[File System] FFS(Fast File System)

이전 방식 (VSFS)의 문제점

VSFS는 disk를 random access memory로서 다뤘기에, 데이터가 여기저기에 퍼져버림.

 

이 때문에,

한 파일의 inode와 data block이 너무 멀리 있어서,

파일의 inode를 먼저 읽고 이후에 data block을 읽는 아주 일반적인 동작마저도 상당히 expensive함. 

또한, 논리적으로는 연속적인 하나의 파일인데도 물리적으로는 분산돼있을 수 있어서 (아래 그림 참고),

sequential read/write가 불가능하고 disk를 앞뒤로 왔다갔다해야 하니, 성능이 매우 떨어짐.

 

따라서,

disk 내의 데이터 구조를 어떻게 organize해야 성능을 높일 수 있을지가 문제였다.

 

FFS의 Cylinder group

FFS는 disk의 물리적 특성을 고려한다.

 

disk를 여러 개의 cylinder group (현대에는 block group이라 부름)으로 나눈다.

한 cylinder group 내의 구조는 아래와 같다:

 

FFS의 organizing policy

▶organizing 방식의 모토:  "서로 연관된 것들은 함께있게 한다."

즉, 특정 디렉토리와 그 디렉토리의 파일들을 동일한 cylinder group에 놓는다. 

 

▶directory의 placement

할당된 directory의 개수가 작고, free인 inode의 개수가 많은 cylinder group을 찾아,

여기에 directory의 data와 inode를 놓는다. 

 

▶file의 placement

file의 inode가 위치한 그 group에 file의 data를 놓는다.

이로써 모든 file은 자신의 directory와 동일한 group에 놓이고, 

한 directory 내의 file들끼리는 가까이에 놓이게 된다. 

 

▶예시를 보자.

group은 10개가 있고, 각 group에는 inode와 data block이 각각 10개라 하자.

이때, directory는 /, /a, /b,

file은 /a/c, /a/d, /a/e, /b/f가 있다 하자.

그러면 아래와 같이 놓여진다.

 

 

▶FFS policies가 없을 때와 비교하면 아래와 같다.

 

효과

이로써 locality를 활용하게 되어 seek performance가 향상된다.  

 

기존의 API 사용(open(), read(), write(), etc)은 변함없이 내부 구현만 개선한 것이다.