에이씨엘]은 개개의 사용자들이 디렉토리나 파일과 같은 특정 시스템 개체에 접근할 수 있는 권한을 컴퓨터의 운영체계에 알리기 위해 설정해 놓은 표라고 할 수 있다. 각 개체는 접근제어목록을 식별할 수 있는 보안 속성을 가지며, 그 목록은 접근권한을 가진 각 시스템 사용자들을 위한 엔트리를 가진다. 가장 일반적인 권한은 1개의 파일이나 또는 한 개의 디렉토리 안에 있는 모든 파일들을 읽을 수 있고(Read), 기록할 수 있으며(Write), 그리고 만약 그것이 실행가능한 파일이나 프로그램인 경우라면 실행시킬 수 있는(Execute) 권한 등을 포함한다.

ACL을 사용하는 대표적인 운영체계들로는, 윈도우NT, 노벨 네트웨어, 디지털의 OpenVMS, 그리고 유닉스 기반의 시스템들을 들 수 있지만, 각 운영체계마다 이러한 ACL은 각각 다르게 구현된다. 윈도우NT에서 ACL은 각 시스템 개체로 구성되어 있다.

각 ACL은 사용자의 이름이나 사용자 그룹으로 이루어지는 하나 또는 그 이상의 접근통제엔트리(ACE)를 가진다. 사용자는 프로그래머, 테스터 등과 같이 그 역할을 지칭하는 이름이 될 수도 있다. 이렇게, 사용자들이나 그룹 또는 각자의 역할에 따라 액세스 마스크(access mask)라고 불리우는 비트 스트링에 접근권한이 적히게 있다. 일반적으로 시스템관리자나 해당 개체의 소유자가 그 개체에 대한 ACL을 생성한다.

한 예로서, 한명은 프로그래머, 다른 한명은 프로그램 테스터, 그리고 세 번째는 시스템 그 자체로 3명의 사용자를 가지는 운영체계를 가정해 보자. 이때, 주어진 프로그램 개체에 대한 ACL은 다음과 같이 될수 있다.
 

이렇게 3개의 엔트리를 갖는 ACL에서 이 프로그램 개체를 읽거나, 쓰거나 또는 실행하기 전에 시스템은 접근제어목록을 참조하여 사용자에게 부여된 접근권한에 따라 작업을 허용할 것인지의 여부를 결정하게 된다.

public key ; 공개키

공개키는 지정된 인증기관에 의해 제공되는 키 값으로서, 이 공개키로부터 생성된 개인키와 함께 결합되어, 메시지 및 전자서명의 암호화와 복원에 효과적으로 사용될 수 있다.

공개키와 개인키를 결합하는 방식은 비대칭 암호작성법으로 알려져 있으며, 공개키를 사용하는 시스템을 공개키 기반구조(PKI)라고 부른다.

private or secret key ; 개인키 또는 비밀키

암호 작성 및 해독 기법에서, 개인키란 암호/복호를 위해 비밀 메시지를 교환하는 당사자만이 알고 있는 키이다. 전통적으로 비밀키를 이용한 암호 작성 및 해독 기법에서, 키는 각 메시지를 암호화하고 복호화할 수 있도록 전달자에 의해 공유될 수 있었다. 그러나, 이 시스템의 최대 약점은 만약 한쪽편이 키를 잃어버리거나 도난 당하면, 그 암호화 시스템은 깨지고 만다는데 있다. 다. 보다 최근의 대안은, 공개키와 개인키의 조합을 사용하는 것이다. 이 시스템에서, 공개키는 개인키와 함께 사용된다.

(2) 파일압축

compression ; (파일) 압축

압축이란 저장공간을 절약하거나 데이터 전송시간을 줄이기 위하여 데이터의 크기를 줄이는 것이다. 데이터통신에서, 여러 가지 요소에 따라 데이터 내용에 대해서만 압축을 하거나 또는 헤더 정보를 포함한 전송단위 전체에 대해 압축할 수도 있다.

내용압축은 모든 여분의 공란글자를 제거하거나, 연속된 글자들의 스트링 대신 연속글자 한 개로 삽입함으로써 표현하고, 자주 나타나는 글자들을 의한 보다 적은 량의 비트 스트링으로 대체하는 등의 간단한 방법으로 할 수 있다. 이런 종류의 압축을 통해 텍스트 파일을 원래의 크기에서 약 50%까지로 줄일 수 있다. 압축은 데이터를 어떻게 압축하고, 또 풀어낼 것인지를 결정하는 공식이나 알고리즘을 사용하는 프로그램에 의해 행해진다.

그래픽 이미지 파일 형식은 텍스트 파일에 비해 매우 크기가 큰 파일이 되는 경향이 있기 때문에, 정보를 가능한 한 많이 압축할 수 있도록 설계된다.

인터넷을 통해 정보를 주고받을 때, 커다란 텍스트 파일들은 하나씩 단독으로 전송되기도 하지만, zip이나, gzip 등의 압축 포맷 속에 여러 개의 파일을 통합하여 하나의 압축파일로 전송하기도 한다. WinZip은 윈도우 환경에서 여러 개의 파일들을 하나로 압축할 수 있는 유명한 압축 프로그램이다.

(3) 디스크 할당량 제어

디스크 할당량 제어는 사용자가 쓸 수 있는 디스크 용량을 제한하는 기능을 말한다.

ISP (Internet service provider) ; 인터넷 서비스 제공사업자

ISP[아이 에스 피]는 개인이나 회사들에게 인터넷 접속서비스, 웹사이트 건설 및 웹호스팅 서비스 등을 제공하는 회사들을 말한다. 이를 위하여 ISP는 인터넷 접속에 필요한 장비와 통신회선을 갖추고 있으며, 대형 ISP들은 전화망 사업자에 비교적 덜 의존적이면서도 자신들의 고객들에게 좀더 나은 서비스를 제공하기 위해 자신들만의 고속 전용회선을 갖추기도 한다.

미국의 경우 전국 및 지역을 커버하는 대형 ISP 들로 AT&T WorldNet, IBM Global Network, MCI, Netcom, UUNet, PSINet 등이 있으며, 우리나라에는 아이네트, 채널아이, 넷츠고, 네띠앙 등이 있다. 그 외에도 사용자들은 온라인 서비스 사업자들을 통해 인터넷에 접속하는 경우도 많은데, 미국의 경우에는 America Online과 Compuserve 등이 대표적인 예이며, 우리나라는 천리안, 유니텔, 하이텔 등이 여기에 속한다.

※ 학습정리

※ 관련문제

※ 참고문헌/사이트

 텀즈코리아