NTFS, FAT 용어정리

[한승남선생님]

FAT(File Allocation Table)란 운영체제가 하드디스크 내에 유지하는 일종의 파일 배치표로 파일들이 저장되어 있는 클러스터들의 위치도를 제공한다. 윈도우에서는 이것을 FAT-12, FAT-16, FAT-32, NTFS라는 각기 다른 파일 시스템의 이름을 붙여서 사용한다. FAT의 뒤에 붙여 사용하는 숫자는 각각 16비트 32비트를 나타내며 저장 용량의 한계와 하나의 드라이브에 존재하는 총 클러스터의 수를 나타내게 된다. FAT-16을 사용하는 드라이브의 경우 해당 드라이브에 존재할 수 있는 총 클러스터의 수는 2의 16승개인 65,536개만큼의 클러스터를 가질 수 있다. 새로운 파일이 저장될 때 그 파일은 적어도 하나 이상의 클러스터에 저장되는데 파일 크기가 클러스터 크기보다 작다고 할지라도 적어도 하나 이상의 클러스터를 차지한다. 이와 같이 클러스터에 파일이 차지하고 남은 공간으로 인해서 커다란 클러스터는 용량 낭비가 초래된다. 이러한 문제와 하드디스크의 대형화에 따라서  다양한 파일 시스템이 등장하게 되었다.

 

◎ 클러스터(cluster)

하드디스크위에 파일을 저장하는 논리적 단위. 운영체제에 의해서 관리되며 경우에 따라 크기를 다양하게 설정할 수 있다.

◎ VFAT(Virtual File Allocation Table)

FAT는 8.3 형식의 파일명(확장명 8자, 확장자 3자)으로 제한됨에 따라 긴 파일 이름을 사용할 수 없다. 윈도우95가 나오면서 긴 파일 이름을 지원하게 되었는데 이때는 FAT를 개선한 VFAT를 사용했다. VFAT에서는 255자까지의 긴 파일 이름과 띄우기, 여러 개의 점들을 사용할 수 있다. 예를 들어 ‘김대영입니다.TXT’라는 파일이 있다면 윈도우95나 98의 DOS 창에서는 ‘김대영~1.TXT’로 표시되며 VFAT를 사용하는 윈도우에서는 긴 이름으로 보여준다.

> > 파일 시스템의 종류

> FAT-12

FAT-12는 플로피디스크에서 사용된다.

> FAT-16

FAT-16은 MS-DOS와 윈도우95에서 사용할 수 있다. FAT-32나 FAT-16처럼 뒷부분에 숫자 없이 FAT라고 명칭하는 경우에는 일반적으로 FAT-16을 지칭하는 것이다. FAT-16 파일 시스템은 확장명 8자와 확장자 3자로 제한되며 최대 2GB의 크기를 가지는 4개의 파티션을 생성할 수 있다. 예를 들어 10GB의 하드디스크를 사용하면 2GB의 파티션을 4개 생성한 후 나머지 2GB는 사용할 수 없게 된다. 결국 FAT-16에서 사용할 수 있는 최대 용량은 8GB가 되므로 대용량 하드디스크를 사용할 때는 채택하지 않는다.

> FAT-32

FAT-32는 윈도우95 OSR2(OEM Service Release 2)에서 처음 도입된 후 윈도우98과 Me는 물론 XP에서도 사용된다. 대용량 디스크 지원과 신뢰성 및 성능 향상을 꾀하고 있으며 가장 일반적으로 사용되는 파일 시스템이다. FAT-16과는 달리 FAT-32에서는 2TB(2,000GB)에 달하는 대용량 하드디스크를 관리할 수 있으며 255자까지의 긴 파일 이름도 지원한다. FAT-32는 FAT-16에 비해서 대략 10~20퍼센트 정도의 하드디스크 용량 효율을 가진다.

