🍅 Ch04 File System 🍅

File System

디스크 드라이브 (Disk Drive)

물리적 저장장치(하드 디스크, SSD 등)

여러 개의 파티션으로 나뉠 수 있으며, 각각의 파티션에 파일 시스템이 존재할 수 있음

파일 시스템 (File System)

각 파티션에는 파일 시스템이 포함됨 / 파일 및 디렉터리 관리

여러 개의 Cylinder Group으로 나뉨 / 여러 개의 트랙, 섹터로 구성됨. 물리적으로 가까운 데이터를 함꼐 저장해 성능 최적화

부트 블록 (Boot Block)

파일 시스템이 포함된 파티션의 첫 번째 영역에 위치

시스템이 부팅될 때 운영 체제를 로드하는 데 사용

슈퍼 블록 (Super Block)

파일 시스템에 대한 메타데디터를 저장하는 영역

파일 시스템의 크기, 블록 크기, 사용 가능 블록 수, i-node 수 등 중요한 정보 포함

파일 시스템이 손상 → 슈퍼 블록의 백업 통해 복구 가능

Cylinder Group (실린더 그룹)

디스크의 일부를 그룹으로 묶어 관리하는 방식

슈퍼 블록 복사본 / cg info / i-node 맵 / 블록 비트맵 / i-node fltmxm / 데이터 블록 같은 요소 포함

Unix File System

루트 파일 시스템 (/)

파일 시스템의 최상위 디렉터리

모든 디렉터리와 파일은 / 아래에 존재

주요 하위 디렉터리

bin - 실행 가능한 바이너리 파일(명령어)

etc - 시스템 설정 파일

home - 사용자 계정별 홈 디렉터리 (별도 파티션)

usr - 시스템 및 사용자 프로그램 저장소 (별도 파티션)

/home 파티션

개별 사용자의 홈 디렉터리가 저장되는 공간

/home을 별도의 파티션으로 분류하는 이유

  운영체제와 독립적 관리 가능 (OS 재설치 시에도 사용자 데이터 유지)
  사용자 데이터 보호 (디스크 공간 부족 시에도 OS 영향 최소화)

/usr 파티션

사용자 프로그램 및 공유 라이브러리 저장하는 공간

주요 디렉터리

bin - 응용 프로그램 실행 파일

lib - 프로그램이 사용하는 공유 라이브러리

/usr을 별도의 파티션으로 분류하는 이유

  주로 읽기 전용으로 사용되어 보안, 안정성 증가
  여러 시스템에서 공유 가능

i-node and data block

i-node

파일 시스템에서 파일의 메타데이터 저장하는 데이터 구조

Unix directory tree

루트 디렉터리 (/)

파일 시스템의 최상위 디렉터리

모든 파일과 디렉터리는 / 아래에 위치

주요 디렉터리 및 역할

/dev (devieces) - 시스템의 장치 파일 (하드디스크, 키보드, 프린터)

/etc (system files) - 시스템 설정 파일 및 구성 파일 저장

/bin (programs) - 필수 실행 파일 저장 (ex) cp, sh, ls)

/lib (libraries) - 사용자 프로그램을 위한 추가 라이브러리 저장

/usr/bin (programs) - 일반 사용자가 실행할 수 있는 응용 프로그램 저장

/usr/lib (libraries) - 사용자 프로그램을 위한 추가 라이브러리 저장

/usr/include (headers) - C 프로그래밍을 의한 헤더 파일(ex)stdio.h) 저장

/home (user directories) - 각 사용자의 홈 디렉터리

Root directory (1) 루트 디렉터리

/

root directory of the entire file system hierarchy

파일 시스템의 최상위(root) 디렉터리

/devices

physical device files

믈리적 하드웨어 장치를 나타내는 파일들이 저장됨

CPU, 메모리, 네트워크 카드, 디스크 등 실제 하드웨어에 대한 인터페이스 제공

/dev

logical device files

운영체제에서 논리적으로 관리하는 디바이스 파일 저장

장치를 직접 접근하는 것이 아니라 파일처럼 접근 가능

/etc

host-specific system-wide configuration files – /etc is referred to as the etcetera directory, as this directory historically held everything that did not belong elsewhere. Recent interpretations include backronyms such as "Editable Text Configuration" or "Extended Tool Chest"

시스템 전체의 설정 파일과 스크립트 저장

/mnt

temporarily mounted filesystems.

