파일 할당 테이블

3. 기술적 세부 사항

FAT 파일 시스템은 장치에 저장된 인덱스 테이블을 사용하여 파일과 관련된 데이터 저장 영역의 체인을 식별하며, 이를 '''파일 할당 테이블''''(FAT)이라고 한다.^[4] FAT는 포맷 시 정적으로 할당된다. 이 테이블은 디스크 저장 영역의 연속된 영역인 각 클러스터에 대한 항목의 연결 리스트이다. 각 항목에는 파일의 다음 클러스터 번호가 포함되어 있거나, 파일의 끝, 사용하지 않은 디스크 공간 또는 디스크의 특수 예약 영역을 나타내는 마커가 포함되어 있다.

디스크의 ''루트 디렉토리''에는 해당 디렉토리의 각 파일의 첫 번째 클러스터 번호가 포함되어 있다. 운영 체제는 FAT를 탐색하여 ''클러스터 체인''으로 각 연속적인 디스크 파일 부분의 클러스터 번호를 조회하여 파일의 끝에 도달할 때까지 탐색한다. ''하위 디렉토리''는 해당 파일의 ''디렉토리 항목''을 포함하는 특수 파일로 구현된다.^[4]

FAT 연결 리스트의 각 항목은 고정된 비트 수(12, 16 또는 32)이다. 접근할 수 있는 파일 또는 디스크 드라이브의 최대 크기는 항목에 저장할 수 있는 가장 큰 숫자(할당되지 않은 공간 또는 리스트의 끝을 나타내기 위해 예약된 몇 가지 값 제외)와 디스크 클러스터 크기의 곱이다. 파일을 확장하는 데 1바이트의 저장 공간만 필요하더라도 전체 클러스터를 할당해야 한다. 결과적으로, 많은 수의 작은 파일은 최소 클러스터 크기를 충족하기 위해 대부분 "비어 있는" 데이터를 포함할 수 있는 할당된 클러스터를 초래할 수 있다.

원래 8비트 파일 시스템으로 설계되었으므로, 디스크 드라이브 용량이 증가함에 따라 최대 클러스터 수도 증가해야 했고, 따라서 각 클러스터를 식별하는 데 사용되는 비트 수가 증가했다. FAT 형식의 연속적인 주요 변형은 테이블 요소 비트 수(FAT12, FAT16, FAT32)의 이름을 따서 명명되었다.

플로피 디스크(이후 하드 디스크도)의 기록 단위로 섹터가 있으며, 1개 이상의 섹터를 묶어 클러스터로 관리한다. FAT는 일종의 클러스터 번호에 의한 거대한 1차원 배열이며, 디스크의 처음부터 마지막까지의 클러스터 번호마다 해당 클러스터가 사용 중인지, 빈 영역인지 (또는 시스템 예약 영역, 배드 클러스터) 등의 상태를 유지한다.

디스크상의 하나의 파일은 1개 이상의 클러스터의 연쇄로 관리된다. 파일의 첫 번째 클러스터 번호가 디렉터리 엔트리에 저장되어 있으며, 파일의 첫 번째 데이터는 해당 클러스터 번호의 영역에 저장되어 있다. 그리고 첫 번째 클러스터 번호에 해당하는 FAT상의 엔트리는 그 다음에 연결될 클러스터 번호를 보존하거나, 최종 클러스터임을 나타내는 마크를 유지한다.

FAT는 디스크 관리상 가장 중요한 데이터 테이블이며, 이 정보가 손상되면 디스크상의 파일 등이 정상적으로 읽히지 않게 된다. 따라서 FAT를 구현하는 파일 시스템에서는 FAT 테이블의 여러 복사본을 유지하는 것이 일반적이다.

DISK-BASIC 시대에는 FAT가 마운트 명령에 의해 주 기억 장치에 읽혀져 파일의 갱신과 함께 주 기억 장치에서만 갱신되고, 언마운트 명령에 의해 처음으로 디스크에 다시 기록되었다. 이는 파일 갱신 시마다 FAT에 다시 기록하지 않도록 속도를 높인 사양이었지만, 사용자가 언마운트 명령을 실행하는 것을 잊어 FAT만 오래된 상태로 남아 파일 불일치가 발생하여 데이터를 손상시키는 사고가 빈번하게 발생했다.

MS-DOS 이후에는 버퍼링, 지연 쓰기를 통해 디스크의 최종 쓰기까지 FAT를 자동 재기록하는 사양으로 변경되어, 액세스 도중에 디스크를 뽑지 않는 한 데이터 불일치가 발생할 우려는 거의 없어졌다.

3. 1. 파일 할당 테이블 (FAT)

3. 2. 클러스터

3. 3. 디렉터리

4. 변형

FAT 파일 시스템에는 여러 변형이 있다. 대표적으로 FAT12, FAT16, FAT32 등이 있다. FAT16은 16비트 너비의 클러스터 항목을 가진 원래의 FAT 파일 시스템과 그 이후의 변형을 모두 지칭한다.