> NTFS(New Technology File System)

NTFS는 윈도우NT와 같은 서버 운영체제에서 주로 사용된다. 윈도우2000이나 XP에서는 NTFS 5.0이 사용되고 이전 버전에서는 NTFS 4.0이 사용됐다. NTFS는 윈도우 9X(95,98, Me) 계열에서는 사용할 수 없고 FAT에 비해 성능이나 확장성이 우수하다. 또 FAT-32에 존재하지 않는 데이터 보안과 특정 파일에 대한 통제 권한을 가질 수 있다.

> > 각 파일 시스템의 장단점

> 볼륨 크기

FAT-16에서는 위와 같이 500MB 이상의 하드디스크를 하나의 FAT-16 파티션으로 사용할 경우에 클러스터 하나의 크기가 8Kbyte를 넘어 16Kbyte를 사용하게 되므로 하드디스크 사용 효율이 떨어진다.
FAT-32에서는 FAT-16에 비해 대용량 하드디스크에서 보다 나은 클러스터의 효율성을 나타낸다. 물론 클러스터의 크기가 작아진다고 해서 무조건 좋은 것은 아니지만 클러스터 크기가 파일의 크기보다 상대적으로 큰 경우에도 파일 하나당 클러스터 하나를 사용해야 하므로 공간이 낭비될 수 있다.

FAT-16에서는 최대 2GB의 분할 영역 크기를 지원한다. 분할 영역의 크기가 2GB보다 큰 경우에는 FAT-32나 NTFS로 포맷하거나 분할 영역을 작게 나누어야 하는 불편함이 있다. NTFS 분할 영역의 최대 크기는 16EB(exabyte)이다.

> FAT-16

볼륨(Volume) 크기(MB)	클러스터(Cluster) 크기(Byte)
0 ~ 32	512
32 ~ 64	1K
65 ~ 128	2K
129 ~ 256	4K
257 ~ 512	8K
513 ~ 1GB	16K
1GB 이상	32K

> FAT-32

볼륨(Volume) 크기(MB)	클러스터(Cluster) 크기(Byte)
260MB ~ 8GB	4K
8GB ~ 16GB	8K
16GB ~ 32GB	16K
32GB 이상	32K

◎ EB(exabyte)

EB는 컴퓨터 저장 용량을 나타내는 큰 단위로 260바이트를 의미한다.
동일한 하드디스크에서 각각 FAT-32와 NTFS의 파일 시스템의 슬랙된 공간을 측정한 결과 NTFS에서는 소모가 거의 없는 것으로 보인다.

슬랙(Slack)

파일과 클러스터의 크기 차이로 인하여 발생하는 사용할 수 없는 공간

호환성 여부

FAT-32 파일 시스템에서 슬랙(Slack)된 공간	NTFS 파일 시스템에서 슬랙(Slack)된 공간

윈도우에서 지원하는 파일 시스템은 앞에서 알아본 것처럼 4가지를 지원한다. 각각의 파일 시스템들은 호환이 가능하기도 하고 그렇지 않기도 하다. 윈도우 2000 이후부터는 위의 파티션을 대부분 사용할 수 있다. 기존의 NT에서는 FAT-32를 인식하지 못하므로 문제점이 발생할 수 있다.

FAT-16은 대체적으로 모든 운영체제에서 호환된다. 그러나 FAT-16은 성능이나 효율성 면에서 뒤처지기 때문에 과거의 저용량 하드디스크 외에는 대부분 사용하지 않는다. 또한 위와 같은 호환성은 로컬 컴퓨터 내에서만 적용된다. 즉, 네트워크에서는 공유가 가능하면 운영체제와 상관없이 네트워크상의 파일 시스템에 접근할 수 있다.

> > 각 파일 시스템의 장단점

호환성 여부

윈도우에서 지원하는 파일 시스템은 앞에서 알아본 것처럼 4가지를 지원한다. 각각의 파일 시스템들은 호환이 가능하기도 하고 그렇지 않기도 하다. 윈도우 2000 이후부터는 위의 파티션을 대부분 사용할 수 있다. 기존의 NT에서는 FAT-32를 인식하지 못하므로 문제점이 발생할 수 있다.