임시로 마운트된 파일 시스템이 위치하는 디렉터리

외부 장치(USB, 네트워크 드라이브 등)을 연결할 때 사용

관리자가 특정 목적을 위해 마운트하는 디렉터리 / 시스템이 자동으로 사용하는 디렉터리 X

/opt

optional application software packages

추가적인 소프트웨어 패키지를 저장하는 디렉터리

기본 시스템 패키지가 아닌 제3자 애플리케이션이 설치됨

/proc

virtual filesystem providing process and kernel information as files

운영체제의 프로세스 및 커널 정보를 저장하는 가상 파일 시스템

물리적인 파일이 아니라 실시간으로 생성되는 데이터

시스템 상태를 모니터링하고 프로세스 정보 확인할 때 사용

/tmp

temporary files. Not preserved between system reboots.

임시 파일 저장 공간

시스템 재부팅 시 해당 디렉터리의 내용 삭제됨

일시적인 파일 저장, 프로그램 실행 중 생성되는 파일 저장에 사용됨

Root directory (2)

/bin

command binaries (same with /usr/bin)

binary

시스템이 부팅될 때 꼭 필요한 기본 명령어들이 있음

/sbin

Non-essential system binaries, e.g., daemons for various network-services.

system binary 시스템 관리자용 명령어들

일반 사용자보다는 root(관리자)가 사용하는 명령어가 위치

/bin - 일반 사용자 명령어 /sbin - 시스템용 도구

/usr

used for miscellaneous purpose – /usr/bin, /usr/lib, /usr/include

Unix System Resourses

부팅 후 사용하는 응용 프로그램, 라이브러리, 헤더 파일 등을 담고 있음

일반 사용자 프로그램들이 많이 들어 있음

/lib

libraries for the binaries in /usr/bin/ and /usr/sbin/ (same with /usr/lib)

공통 라이브러리가 들어 있는 디렉터리

/var

Variable files whose content is expected to continually change during normal operation of the system., such as logs, spool files, and temporary e-mail files.

variable

자주 내용이 바뀌는 파일들이 저장됨

/home

Users' home directories(Now user’s home is in /export/home)

사용자들이 자신의 파일 저장하는 공간

각각의 사용자는 자신의 홈 디렉터리 가짐

/export

open contains remote file systems

원격 파일 시스템을 공유하거나 마운트할 때 사용하는 디렉터리

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Navigating file system

$ echo hi > hi.txt

“hi”라는 문자열 파일로 저장

출력 리디렉션 연산자, 결과를 hi.txt라는 파일에 저장 (화면에 보여주는 대신, 저장)

이미 존재하면, 기존 내용 덮어씀

$ ls

현재 디렉터리에 있는 파일과 디렉터리 목록 보기

$ cat hi.txt

파일 내용 출력

파일 내용을 한 번에 전부 보여줌

$ more /etc/group

/etc/group 파일을 한 화면씩 스크롤하며 보기

space 누르면 다음 페이지, q 누르면 종료

$ head -5 /etc/hosts

/etc/hosts 파일의 처음 5줄만 출력

$ tail -f /var/log/syslog

syslog 파일의 마지막 부분을 실시간으로 모니터링

-f - follow 로그가 추가될 때마다 계속 보여줌

$ pg /etc/profile

more와 비슷한 페이지 단위 파일 뷰어

키보드로 스크롤 가능

/etc/profile - 로그인 시 실행되는 전역 환경 설정 파일

$ cd /usr/bin

현재 위치를 /usr/bin 디렉터리로 이동

cd - change directory 디렉터리 이동 명령어

/usr/bin 시스템 프로그램 실행 파일이 모여 있는 디렉터리

$ pwd

print working directory

현재 내가 위치한 디렉터리 경로를 출력

---

Create file

$ cp hi.txt hi2.txt

hi.txt 파일을 복사하여 hi2.txt로 만듦

원본 유지, 복사본 생성

$ mv hi2.txt hi3.txt

hi2.txt 파일의 이름을 hi3.txt로 변경

또는 다른 위치로 이동

$ rm hi3.txt

hi3.txt 파일 삭제

삭제하면 복구 불가

$ touch a.txt

빈 파일 a.txt 생성

이미 존재하는 파일이면 수정 시간 갱신

$ touch h1.txt

$ mkdir dir1

dir1이라는 새 디렉터리 생성

$ mv dir1 dir2

디렉터리 dir1의 이름을 dir2로 변경

$ rmdir dir2

dir2 디렉터리 삭제 (비어 있을 때만)