VFAT는 모든 FAT 파일 시스템에서 작동 가능한 긴 파일 이름(Long File Name, LFN)을 지원하기 위한 선택적 확장이다. VFAT 긴 파일 이름을 사용하는 볼륨은 VFAT 확장을 지원하지 않는 운영 체제에서도 읽을 수 있도록 설계되었다.

FAT32는 1996년 윈도우 95 OSR2 (MS-DOS 7.1)에서 처음 도입되었으며, 윈도우 98은 데이터 손실 없이 FAT16에서 FAT32로 변환하는 유틸리티를 제공하였다. 윈도우 NT 계열에서는 윈도우 2000부터 FAT32를 기본 지원했다. 1998년부터 Caldera의 DRFAT32 드라이버를 통해 DR-DOS에서 FAT32 지원을 활성화할 수 있었다. DR-DOS에서 FAT32 및 LBA 액세스를 기본 지원하는 첫 버전은 1999년 OEM DR-DOS 7.04였다.

FAT32 파티션용으로 예약된 파티션 유형은 `0x0B`와 `0x0C` 두 가지이다. `0x0C` 유형은 CHS 대신 LBA 디스크 액세스를 사용하기 위해 '''FAT32X'''라고도 불린다.

이 외에도, FATX, exFAT 등의 변형이 있다.

4. 1. FAT12

4. 2. FAT16

4. 3. VFAT

4. 4. FAT32

4. 5. FATX

4. 6. exFAT

5. 논란 및 소송

공공 특허 재단(PUBPAT)은 2004년 미국 특허청(USPTO)에 미국 특허 5,579,517의 유효성에 이의를 제기하는 증거를 제출했으며,^[13] 여기에는 제록스 및 IBM의 선행 기술 참고 자료가 포함되었다.^[19] 미국 특허청은 조사를 시작하여 특허의 모든 청구를 기각하는 것으로 결론을 내렸다.^[20] 다음 해에 미국 특허청은 재심사 절차에 따라 '517의 기각을 확인하고 특허의 양수인이 잘못되었음을 근거로 미국 특허 5,758,352^[15]를 무효로 판결했다고 발표했다.

그러나 2006년 미국 특허청은 마이크로소프트의 FAT 시스템 구현 기능이 "새롭고 명백하지 않다"고 판결하여 이전의 두 결정을 모두 뒤집고 특허를 유효하게 유지했다.

2009년 2월, 마이크로소프트는 특허 침해 소송을 제기하여 톰톰이 VFAT 긴 파일 이름과 관련된 특허를 침해했다고 주장했다. 일부 톰톰 제품이 리눅스를 기반으로 함에 따라 마이크로소프트가 리눅스 플랫폼에 대해 특허를 시행하려 한 것은 이번이 처음이었다. 소송은 다음 달, 마이크로소프트가 톰톰의 특허 4건에 접근할 수 있게 하고, 톰톰이 제품에서 VFAT 긴 파일 이름 지원을 중단하며, 그 대가로 마이크로소프트가 합의 기간 5년 동안 톰톰에 대한 법적 조치를 취하지 않는다는 내용의 합의로 법정 밖에서 해결되었다.

2010년 10월, 마이크로소프트는 모토로라를 상대로 여러 특허(VFAT 특허 2건 포함)가 안드로이드 운영 체제에서 사용 허가가 없다고 주장하며 특허 침해 소송을 제기했다. 또한 미국 국제 무역 위원회(ITC)에 불만을 제기했다.

오픈 소스 소프트웨어 개발자들은 마이크로소프트의 특허를 회피하기 위한 방법을 설계했다.

2013년에는 특허 EP0618540 "긴 파일 이름과 짧은 파일 이름에 대한 공통 이름 공간"(2014년 만료)^[21]이 독일에서 무효화되었다.^[22] 항소가 철회된 후, 이 판결은 2015년 10월 28일에 확정되었다.^[23]