FAT-16은 대체적으로 모든 운영체제에서 호환된다. 그러나 FAT-16은 성능이나 효율성 면에서 뒤처지기 때문에 과거의 저용량 하드디스크 외에는 대부분 사용하지 않는다. 또한 위와 같은 호환성은 로컬 컴퓨터 내에서만 적용된다. 즉, 네트워크에서는 공유가 가능하면 운영체제와 상관없이 네트워크상의 파일 시스템에 접근할 수 있다.

>> 파일 시스템별 기능 제한

기 능	최대 논리 볼륨 지원	클러스터 크기	디렉토리 최대 개수
FAT-16 2GB	2GB	32KB	512
32 ~ 64	2TB	4KB	무제한
NTFS	16EB	512Bytes	무제한

>> 운영체제별 파일 시스템 호환 여부

운영체제	OLD-MSDOS,WIN95	OSR2,WIN98,WINME	WINNT	WIN2K,WINXP
FAT-12	호환	호환	호환	호환
FAT-16	호환	호환	호환	호환
FAT-32		호환		호환
NTFS 4.0			호환
NTFS 5.0				호환

결함 허용

볼륨 크기와 호환성 문제 외에 결함 허용에 관련된 사항을 살펴보자. 윈도우NT에서는 속도를 증가시키고 결함 허용을 예방하는 스트라이핑(Striping)과 패리티(Parity) 외에도 몇 가지 방법을 소프트웨어적으로 지원한다. 이러한 것들은 대부분 NTFS상에서 사용할 수 있다. 단, 하드웨어 기반의 스트라이핑의 경우에는 다른 파일 시스템에서도 사용할 수 있다.

◎ 스트라이핑(Striping)

스트라이핑은 단일 파일과 같은 논리적으로 연속된 데이터를 성능 향상을 위해서 물리적으로 여러 개의 장치인 디스크 드라이브 등에 나눠서 기록하는 방식이다.

◎ 패리티(Parity)

패리티는 데이터가 저장 장치 내의 한 장소에서 다른 장소로 이동되거나 컴퓨터에 전송될 때 데이터가 유실 또는 손상되었는지 여부를 점검하는 요소이다. NTFS에는 FAT-16이나 FAT-32에 비해서 훨씬 뛰어난 결함 허용 기능이 있다. 예를 들어 하드디스크의 내용을 변경할 때 로그 파일에 변경 사항에 대한 기록을 만들기 때문에 전원 공급이 중단되거나 디스크 오류의 경우에도 NTFS에서는 로그 파일을 사용하여 데이터를 복구할 수 있으며 오류 메시지를 표시하지 않고 하드디스크 오류를 자동으로 복구한다. 반면에 FAT-16이나 FAT-32의 경우는 이러한 안전 기능이 없다.

>> FAT-16 VS FAT-32 VS NTFS

파일 시스템	FAT-16	FAT-32	NTFS 5.0
볼륨 크기	2GB로 제한	용량 지원	대용량 지원
호환성	매우 높음	보통	낮음
결함 허용에 따른 복구 여부	자체 복구 불가	자체 복구 불가	자체 복구 가능
파일 압축	지원하나 불안정	지원하지 않음	안정적으로 지원
운영체제	윈도우 9X/NT4.0/2000/XP	윈도우95 OSR2/98/Me/2K/XP	윈도우NT 4.0/2000/XP
속도		보통	약간 느림

> > 각 파일 시스템의 장단점

FAT-16 VS FAT-32 VS NTFS

전체적인 성능을 비교하면 FAT-16의 호환성이 가장 뛰어나며 NTFS의 안정성이 가장 우수하다. 요즘 PC들은 대용량 하드디스크를 모두 장착하고 있으므로 FAT-16은 현재 사용하기가 부적절하다. NTFS는 추가적으로 발생되는 기능들 때문에 나타는 오버헤드로 인한 속도 저하를 제외하고는 전체적으로 우수한 성능을 나타낸다. 그러나 NTFS로 포맷된 파티션은 윈도우98이나 Me 등에서 읽지 못하기 때문에 NTFS 형식의 하드디스크를 다른 컴퓨터에 연결시킬 경우에는 해당 운영체제와의 호환성을 반드시 고려해야 한다. NTFS 4.0과 NTFS 5.0 역시 서로 호환되지 않는다.

