왜 디렉터리 Hard link를 만들 수 없나요?

Why Hard Link Not Allowed for Directory

왜 디렉터리 Hard link를 만들 수 없나요?

디렉터리 Hard Link를 만들고 싶지만 만들어 지지 않는다.

예전에는 root 권한으로 -d 옵셥을 주면 디렉터리에 대한 Hard Link를 만들 수 있었던것 같은데 지금  Ubuntu 에서 테스트 해보니 root 권한으로도 디렉터리 Hard Link가 만들어 지지 않는다.

mkdir a
ln a b
ln: a: hard link not allowed for directory

왜 디렉터리에 대한 Hard Link를 만들수 없는지 알아보자.

디렉터리 Hard Link는 리눅스 시스템에 여러 문제점을 야기 시키기 때문이다.

그렇다면 디렉터리 Hard Link에 의해 발생할 수 있는 문제점들은 어떤 것들이 있을까?

파일시스템에 루프를 만든다.

mkdir -p ~/a/b
cd ~/a/b
ln ~/a c

무한대의 깊이(depth)를 가지는 디렉터리 루프가 만들어 졌다.

cd ~/a/b/c/b/c/b/c/b/c/b/c/b/c/b/c/...

-maxdepth 옵션 없이 find 명력을 이 루프가 포함된 디렉터리에서 실행 하면 find명령은 무한대의 깊이를 검색하려고 할 것이다. 이는 사용자가 디렉터리 (Hard Link에 의해)무한대의 루프를 포함하는 디렉터리에 대하여 주요 명령어인 find 명령을 사용 할 수 없음을 의미 한다. 이는 또다른 주요 명령인 locate도 같이 적용 된다.

개념적으로 보면 파일시스템은 기본적으로 Tree 구조를 가지지만 Tree의 정의에는 Loop가 없기 때문에 Loop가 생긴 파일시스템은 더이상 파일시스템이라고 볼 수 없다.

상위디렉터리의 명료성을 깨트린다.

위의 Loop 예제에서 여러개의 상위 디렉터리가 존재하게 된다.

cd ~/a/b
cd ~/a/b/c/b

첫번째 케이스에서 ~/a는 ~/a/b의 상위 디렉터리이다. 두번째 케이스에서 ~/a/b/c 는 ~/a/b/c/b의 상위 디렉터리이며 이는 ~/a/b와 동일하다.

따라서 ~/a/b는 2개의 상위 디렉터리를 가진다.

하나의 파일이 여러 파일로 표현된다.

리눅스/유닉스 시스템에서 파일은 경로에 의해 식별된다.

심볼릭 링크(Symbolic Link)의 경우 실제 경로를 resolving 한 후 실별된다.

예을 들어,

~/a/b/foo.txt
~/a/b/c/b/foo.txt

위의 두 파일은 다른 파일로 식별된다. 위 예제에서 각 path의 foo.txt는 하나의 inode 번호를 가지지만 이를 식별 하기 위한 Path는 무한대로 존제 한다. 사용자는 자신이 명시적으로 Loop를 생성하였을 경우를 제외하고는 이를 체크하지 않는다.

디렉터리 하드링크는 자신의 하위 디렉터리 또는 하위 디렉터리나 상위 디렉터리가 아닌 어떤 디렉터리도 가리킬 수 있다. 이 경우 해당 디렉터리의 하위 항목들은 2개의 파일로 복제되며, 2개의 경로로 식별된다.

ln /one /one-hard 
echo foo > /one-hard/foobar.txt 
diff -s /one/foobar.txt /one-hard/foobar.txt
echo bar >> /one/foobar.txt 
diff -s /one/foobar.txt /one-hard/foobar.txt 
cat /one/foobar.txt 
foo 
bar

그렇다면 디렉터리에 소프트링크가 어떻게 동작 하는가?

소프트링크나 소프트링크가 포함된 디렉터리 루프를 포하는 경로는 종종 파일을 식별하거나 오픈하는 용도로만 사용된다. 이것은 정상적인 경로나 선형 경로 처럼 사용될 수 있다.

하지만경로가 파일 비교에 사용되는 경우, Symbolic Link를 먼저 디코딩한 다음 원본 파일의 경로로 변환하여 Canonical Path(정식 경로)로 만들 수 있다.

이는 모든 소프트링크가 링크 없이 확장될 수 있기 때문에 가능하다. 경로에 있는 모든 소프트링크를 사용하여 이 작업을 수행하면 남아 있는 경로는 항상 경로가 명확한 트리의 일부가 된다.

readlink 명령으로 정식 경로를 확인 할 수 있다.

readlink -f /some/symlinked/path

Soft links are different from what the filesystem uses

소프트 링트는 Filesystem 내부의 링크와는 다르기 때문에 소프트 링크로 인해 문제가 발생할 소지가 없다. 이는 Hard Link와 구분되며 필요한 경우 Symbolic Link가 없은 경로로 해석된다.

어떤의미에서(운영제체의 관점에서) Symbolic Link를 추가 하는것은 기존의 파일시스템 구조를 변경하는것이 아니라 유지하는 것이지만 응용 프로그램 측면에서는 더 많은 구조를 추가하는 것이다.

디렉터리 하드링크의 대안

-al 옵션을 주고 copy 한다. 디렉터리는 복사(생성)이 되고 파일은 Hard Link가 된다.

cp -al src dst

이는 증분백업에서 사용되는 주요 매커니즘이다.

directory를 -o bind 옵션을 주고 mount 할 수 도 있는데 이건 hard link가 아니라 soft link와 같이 동작 하니 넘어가기로 한다.