Linux의 블록 장치와 문자열 장치의 차이점과 사용 방법

리눅스 사용자로서 블록 디바이스나 캐릭터 디바이스를 사용해야 하는 상황에 직면하신 적이 있나요? 블록 디바이스와 캐릭터 디바이스는 모양이나 기능면에서는 유사하지만, 구현 방식과 사용 방식에서는 매우 다릅니다. 오늘은 Linux의 블록 및 문자열 장치에 대해 심층적으로 이해하고 차이점과 올바르게 사용하는 방법을 살펴보겠습니다.

고정 크기의 데이터 조각(청크)에 무작위로(순서가 아님) 액세스할 수 있는 시스템의 장치를 블록 장치라고 하며, 이러한 데이터 조각을 블록이라고 합니다. 가장 일반적인 블록 장치는 하드 디스크이지만 플로피 디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브 및 플래시 메모리와 같은 다른 블록 장치도 많이 있습니다. 이들은 모두 파일 시스템을 마운트하는 방식으로 사용됩니다. 이는 일반적으로 블록 장치에 액세스하는 방식입니다.

또 다른 기본 장치 유형은 캐릭터 장치입니다. 문자 장치는 문자 스트림에 따라 순서대로 액세스됩니다. 직렬 포트와 키보드는 모두 문자 장치입니다. 하드웨어 장치가 문자 스트림으로 액세스되면 문자 장치로 분류되어야 합니다. 반대로 장치가 무작위로(무작위로) 액세스되면 블록 장치입니다.

이 두 가지 유형의 장치 사이의 근본적인 차이점은 무작위로 액세스할 수 있는지 여부입니다. 즉, 장치에 대한 액세스가 마음대로 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있는지 여부입니다. 예를 들어, 키보드와 같은 장치는 "fox" 문자열을 입력하면 데이터 스트림을 제공하며 키보드 드라이버는 입력과 정확히 동일한 순서로 세 문자로 구성된 데이터 스트림을 반환합니다. 키보드 드라이버에게 문자열을 순서대로 읽지 않거나 다른 문자를 읽도록 요청하는 것은 의미가 없습니다. 따라서 키보드는 일반적인 문자 장치이며, 키보드가 제공하는 것은 사용자가 키보드에서 입력하는 문자 스트림입니다. 키보드에서 읽으면 먼저 "f", "o", "x", 마지막으로 파일 끝(EOF)의 문자 스트림이 생성됩니다. 키보드를 입력하는 사람이 없으면 문자 스트림은 비어 있습니다. 하드 디스크 장치의 상황은 다릅니다. 하드 디스크 장치의 드라이버는 디스크에 있는 모든 블록의 내용을 읽도록 요청한 다음 다른 블록의 내용을 읽으도록 요청할 수 있습니다. 디스크에 있는 읽기 블록의 위치는 연속적일 필요는 없습니다. 디스크는 스트림으로 액세스되는 대신 분명히 블록 장치에 액세스할 수 있습니다.

커널은 캐릭터 디바이스 관리보다 블록 디바이스를 훨씬 더 자세하게 관리합니다. 고려해야 할 문제와 수행해야 할 작업은 캐릭터 디바이스보다 훨씬 복잡합니다. 그 이유는 캐릭터 장치는 한 위치(현재 위치)만 제어하면 되는 반면, 블록 장치는 매체의 여러 섹션 간에 앞뒤로 이동할 수 있는 위치에 액세스할 수 있어야 하기 때문입니다. 따라서 실제로 커널은 캐릭터 장치를 관리하기 위한 전용 하위 시스템을 제공할 필요가 없지만, 블록 장치 관리에는 서비스를 제공하는 전용 하위 시스템이 있어야 합니다. 블록 장치의 복잡성은 캐릭터 장치의 복잡성보다 훨씬 높을 뿐만 아니라 더 중요한 이유는 블록 장치의 실행 성능에 대한 요구 사항이 매우 높기 때문에 하드 디스크를 추가로 사용할 때마다 전체 시스템의 성능이 향상된다는 점입니다. 그 효과는 키보드 처리 속도를 두 배로 늘리는 것보다 훨씬 큽니다. 또한 앞으로 살펴보겠지만 블록 장치의 복잡성으로 인해 이러한 최적화를 위한 여지가 많이 남아 있습니다.

알몸 장치

간단히 말하면 블록 디바이스는 랜덤 액세스가 가능하지만, 캐릭터 디바이스는 랜덤 액세스가 불가능합니다.

원시 디스크 장치와 같은 원시 장치도 무작위로 읽을 수 없나요? 그런 다음 원시 장비를 사용하여 데이터베이스에 2G 데이터 파일을 생성합니다. 마지막 데이터 블록에 액세스하려면 Oracle이 이전 데이터 블록을 모두 읽어야 합니다. 이렇게 설명하면 사실과 일치하지 않습니다. 운영 체제는 무작위로 읽을 수 없습니다. 읽기는 데이터베이스도 무작위로 읽을 수 없다는 의미는 아닙니다.

블록 장치는 물리적 디스크에서 직접 읽히지 않고 시스템 캐시에서 읽혀집니다. 문자 장치는 시스템 캐시를 거치지 않고 물리적 디스크에서 직접 읽을 수 있습니다. (키보드 등 직접 중단)

이 글의 소개를 통해 우리는 블록 장치와 스트링 장치의 구현 및 사용에 큰 차이가 있음을 이해했습니다. 즉, 블록 디바이스는 블록 데이터의 입출력을 지향하고, 스트링 디바이스는 문자 스트림 형태의 입출력을 지향한다. 동시에 실제 애플리케이션에서는 필요에 따라 적절한 장치 유형을 선택하고 해당 명령을 사용하여 생성, 마운트, 포맷 및 기타 작업을 수행할 수 있습니다. 일반적으로 블록 및 문자열 장치의 사용을 익히는 것은 Linux 시스템의 성능 최적화 및 관리 수준을 향상시키는 데 매우 중요합니다.

위 내용은 Linux의 블록 장치와 문자열 장치의 차이점과 사용 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!