속도

NTFS에는 FAT-32에 존재하지 않는 여러 가지 기능의 추가로 인한 오버헤드가 발생하기 때문에 FAT-32에 비해 속도는 느린 편이다. 다음은 산드라를 통해서 벤치마킹한 FAT-32와 NTFS의 속도 벤치마크이다.
FAT-32의 경우 기본 수치에 가깝게 다가갔지만 NTFS의 경우 일정 부분 속도가 저하되는 것으로 나타났다.

보안

FAT와는 달리 NTFS에는 보안 시스템이 내장되어 있다. 이를 통해 개별적인 파일에 대한 접근 권한(퍼미션)을 설정할 수 있고 파일과 폴더를 원격 또는 로컬 침입자로부터 보호할 수 있다. 특정 파일을 읽거나 쓰기 등과 같은 작업을 하기 위해서는 해당 파일에 대한 접근 권한이 허용되어야 한다. FAT의 경우에도 공유 기능을 통해서 네트워크상에 있는 파일에 대한 보호가 가능하지만 로컬 침입자에 대한 보호는 불가능하다. FAT의 경우에는 로컬 컴퓨터의 침입자는 얼마든지 사용이 제한된 파일을 사용할 수 있다. 

파일 압축

FAT-16에서는 더블 스페이스라는 압축 프로그램을 이용해 디스크의 공간을 약 1.5배 정도 더 넓게 활용할 수 있는데 압축시에 전체 분할 영역을 압축해야 하며 많은 시간이 소요된다. 더블 스페이스 사용 후에는 부팅이나 카피 등을 할 때 컴퓨터의 전체적인 속도가 엄청나게 저하된다. 또 사소한 디스크 문제로 인해서 디스크의 자료가 사라지는 등 여러 가지 문제를 감수해야 한다. FAT-32는 압축 기능을 제공하지 않는다.
NTFS의 경우에는 본래부터 파일 압축을 지원하는데 FAT-16에서 사용하던 더블 스페이스에 비해서 성능이 좋다. NTFS에서는 파일이나 폴더를 개별적으로 선택하여 압축할 수 있으므로 개별적인 파일이나 디스크 문제로 인해서 전체 디스크에 손상을 주는 문제가 발생하지 않는다.

>> 파일 시스템별 압축시 기능 여부

파일 시스템	FAT-16	FAT-32	NTFS 5.0
안정성	매우 낮음	지원 안 함	높음
속 도	느림	지원 안 함	보통

> > FAT-32와 NTFS 간의 포맷 변환하기

윈도우2000이나 XP에서 안정성과 신뢰성이 향상되고 여러 가지 보안 기능이 추가된 NTFS의 기능을 사용하는 방법은 두 가지다. 하나는 FDISK시에 파티션을 NTFS로 포맷하는 방법이고 다른 하나는 FAT-32로 포맷된 파티션을 NTFS로 변환하는 방법이다. FAT-32를 NTFS로 변환하는 방법에 대해 알아보자.

Convert를 사용하여 FAT를 NTFS로 변환하기

Convert의 도움말 화면	Convert가 FAT를 NTFS로 성공적으로 변환시켰다.

Convert는 윈도우 NT에서 지원하는 커맨드 라인 프로그램으로 FAT를 NTFS로 변환하는 프로그램이다.
Convert는 C:WINDOWSsystem32에 위치하며 그 사용법은 매우 간단하다. 단지 명령어 입력 창에서 다음과 같이 명령하면 된다.