$ whereis echo

echo 명령어가 어디에 있는지 전체적으로 찾음

실행 파일, 소스 코드, 메뉴얼 페이지 위치를 모두 보여줌

$ which echo

현재 사용 중인 쉘에서 실제로 실행될 명령어 위치만 알려줌

Create text file

$ echo hi > hi.txt

“hi”라는 문자열 파일로 저장

• 출력 리디렉션 연산자, 결과를 hi.txt라는 파일에 저장

이미 존재하면, 기존 내용 덮어씀

$ echo hello >> hi.txt

“hello”라는 텍스트를 hi.txt 파일에 추가

• 덧붙이기 연산자

$ cp hi.txt hello.txt

hi.txt 파일 복사해 hello.txt라는 새 파일 만듦

$ cat > aa.txt

Good morning

See you~

^d

직접 입력한 내용 파일로 저장

키보드로 입력받다가 Ctrl+D 누르면 저장 종료

$ cat aa.txt

aa.txt 파일의 내용 출력

$ head -5 /etc/passwd > pass.txt

/etc/passwd 파일에서 처음 5줄만 추출해서 pass.txt에 저장

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touch

$ echo Hello > h.txt

$ touch aa.txt

aa.txt is a new file name

create a file of size zero(0)

$ touch h.txt

h.txt is existing file

change last edit time to now

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cp and mv

$ cp hi.txt hi2.txt

$ cp hi.txt dir1

hi.txt 파일을 디렉터리 dir1 안으로 복사

→ dir1/hi.txt 파일 생성

$ cp hi.txt dir1/hi3.txt

hi.txt를 dir1 디렉터리 안에 hi3.txt라는 이름으로 복사

$ mv h1.txt hi2.txt

이름 변경

$ mv hi.txt dir1

dir 디렉터리 안으로 이동

$ mv hi.txt dir1/hi2.txt

$ mv dir1 dir2

dir1이라는 디렉터리의 이름을 dir2로 변경

---

rm

$ remove file

$ rm h*.txt

remove text file starting with h

h로 시작하고 .txt로 끝나는 모든 파일 삭제

$ rm dir1/*.txt

remove all files in dir1 directory

dir1 디렉터리 안에 있는 .txt 파일 전부 삭제

디렉터리는 그대로 남음

$ rm -rf dir1

remove all files in dir1 directory and remove dir1 without asking at one time (must be careful)

dir1 디렉터리와 그 안의 모든 파일, 폴더 전부 즉시 삭제

복구 불가능 / 확인 메시지 X

If ($ rmdir dir1) fails

remove all files and subdirectory in dir

remove dir1

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ls -l

$ ls —l

디렉터리, 파일의 상세 정보 출력

-rw-r--r-- 1 unix300 other   3 3월30일00:03 hi.txt
drwxr-xr-x 2 unix300 other 513 3월23일00:39 dir1

File type : permission : link numer : owner : group : last edittong time : file name

권한 : 링크수 : 소유자 : 그룹 : 크기(byte) / 날짜, 시간 / 이름

FIle types

First character of ‘ls —l’ command

ls -l 명령어의 첫 번째 문자 - 파일 종류 판별

파일이 디렉터리인지, 링크인지, 장치인지 구분

d - The entry is a directory 디렉터리 - 폴더

b : The entry is a block special file 블록 장치 파일 - ex 디스크, USB

c : The entry is a character special file 문자 장치 파일 - ex 키보드, 터미널

l : The entry is a symbolic link 심볼릭 링크 - 다른 파일 가리키는 바로가기

p : The entry is a first-in, first-out (FIFO) special file (pipe) 파이프 - 프로세스 간 통신용 일시적 통로

s : The entry is a local socket 소켓 프로세스 간 통신 위한 특별한 파일

• : The entry is an ordinary file 일반 파일 (ex 텍스트, 이미지, 실행파일)

