하드 링크

3. 사용

유닉스 계열 운영 체제와 POSIX 호환 및 부분 호환 운영 체제에서는 시스템 호출을 사용하거나 ln과 link 명령 줄 유틸리티를 사용하여 기존 파일에 대한 추가적인 하드 링크를 만들 수 있다.^[22] stat 명령어는 파일이 가리키는 하드 링크의 개수를 알려주며, 이 정보는 `ls -l` 명령의 출력에도 포함된다.

마이크로소프트 윈도우에서는 윈도우 NT 이후 운영 체제(예: 윈도우 비스타)에서 `mklink /H` 명령어를, 초기 운영 체제 (윈도우 XP, 윈도우 서버 2003)에서 `fsutil.exe hardlink create` 명령어를 사용하여 하드 링크를 만들 수 있다.^[20]

윈도우 2000 이상의 윈도우 API에는 하드 링크 생성을 위한 `CreateHardLink()` 호출, 제거를 위한 `DeleteFile()`, 연결된 하드 링크 수를 확인하는 `GetFileInformationByHandle()`이 포함된다.^[21] 하드 링크를 사용하려면 NTFS 파티션이 필요하다. 윈도우 비스타부터는 하드 링크를 사용하여 하드 디스크 드라이브에 저장된 각기 다른 버전의 DLL을 추적하기 위해 윈도우 컴포넌트 스토어(WinSxS)를 사용한다. 시그윈과 같은 유닉스 계열 에뮬레이션 또는 호환성 소프트웨어를 사용하면 윈도우에서 POSIX 인터페이스를 사용할 수 있다.

링크 해제(unlinking)는 볼륨 상의 데이터와 이름 간의 연결을 끊는 과정이다. 데이터는 하나 이상의 링크가 존재하는 한 계속 접근할 수 있으며, 마지막 링크가 제거되면 해당 공간은 해제된 것으로 간주된다.

4. 제한 사항

운영 체제는 일반적으로 파일 시스템의 순환을 방지하고, `..` 파일(상위 디렉토리)의 해석을 일관되게 유지하기 위해 디렉토리에 대한 하드 링크를 허용하지 않는다.^[4] UNIX System V는 이를 허용했지만, 슈퍼유저만 이러한 링크를 만들 수 있는 권한을 가졌다.^[4] Mac OS X v10.5 (Leopard) 이상 버전은 Time Machine 백업 메커니즘에만 디렉토리에 하드 링크를 사용한다.^[5]

하드 링크는 동일한 볼륨, 즉 동일한 파일 시스템 내의 파일에만 생성할 수 있다.^[17] 단일 파일에 대한 하드 링크의 최대 수는 참조 카운터의 크기에 의해 제한된다. 유닉스 계열 시스템에서 카운터는 4,294,967,295(32비트 시스템) 또는 18,446,744,073,709,551,615(64비트 시스템)이다. 일부 파일 시스템에서는 하드 링크의 수가 디스크 내 형식에 의해 더 엄격하게 제한된다. 예를 들어, Linux 3.11 기준으로 ext4 파일 시스템은 파일당 하드 링크 수를 65,000개로 제한한다.^[6] Windows는 NTFS 볼륨에서 파일당 1024개의 하드 링크로 제한을 시행한다.^[7]

Linux Weekly News에서 닐 브라운(Neil Brown)은 하드 링크가 보존 관리가 많이 필요하다고 비판했는데, 이는 아카이버(archivers) 및 디스크 사용 도구 등 디렉토리 트리를 처리하는 프로그램의 설계를 복잡하게 만들기 때문이다.^[8]

5. 플랫폼 지원

유닉스 계열 운영 체제와 POSIX 호환 및 부분 호환 운영 체제에서는 시스템 호출이나 ln, link 명령 줄 유틸리티를 사용하여 기존 파일에 대한 하드 링크를 추가로 만들 수 있다.^[13] stat 명령어는 지정 파일에 대한 하드 링크 수를 알려주며, ls -l 출력에도 링크 수가 표시된다.

마이크로소프트 윈도우에서는 윈도우 NT 이후 운영 체제(예: 윈도우 비스타)에서 mklink /H 명령어를, 초기 운영 체제 (윈도우 XP, 윈도우 서버 2003)에서 fsutil.exe hardlink create 명령어를 사용하여 하드 링크를 만들 수 있다.^[20][21] 윈도우 2000 이상의 윈도우 API는 하드 링크 생성을 위한 `CreateHardLink()` 호출, 제거를 위한 `DeleteFile()`, 연결된 하드 링크 수를 확인하는 `GetFileInformationByHandle()`을 제공한다. 하드 링크는 NTFS 파티션에서만 사용할 수 있다. 윈도우 비스타부터는 DLL의 여러 버전을 추적하기 위해 윈도우 컴포넌트 스토어(WinSxS)에서 하드 링크를 사용한다. 시그윈 등 윈도우에서 실행되는 유닉스 계열 에뮬레이션 또는 호환성 소프트웨어는 윈도우에서 POSIX 인터페이스를 사용할 수 있게 해준다.

윈도우 NT 3.1 이상은 NTFS 파일 시스템에서 하드 링크를 지원한다.^[9] 윈도우 2000에서는 `CreateHardLink()` 함수를 도입했지만, 파일에만 사용 가능하고 디렉토리에는 사용할 수 없다.^[10] `DeleteFile()` 함수로 하드 링크를 제거할 수 있다.

