[CS] Filesystem & Index Node

1. 파일시스템

파일 시스템은 데이터를 저장하고 관리하는 시스템입이다.
우리가 컴퓨터나 스마트폰에서 사용하는 모든 파일은 파일 시스템에 의해 체계적으로 관리된다.
파일 시스템은 다음과 같은 정보들을 관리한다.

• 파일의 이름
• 파일의 크기
• 파일의 위치
• 파일의 접근 권한

2. 디스크 용량 확인하기

디스크 용량을 확인할 때 사용하는 df -h 명령어는 파일 시스템의 상태를 보여준다. -h 옵션은 사람이 읽기 쉬운 형태로 출력하라는 의미이다.

$ df -h
Filesystem        Size    Used   Avail Capacity iused ifree %iused  Mounted on
/dev/disk3s1s1   926Gi    13Gi   197Gi     6%    404k  2.1G    0%   /
devfs            211Ki   211Ki     0Bi   100%     732     0  100%   /dev
/dev/disk3s6     926Gi    20Ki   197Gi     1%       0  2.1G    0%   /System/Volumes/VM
/dev/disk3s2     926Gi    11Gi   197Gi     6%    1.5k  2.1G    0%   /System/Volumes/Preboot
/dev/disk3s4     926Gi   641Mi   197Gi     1%     320  2.1G    0%   /System/Volumes/Update
/dev/disk1s2     500Mi   6.0Mi   480Mi     2%       1  4.9M    0%   /System/Volumes/xarts
/dev/disk1s1     500Mi   6.1Mi   480Mi     2%      28  4.9M    0%   /System/Volumes/iSCPreboot
/dev/disk1s3     500Mi   2.7Mi   480Mi     1%      82  4.9M    0%   /System/Volumes/Hardware
/dev/disk3s5     926Gi   703Gi   197Gi    79%    2.0M  2.1G    0%   /System/Volumes/Data
map auto_home      0Bi     0Bi     0Bi   100%       0     0     -   /System/Volumes/Data/home
/dev/disk3s1     926Gi    13Gi   197Gi     6%    404k  2.1G    0%   /System/Volumes/Update/mnt1

1) 각 항목의 의미

• Filesystem: 파일 시스템의 이름.
• Size: 파일 시스템의 전체 크기.
• Used: 사용된 공간.
• Avail: 사용 가능한 공간.
• Capacity: 사용된 용량의 백분율.
• iused: 사용된 인덱스 노드 수.
• ifree: 사용 가능한 인덱스 노드 수.
• %iused: 사용된 인덱스 노드의 백분율.
• Mounted on: 파일 시스템이 mount된 위치.

2) 각 Filesystem의 의미

• /dev/disk3s1s1: root 파일 시스템으로, 모든 주요 시스템 파일과 사용자 파일이 이곳에 저장된다.
• devfs: 장치 파일 시스템으로, 시스템에 연결된 장치들의 정보를 포함.
• /dev/disk3s6: 가상 메모리 볼륨으로 사용된다.
• /dev/disk3s2: 시스템의 부팅에 필요한 파일을 저장하는 preboot 볼륨.
• /dev/disk3s4: 시스템 업데이트에 사용되는 볼륨.
• /dev/disk1s2: xarts 볼륨, 일반적으로 애플 시스템에서 사용되는 임시 파일 시스템.
• /dev/disk1s1: iSCPreboot 볼륨, 시스템 부팅과 관련된 정보를 포함.
• /dev/disk1s3: 하드웨어 관련 파일을 저장하는 볼륨.
• /dev/disk3s5: 사용자 데이터와 애플리케이션 데이터가 저장되는 주요 데이터 볼륨.
• map auto_home: 네트워크를 통해 자동으로 mount되는 홈 디렉토리.
• /dev/disk3s1: 시스템 업데이트 과정에서 사용되는 임시 mount 지점.

3. 인덱스 노드(Inode)

파일 시스템에서 인덱스 노드(Inode)는 파일이나 디렉토리에 대한 metadata를 저장하는 데이터 구조이다.
Inode는 파일의 크기, 저장 위치, 권한, 소유자 등의 중요한 정보를 포함하고 있다.

1) 인덱스 노드의 역할

• 메타데이터 저장: 파일의 크기, 소유자, 권한, 저장 위치 등을 저장.
• 파일 관리: 파일 시스템에서 각 파일과 디렉토리를 고유하게 식별하고 관리.

2) 인덱스 노드 비유

• 책 = 파일:
  • 파일은 도서관의 책과 같습니다. 파일에는 우리가 저장하고 싶은 데이터가 담겨 있다.
• 카탈로그 = 인덱스 노드(Inode):
  • 인덱스 노드는 도서관의 카탈로그에 비유 가능. 카탈로그는 책의 제목, 저자, 위치 등의 정보를 기록하고, 인덱스 노드는 파일의 메타데이터를 저장한다.

3) 파일을 찾는 과정 비유

• 도서관에서 책을 찾는 과정:
  • 카탈로그에서 책의 제목을 검색하고, 서가 번호를 찾아 책을 읽는다.
• 파일 시스템에서 파일을 찾는 과정:
  • 디렉토리에서 파일의 인덱스 노드를 검색하고, 메타데이터를 통해 파일이 저장된 위치를 찾아 내용을 읽는다.

4) 요약!

• 도서관의 책: 파일 시스템의 파일.
• 도서관의 카탈로그: 파일 시스템의 인덱스 노드(Inode).
• 책의 위치를 찾는 과정: 파일의 데이터를 찾는 과정.

즉, 인덱스 노드는 파일의 메타데이터를 관리하여 파일 시스템의 효율적인 운영을 가능하게 한다.
이를 통해 파일 시스템은 각 파일과 디렉토리를 정확히 식별하고 필요한 데이터를 빠르게 접근할 수 있다.