$ file hi.txt (unix command)

파일 내용 기반으로 파일 타입 확인

파일이 텍스트인지, 이미지인지, 실행파일인지 알려줌

Display file type

hi.txt : ASCII Text

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permission

파일과 디렉터리의 권환

rw-r—r—

rw- 소유자 (읽기+쓰기 가능)

r— 그룹 (읽기)

r— 기타 사용자 (읽기)

User/onwer(rw-), group(r—), other(r—)

r - 읽기 / 파일 : 내용 보기 가능, 디렉터리 : 파일 목록 보기

w - 쓰기 / 파일 : 내용 수정 가능, 디렉터리 : 파일 생성/삭제 가능

x - 실행 / 파일 : 프로그램처럼 실행 가능, 디렉터리 : cd로 들어가기 가능

r(read), w(write), x(execute)

File readable : cat possible

File writable : can edit

File executable : can run that file (program)

Directory readable : ls possible

Directory writable : create/delete possible

Directory executable : cd possible

---

Link number

Link is a connection between a file name and a file (hard link)

파일 이름과 실제 데이터 사이의 연결

하나의 파일은 여러 이름(링크)로 접근 가능

이때의 연결 고리가 하드 링크 또는 소프트 링크

2 type of link

(hard) link - 파일의 또 다른 실제 이름 / ln 원본 새이름

soft link(symbolic link) - 바로가기, 참조 포인터 / ln -s 원본 링크

$ ln hi.txt hi2.txt

create a new file name (increase link number)

같은 파일을 가리키는 또 다른 이름

내용 공유됨 → 하나 수정하면 다른 것도 같이 바뀜

파일 삭제해도 링크 수가 1 이상이면 실제 내용 남아 있음

i-node 번호가 같음

같은 파일 시스템에서만 가능

$ ln -s hi.txt hi3.txt

make a new soft link

i-node가 다름

hi.txt가 삭제되면 hi3.txt는 깨짐

경로 기반으로 작동

다른 파일 시스템에서도 가능

-rw-r--r-- 2 user group 100 3월 21 10:00 hi.txt
-rw-r--r-- 2 user group 100 3월 21 10:00 hi2.txt
lrwxrwxrwx 1 user group   6 3월 21 10:01 hi3.txt -> hi.txt // 소프트 링크

---

cp

$ echo Hi~ > hi.txt

$ cp hi.txt hi2.txt

$ ls -i

파일 옆에 i-node 번호 함께 출력

i-node - 실제 데이터(내용)을 식별하는 번호 / i-node가 다르면 별개의 파일 / 같으면 같은 내용 공유하는 하드 링크

cp로 복사하면 내용은 같아도 완전히 다른 파일 만들어지고, ls -i를 통해 서로 다른 i-node 번호를 확인할 수 있음

ln 하드 링크

실제 파일 데이터(i-nlde) 공유

원본 삭제해도 유지됨

$ ln hi.txt hi2.txt

링크 수가 2로 증가

$ ls -il

-i - i-node 번호 함께 출력

-l 상세 정보 출력

ln -s 심볼릭 링크

파일 경로 가리킴

원본 삭제 시 링크 깨짐

ex) shortcut.txt -> /home/user/real.txt

$ ln -s hi.txt hi2.txt

$ ln -s /export/home/unix300/hi.txt hi3.txt

Contents/Information

File contents : in data blocks

파일의 실제 데이터(내용)은 디스크의 데이터 블록에 저장됨

$ cat, more, less, pg, head, tail 이용해 내용 읽음

File information : in i-node

파일에 대한 정보(메타데이터)는 i-node에 저장됨

메타데이터 - 데이터에 대한 데이터 (ex 파일 크기, 만든 날짜 등등,,)

$ ls -l 이용해 확인

Directory contents : $ ls -i (in data blocks)

디렉터리도 실제로는 파일 이름 + i-node 번호 목록이 들어 있는 특수한 파일

Directory information : $ ls -ld (in i-node)

디렉터리 자체의 i-node 정보 확인할 떄는 ls -ld 사용

디렉터리의 내용물이 아닌 디렉터리 자체 정보만 출력

$ echo 123456 > 123.txt 
$ cat 123.txt
$ od -x 123.txt
$ od -c 123.txt
// od - 파일 내부를 16진수나 문자로 분석해서 보여주는 도구