윈도우에서 하드 링크를 생성하는 방법과 확인하는 방법은 다음과 같다.

윈도우 구성 요소 저장소는 하드 링크를 사용하여 하드 디스크 드라이브에 저장된 다양한 버전의 구성 요소를 추적한다.

유닉스 계열 시스템에서 시스템 호출은 기존 파일에 대한 추가 하드 링크를 생성할 수 있다.

Cygwin 및 UNIX 기반 응용 프로그램용 하위 시스템과 같이 마이크로소프트 윈도우에서 실행되는 유닉스 계열 에뮬레이션 또는 호환성 소프트웨어는 POSIX 인터페이스를 사용할 수 있게 해준다.

OpenVMS는 ODS-5 파일 시스템에서 하드 링크를 지원한다.^[15] 유닉스와 달리 VMS는 디렉토리에 대한 하드 링크를 생성할 수 있다.

6. 예시

"LINK A.TXT"와 "LINK B.TXT"라는 두 개의 하드 링크가 동일한 데이터를 가리키는 경우, 한 파일을 수정하면 다른 파일에서도 변경 사항이 반영된다. 예를 들어 텍스트 편집기로 "LINK A.TXT"를 열어 수정하고 저장하면, "LINK B.TXT"를 열었을 때 동일한 변경 사항을 확인할 수 있다. 이는 두 파일 이름이 같은 데이터를 가리키기 때문이다.^[16]

그러나 GNU Emacs와 같은 일부 편집기는 이 방식을 따르지 않을 수 있다. Emacs에서 "LINK B.TXT"를 열면, 먼저 "LINK B.TXT"를 "LINK B.TXT~"로 이름을 바꾸고, "LINK B.TXT~"를 편집한 후, 수정된 내용을 새로 만든 "LINK B.TXT"에 저장한다. 이 경우 "LINK A.TXT"와 "LINK B.TXT"는 더 이상 같은 데이터를 공유하지 않게 된다. 이러한 동작은 Emacs 변수 `backup-by-copying`을 사용하여 변경할 수 있다.

UNIX에서는 각 디렉토리가 세 종류의 하드 링크로 참조된다.^[17] 예를 들어 tmp 디렉토리는 다음과 같이 참조된다.

7. 비판적 관점

Linux Weekly News의 닐 브라운(Neil Brown)은 하드 링크가 아카이버 및 디스크 사용량 도구와 같이 디렉터리 트리를 처리하는 프로그램의 설계를 복잡하게 만들고, 보존 관리에 많은 노력이 필요하다고 비판했다. 이러한 프로그램들은 계층 구조에서 여러 번 링크된 파일의 중복을 제거해야 한다. 브라운은 유닉스의 후속 제품인 Plan 9 from Bell Labs에는 하드 링크 개념이 포함되어 있지 않다고 지적했다.^[8]

참조

_[1] 웹사이트 Q & A: The difference between hard and soft links http://linuxgazette.[...]
_[2] 웹사이트 Link Shell Extension http://schinagl.priv[...]
_[3] 웹사이트 Resilient File System (ReFS) overview https://learn.micros[...] 2022-10-26
_[4] 서적 The Design of the UNIX Operating System https://archive.org/[...] Prentice Hall
_[5] 웹사이트 How Time Machine Works its Magic http://baligu.com/po[...] 2019-05-19
_[6] 웹사이트 Linux kernel source tree, fs/ext4/ext4.h, line 229 https://git.kernel.o[...]
_[7] 웹사이트 CreateHardLinkA function (winbase.h) https://docs.microso[...] 2021-10-13
_[8] 웹사이트 Ghosts of Unix past, part 4: High-maintenance designs https://lwn.net/Arti[...] 2014-04-20
_[9] 웹사이트 How hard links work https://docs.microso[...] 2011-01-06
_[10] 웹사이트 CreateHardLink Function http://msdn.microsof[...] Microsoft 2011-03-10
_[11] 웹사이트 Fsutil hardlink https://docs.microso[...] Microsoft 2012-04-18
_[12] 웹사이트 Mklink https://docs.microso[...] Microsoft 2012-04-18
_[13] 웹사이트 New-Item (PowerShell 3.0) https://docs.microso[...] Microsoft 2020-06-22
_[14] 웹사이트 FileSystemProvider.cs https://github.com/P[...] Microsoft 2021-11-20
_[15] 웹사이트 OpenVMS System Manager's Manual, Vol. I https://vmssoftware.[...] VSI 2021-01-23
_[16] 웹사이트 ハードリンクとは - IT用語辞典 https://e-words.jp/w[...] 2024-03-13
_[17] 웹사이트 Windowsのシンボリックリンクとジャンクションとハードリンクの違い https://atmarkit.itm[...] 2024-03-13
_[18] 웹인용 Q & A: The difference between hard and soft links http://linuxgazette.[...]
_[19] 웹인용 Link Shell Extension http://schinagl.priv[...]
_[20] 웹인용 NTFS Hard Links, Directory Junctions, and Windows Shortcuts http://www.flexhex.c[...] flexhex.com 2017-09-03
_[21] 웹인용 How hard links work http://blogs.technet[...]
_[22] 웹인용 Freeware to find and delete hard links http://www.alldup.in[...] 2017-09-03