참조

_[1] 문서
_[2] 웹사이트 Comparing NTFS and FAT file systems http://windows.micro[...] Microsoft 2014-01-27
_[3] 웹사이트 A brief introduction to FAT (File Allocation Table) formats https://web.archive.[...] 2015-09-24
_[4] 웹사이트 How to Convert a Drive from FAT32 to NTFS without Data Loss https://windowsloop.[...] 2021-07-11
_[5] 웹사이트 Microsoft Knowledge Base article: "MS-DOS Partitioning Summary" http://c-bit.org/kb/[...] 2018-06-02
_[6] 문서
_[7] 웹사이트 Explained: The thinking behind the 32GB Windows Format limit on FAT32 https://www.theregis[...]
_[8] 웹사이트 How to Format USB Drives Larger Than 32GB With FAT32 on Windows https://www.howtogee[...] 2017-07-20
_[9] 웹사이트 Windows 11 preview build sees FAT32 partition size increased to 2TB after 30 years https://www.tomshard[...] 2024-08-16
_[10] 웹사이트 DR-DOS/OpenDOS Enhancement Project http://www.drdosproj[...] 2011-07-21
_[11] 웹사이트 Reverse Engineering the Microsoft exFAT File System {{pipe}} SANS Institute https://www.sans.org[...] 2021-03-20
_[12] 웹사이트 exFAT in the Linux kernel? Yes! https://cloudblogs.m[...] 2019-08-28
_[13] 특허 Common name space for long and short filenames
_[14] 특허 Method and system for accessing a file using file names having different file name formats
_[15] 특허 Common name space for long and short filenames
_[16] 특허 Method and system for providing a common name space for long and short file names in an operating system
_[17] Youtube EFI and Linux: the future is here, and it's awful https://www.youtube.[...] YouTube 2012-01-19
_[18] 특허 System for accessing extended object attribute (EA) data through file name or EA handle linkages in path tables
_[19] 웹사이트 PUBPAT's Request for Reexamination of Microsoft's FAT Patent http://www.pubpat.or[...] "[[Public Patent Foundation]]" 2004-04-15
_[20] 웹사이트 Patent Office's Office Action Rejecting Microsoft FAT Patent http://www.pubpat.or[...] "[[Public Patent Foundation]]" 2004-09-30
_[21] 특허 Common name space for long and short filenames https://patents.goog[...]
_[21] 웹사이트 EP0618540B1 - Common name space for long and short filenames - Google Patents https://patents.goog[...]
_[22] 웹사이트 Federal Patent Court of Germany invalidates Microsoft FAT patent, appeals court may disagree http://www.fosspaten[...] FOSS Patents 2013-12-05
_[23] 웹사이트 Bundespatentgericht erklärt VFAT-Patent erneut für nichtig https://www.ifross.o[...] ifrOSS 2017-05-28
_[24] 문서
_[25] 문서
_[26] 문서
_[27] 웹사이트 鈴木直美の「PC Watch先週のキーワード」 https://pc.watch.imp[...] 1998-10-01
_[28] 서적 Windows Internals, Part 2, 6th Edition
_[29] 웹사이트 FAT および NTFS のデフォルトのクラスタ サイズ http://support.micro[...] マイクロソフト 2007-02-20
_[30] 웹사이트 FAT 16 ファイル システムを使用したパーティションの最大容量 http://support.micro[...] マイクロソフト 2005-11-29
_[31] 웹사이트 "[SDK32] Windows NT FAT パーティション上でのロングファイル名" http://support.micro[...] マイクロソフト 2003-08-28
_[32] 웹사이트 How FAT Works http://technet.micro[...] マイクロソフト 2005-08-19
_[33] 웹사이트 FAT32 ファイル システムについて http://support.micro[...] マイクロソフト 2007-05-21
_[34] 웹사이트 Windows 2000 の FAT32 ファイル システムの制限 http://support.micro[...] マイクロソフト 2004-02-02
_[35] 웹사이트 Fdisk で 64 GB を超えるハード ディスクのフル サイズが認識されない http://support.micro[...] マイクロソフト 2007-07-18
_[36] 웹사이트 Windows XP での FAT32 ファイル システムの制限 http://support.micro[...] マイクロソフト 2008-11-30
_[37] 뉴스 Windows 11プレビュー版、バッテリ最適化やFAT32フォーマットの32GB上限撤廃 https://pc.watch.imp[...] PC Watch 2024-08-19
_[38] 웹사이트 Extended FAT File System http://msdn.microsof[...] マイクロソフト 2008-11-30
_[39] 웹사이트 Vista SP1 Whitepaper http://windowsvistab[...] マイクロソフト 2007-08-31
_[40] 웹사이트 Windows XP 用の更新プログラム (KB955704) http://www.microsoft[...] マイクロソフト 2009-01-31
_[41] 웹인용 File Systems https://technet.micr[...] Microsoft TechNet 2011-07-31
_[42] 간행물 Windows 95 CD-ROM CONFIG.TXT File http://support.micro[...] Microsoft 2006-11-15
_[43] 웹사이트 Standard ECMA-107 http://www.ecma-inte[...]
_[44] 웹사이트 ISO 9293:1987 - Information processing - Volume and file structure of flexible disk cartridges for information interchange http://www.iso.org/i[...]
_[45] 웹사이트 ISO/IEC 9293:1994 - Information technology - Volume and file structure of disk cartridges for information interchange http://www.iso.org/i[...]
_[46] 문서 http://cd.textfiles.[...]
_[47] 문서 http://web.archive.o[...]
_[48] 웹사이트 FAT16 파일 시스템의 최대 파티션 크기 http://support.micro[...] MSKB
_[49] 웹인용 KB955704 http://support.micro[...] 2009-01-27