여러분은 물건을 어떻게 보관하시나요? 많은 사람들은 방 안 비어 있는 곳이라면 어디든 물건을 던져 두곤 합니다. 새로운 물건이 들어오면 근처의 오래된 물건을 치우고 자리를 만들죠. 하지만 컴퓨터는 그럴 수 없습니다. 컴퓨터는 호출된 파일을 즉시 찾아낼 수 있도록 모든 데이터를 체계적으로 정리해 저장해야 합니다. 모든 책이 색인과 분류 기준에 따라 정리되어 있는 도서관이 바로 잘 조직된 파일 시스템의 좋은 예입니다.
마찬가지로 모든 운영체제는 자신만의 고유한 저널링 파일 시스템을 통해 데이터를 관리합니다. 저널링 파일 시스템은 종류마다 차이가 있지만, 공통적으로 갖춘 한 가지 핵심 특징이 있는데 바로 '저널링(Journaling)'입니다.
저널링 파일 시스템이란?
'저널(Journal)'이라는 단어는 일기장에 시간 순서대로 사건을 기록하는 것을 의미합니다. 컴퓨터에서의 저널링도 이와 유사합니다. 모든 파일이 해당 카탈로그(목록)에 항목으로 등록되고, 모든 변경 사항은 컴퓨터의 저널에 문서화됩니다. 파일을 검색할 때 컴퓨터는 하드 디스크 전체를 훑지 않고 관련 카탈로그만 확인합니다.
저널링이 반드시 같은 하드 드라이브 섹터에 저장된 파일들이 하나의 카탈로그에 묶인다는 의미는 아닙니다. 물리적으로 멀리 떨어진 곳에 저장된 두 파일이 같은 카탈로그에 항목을 둘 수 있습니다. 덕분에 컴퓨터는 하드 드라이브의 모든 파일을 하나하나 스캔하지 않고 저널 항목만 살펴 필요한 파일을 훨씬 빠르게 찾아낼 수 있습니다.
저널링 파일 시스템에서 사용되는 단위
앞서 언급했듯이 저널링 파일 시스템에는 여러 종류가 있지만, 모두 동일한 측정 단위를 사용합니다. 주요 단위를 간략히 정리하면 다음과 같습니다.
| 단위 이름 | 약자 | 값 |
| 테비바이트(Tebibytes) | TiB | 1024기가바이트 |
| 페비바이트(Pebibyte) | PiB | 1024테비바이트 |
1. NTFS(New Technology File System) – 마이크로소프트
마이크로소프트는 NTFS(New Technology File System)라는 자체 저널링 파일 시스템을 개발했습니다. 대용량 데이터 볼륨을 지원하기 때문에 모든 Windows 운영체제에서 기본으로 사용되고 있습니다. 지원되는 최대 파일 크기는 256TiB로 상당히 큰 용량이며, 실제로 그만큼 큰 파일을 접해 본 경우는 드뭅니다.
NTFS는 체크포인트 정보와 로그 파일을 활용해 재시작 후에도 파일 구조의 일관성을 복원합니다. 또한 'Self-Healing NTFS'라 불리는 기능을 통해 다운타임 없이 손상된 파일을 복구할 수 있습니다. NTFS는 FAT32 파일 시스템을 발전시킨 것으로, 대부분의 시스템보다 읽기·쓰기·검색 속도가 빠른 것이 특징입니다.
2. EXT(Extended File System) – 리눅스
마이크로소프트처럼 리눅스에도 자체적인 저널링 파일 시스템이 있으며, 이를 확장 파일 시스템(Extended File System, EXT)이라 부릅니다. 초기 Unix 방식인 UFS를 기반으로 만들어졌으며, 최근 몇 년간 세 차례의 업그레이드를 거쳤습니다. EXT는 총 4개 버전이 있으며, 새 버전일수록 번호가 하나씩 붙습니다.
EXT 2: 리눅스의 이 저널링 시스템은 처음에 Red Hat Linux에서 사용되었으며, 지금도 SD카드와 USB 드라이브에 활용됩니다. 최대 용량은 32TiB로 다른 저널링 파일 시스템에 비해 작은 편입니다.
EXT 3: EXT 2와 큰 차이는 없지만, EXT 3가 더 널리 보급되어 Linux, BSD, ReactOS에서 사용되고 있습니다.
EXT 4: EXT 2와 EXT 3의 한계로 인해 새로운 저널링 파일 시스템의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 최대 1024PiB(약 백만 TiB)까지 지원하는 EXT 4가 개발되었습니다. 오늘날 대부분의 리눅스 배포판에서 사용되며, Google File Storage와 Power PC에서도 활용됩니다. EXT 4는 저널링 파일 시스템에 체크섬(checksum) 기능을 도입해 신뢰성과 성능을 한층 끌어올렸습니다.
3. APFS(Apple File System) – 애플
APFS(Apple File System)는 애플이 macOS 컴퓨터에서 사용하는 저널링 파일 시스템입니다. macOS Sierra와 iOS 10.3과 함께 공개되었으며, 8000PiB까지 지원해 1024PiB만 지원하는 EXT4보다 훨씬 큰 용량을 다룰 수 있습니다.
APFS는 전체 디스크 암호화(full disk encryption) 기능을 내장하고 있으며, 시스템 스냅샷을 생성해 참조용으로 활용할 수 있습니다. 또한 체크섬을 사용해 데이터 무결성을 보장하고 시스템 충돌로부터 시스템을 보호합니다.
저널링 파일 시스템 정리
파일 시스템에서 저널링은 예기치 않은 종료나 시스템 충돌 상황에서 큰 힘이 되는 중요한 기능입니다. 저널링 파일 시스템은 모든 파일과 모든 변경 사항을 장부처럼 기록하는 원장(ledger) 시스템을 유지합니다. 덕분에 명령이 전달되면 어떤 파일이든 손쉽게 찾아 실행할 수 있습니다. 운영체제별 저널링 파일 시스템의 특징과 지원 용량을 이해하고 있다면, 자신에게 맞는 저장 환경을 선택하는 데 큰 도움이 될 것입니다.