● 사용법

convert 드라이브명 : /fs:ntfs
- 예제) d : 드라이브를 NTFS로 변환한다.
convert d : /fs:ntfs

30GB를 NTFS로 변환하는 데 20여 초가 걸렸다. 생각 외로 시간이 짧게 걸려 혹시 파티션이 깨진 건 아닌지 당황스러웠지만 아무런 문제없이 성공적으로 변환됐다.

파티션 매직을 사용해 NTFS를 FAT로 변환하기

기본적으로 NTFS를 FAT로 변환하는 것은 불가능하다. 그러나 파워 퀘스트의 파티션 매직을 사용하면 이러한 변환이 가능하다.
파티션 매직은 파티션에 관련된 여러 가지 기능을 포함하고 있는 상용 프로그램이다. 일반적으로 운영체제를 설치하기 전에 파티션을 설정하기 때문에 다시 설정하는 경우는 드물지만 반드시 다시 설정해야 하는 경우에는 기존의 데이터를 모두 삭제하는 과정을 거쳐야 한다. 파티션 매직은 기존의 데이터가 삭제되는 과정 없이 파티션 크기 조절, 파티션 분리 등의 여러 가지 파티션 관련 작업을 손쉽게 할 수 있도록 도와주는 프로그램이다.

파티션 매직 메인 화면	파티션 매직

여기서는 파티션 매직의 여러 기능 중에서 파티션간의 변환(Convert)에 관련된 사항만을 소개하겠다. 파티션 매직 메인 화면에서는 현재 운용되고 있는 파일 시스템의 목록을 오른쪽 창에서 확인할 수 있다. 해당 디스크의 총 크기와 사용 공간, 남은 공간 등이 표시되며 각 파일 시스템은 서로 다른 색으로 구분된다. 변환을 원하는 파티션에 마우스 포인터를 가져간 후 오른쪽 버튼을 누르면 ‘Convert’라는 메뉴를 찾을 수 있다.

이제 ‘OK’를 선택하면 파티션 매직 메인 화면의 왼쪽 하단에 대기 중인 작업이 나온다. NTFS에서 FAT로 파티션 변환 작업이 시작됐다.

> > FAT-32와 NTFS 간의 포맷 변환하기

이제 ‘OK’를 선택하면 파티션 매직 메인 화면의 왼쪽 하단에 대기 중인 작업이 나온다.
NTFS에서 FAT로 파티션 변환 작업이 시작됐다.

변환을 원하는 파일 시스템을 선택하자.	Apply를 눌러서 변환을 시작하자. 이후에 나오는 질문들에는 예라고 대답해도 무리가 없다.

다음과 같은 메시지를 보았다면 작업이 성공적으로 마무리된 것이다.

이제 탐색기를 열고 파일과 폴더를 확인해보자.

NTFS에서 FAT로 변환된 후 기존의 자료가 사라져 버렸다. 사라진 해당 폴더는 기존 NTFS 파일 시스템에서 압축하여 보관하던 폴더였다. NTFS에서 FAT로 변환할 때 압축된 폴더의 속성까지 제대로 변환하는 것은 아직 무리인 듯하다. 더구나 해당 폴더는 삭제나 이름 변경도 되지 않고 찌꺼기처럼 남겨지게 되므로 주의하기 바란다.

변환 작업이 진행되고 있다.	변환 작업 성공

변환 후“????” 알 수 없는 문제가 발견되었다.

지금까지 윈도우에서 사용하는 FAT와 NTFS에 대해서 살펴보고 각 파일 시스템의 기능 비교 및 장단점을 설명했다. 대체적으로 FAT와 NTFS의 장점을 흡수한 NTFS 5.0이 가장 만족스런 결과를 나타냈다. 물론 호환성이 뛰어난 FAT도 개인 컴퓨터 사용자들이 사용하기에는 무리가 없지만 요즘과 같이 인터넷을 통해서 파일을 주고받으며 개개인의 컴퓨터가 서버로 활용되는 시대에는 안정성과 효율성에 보안 기능이 추가된 NTFS가 더욱 매력적이다.