---

find

특정 조건의 파일이나 디렉터리를 찾아주는 명령어

find [탐색경로] [조건] [옵션/동작]

$ find /path -name '파일명’

Find a file hi.txt under the directory /export/home

파일 이름으로 검색

$ find / -name core 2> /dev/null

Find a file and hide error message

권한이 없어서 생기는 오류 메시지 안 보이게 하기

$ find / -name core > out.txt

Find a file, save result to out.txt and hide error message

결과는 out.txt에 저장

$ find / -name “h*.txt” -exec 명령 {} \;

Find file, and cat the file

/ 아래에서 이름이 h로 시작하고 .txt로 끝나는 파일을 찾음

찾은 각 파일에 대해 cat 명령어를 실행해서 내용 출력

{} 찾은 파일 경로

\; -exec 옵션 끝낸다는 표시

$ file / -name “h*.txt” -ok 명령 {] \;

find file, and cat that file if answer is yes

실행 전 사용자에게 물어봄

출력 예시 < 명령 ... ? > y

---

chmod (symbolic)

chmod [옵션] [파일명]

기호 방식으로 파일/디렉터리의 권한을 변경하는 명령어

$ chmod u+w, g-w, o=r— hi.txt

u(ser) g(roup), o(ther), a(ll)

+(add), -(remove), =(set 재설정)

r(ead), w(rite), x(excutable 실행), -(no permission)

$ chmod +x a.sh

same as chmod a+x a.sh

모든 사용자에게 실행 권한 부여

---

chmod (numeric, octal)

$ chmod 644 hi.txt

user, group, other

4(read), 2(write), 1(executable), 0(no)

$ chmod 644 a.sh

chmod u=rw-, g=r—, o=r— a.sh

 

$ chmod 755 dir1

chmod u=rwx, g=r-x, o=r-x dir1

$ chmod 700 a.sh

chmod u=rwx, g=—-, o=—- a.sh

$ chmod 777 

모든 사용자에게 완전 공개

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umask

파일이나 디렉터리를 새로 만들 때 자동으로 설정되는 기본 권한에서 일부를 막는 값

User Mask

새 파일의 기본 권한 - 666

새 디렉터리의 기본 권한 - 777

최종 권한 = 기본 권한 - umask 값 (뺄셈처럼 동작)

Defines masking some permissions

When make a new file or a new directory

Bit 1 masks permission (not give permit)

$ umask [value]

$ umask // see current value 현재 마스크 값 확인

$ umask 022 // set umask as 022 마스크 값 설정

---

Default file/dir permission (다시 공부)

디렉터리/파일 생성 시 최종 권한 계산 원리

777 XOR umask → DEF_DIR_MASK

default directory permission

Remove x from DEF_DIR_MASK

default file permission

Example

If umask is 022

777 XOR 022 = 755

default directory permission

X remove from 755 = 644

default file permission

---

File system management

$ df : disk free

전체 파일 시스템의 남은 공간과 사용량을 보여줌

df -k - see kilobytes 단위를 킬로바이트로 보여줌

$ du : disk usage

현재 디렉터리부터 하위 디렉터리까지 모든 디렉터리의 사용량 출력

du -sk - see summary disk usage of each directory

한 줄로 현재 디렉터리의 총 용량 출력

$ mount : see what is currently mounted

현재 마운트될 파일 시스템 목록 출력

마운트 : 운영체제에서 저장 장치의 파일 시스템을 현재의 디렉터리 트리 안에 연결하는 것 / 외부 저장장치의 파일 시스템을 시스템의 한 부분으로 연결해주는 작업

/etc/mnttab file reflects this information

$ mount -t device_name mount_point

mount -t iso9600 /dev/cdrom /mnt/cdrom

$ mountall

시스템 설정 파일에 따라 모든 파일 시스템을 자동 마운트

부팅 시 자동 실행

Mount all file system as defined /etc/vfstab file

$ Umount : unmount device

마운트 해제

CD-ROM이나 외장 장치 같은 마운트된 장치를 해제함

Umount /mnt/cdrom

Umount /dev/cdrom

$ Umountall : unmount all without / and core file system

/와 핵심 시스템 파티션을 제외한 모든 파일 시스템 마운트를 해제