df와 du 명령어, 왜 결과가 다를까? 파일 시스템 블록 할당의 비밀
리눅스 시스템 관리자라면 누구나 df와 du 명령어를 사용해봤을 겁니다. df는 디스크 전체의 사용량 정보를 보여주고, du는 특정 디렉토리나 파일의 사용량 정보를 보여주죠. 그런데 가끔 이 두 명령어가 보여주는 결과가 달라서 당황스러울 때가 있습니다. “분명히 du로 확인했을 때는 용량이 얼마 안 되는데, 왜 df는 디스크가 꽉 찼다고 할까?” 이런 의문을 품어본 적이 있다면, 파일 시스템의 블록 할당 방식을 이해해야 합니다. 이 글에서는 df와 du 명령어의 차이점을 자세히 살펴보고, 파일 시스템의 블록 할당 방식이 왜 이러한 차이를 만들어내는지 설명하겠습니다.
df 명령어 톺아보기 디스크 전체 사용량의 현황 보고
df 명령어는 “disk free”의 약자로, 파일 시스템 레벨에서 디스크 사용량을 보여줍니다. 즉, 파일 시스템 자체의 메타데이터를 읽어서 정보를 제공합니다. df는 파일 시스템 전체의 크기, 사용 가능한 공간, 사용된 공간, 사용률 등을 보여줍니다. 중요한 점은 df는 파일 시스템이 인식하는 블록 할당 정보를 기준으로 한다는 것입니다. 즉, 파일 시스템의 관점에서 디스크가 얼마나 사용되었는지 알려줍니다.
일반적으로 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.
df -h-h 옵션은 “human-readable”의 약자로, 결과를 사람이 읽기 쉬운 형태로 (예: KB, MB, GB) 보여줍니다. df 명령어는 디스크 파티션, 마운트 포인트, 파일 시스템 유형 등 다양한 정보를 함께 제공하므로, 시스템의 전반적인 디스크 사용 현황을 파악하는 데 매우 유용합니다.
du 명령어 파헤치기 디렉토리와 파일의 실제 점유 공간 탐색
du 명령어는 “disk usage”의 약자로, 특정 디렉토리나 파일이 실제로 차지하는 디스크 공간을 계산합니다. du는 지정된 디렉토리(또는 파일)를 순회하면서 각 파일의 크기를 합산하여 총 사용량을 계산합니다. 중요한 점은 du는 파일 시스템의 메타데이터가 아니라, 파일 자체의 정보를 기준으로 한다는 것입니다. 즉, 파일 시스템 내에서 특정 디렉토리나 파일이 실제로 얼마나 많은 공간을 차지하는지 알려줍니다.
일반적으로 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.
du -sh /path/to/directory-s 옵션은 “summarize”의 약자로, 지정된 디렉토리의 총 사용량만 보여줍니다. -h 옵션은 df와 마찬가지로 결과를 사람이 읽기 쉬운 형태로 보여줍니다. du 명령어는 특정 디렉토리나 파일의 용량을 빠르게 확인할 수 있으며, 용량을 많이 차지하는 파일을 찾는 데 유용합니다.
왜 결과가 다를까? 숨겨진 원인 분석
df와 du 명령어가 보여주는 결과가 다른 이유는 여러 가지가 있습니다. 가장 흔한 이유는 다음과 같습니다.
- 삭제된 파일의 잔존 파일이 삭제되었지만, 해당 파일을 사용 중인 프로세스가 여전히 존재할 경우, 파일 시스템은 해당 파일이 차지하고 있던 블록을 즉시 해제하지 않습니다. 이러한 블록은
df명령어에는 사용 중인 것으로 표시되지만,du명령어는 삭제된 파일을 계산에 포함하지 않으므로 차이가 발생합니다.
- 파일 시스템 메타데이터 파일 시스템 자체의 메타데이터 (예: inode 테이블, 슈퍼블록 등)는
du명령어의 계산에 포함되지 않습니다.df명령어는 파일 시스템 전체의 사용량을 보여주므로, 이러한 메타데이터의 공간도 포함됩니다. - 예약된 공간 파일 시스템은 루트 사용자 (root)를 위해 일정량의 공간을 예약해둡니다. 이는 시스템이 완전히 멈추는 것을 방지하기 위한 조치입니다.
df명령어는 이러한 예약된 공간도 전체 사용량에 포함하지만,du명령어는 포함하지 않습니다. - 하드 링크 하드 링크는 동일한 파일에 대한 여러 개의 파일 이름을 가리키는 방식입니다.
du명령어는 하드 링크된 파일을 여러 번 계산할 수 있으므로, 실제 사용량보다 더 많은 공간을 차지하는 것으로 표시될 수 있습니다. - 스냅샷 파일 시스템 스냅샷은 특정 시점의 파일 시스템 상태를 저장하는 기능입니다. 스냅샷은 파일 시스템의 변경 사항을 추적하기 위해 추가적인 공간을 사용하므로,
df명령어의 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.
파일 시스템 블록 할당 방식의 이해
파일 시스템은 파일을 저장하기 위해 디스크 공간을 블록 단위로 나눕니다. 각 파일은 하나 이상의 블록을 차지하며, 파일 시스템은 각 블록이 어떤 파일에 할당되었는지 추적합니다. df 명령어는 파일 시스템이 관리하는 블록 할당 정보를 기반으로 디스크 사용량을 계산합니다. 반면에 du 명령어는 각 파일의 크기를 합산하여 사용량을 계산합니다. 따라서 삭제된 파일의 잔존, 파일 시스템 메타데이터, 예약된 공간 등의 요인으로 인해 df와 du의 결과가 달라질 수 있습니다.
파일 시스템의 블록 크기는 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 블록 크기가 작으면 작은 파일을 저장할 때 공간 낭비를 줄일 수 있지만, 큰 파일을 읽고 쓰는 데 더 많은 I/O 작업이 필요할 수 있습니다. 반대로 블록 크기가 크면 큰 파일을 효율적으로 처리할 수 있지만, 작은 파일을 저장할 때 공간 낭비가 발생할 수 있습니다.
사용 경험 및 문제 해결 사례
실제로 df와 du 명령어의 차이 때문에 문제가 발생했던 경험이 있습니다. 한 서버에서 df 명령어가 디스크 공간이 99% 사용 중이라고 보고했지만, du 명령어로 확인했을 때는 전체 용량이 훨씬 적었습니다. 원인을 파악하기 위해 여러 가지 방법을 시도한 결과, 삭제된 로그 파일이 여전히 프로세스에 의해 사용 중이라는 것을 알게 되었습니다. 해당 프로세스를 재시작한 후, 삭제된 파일의 블록이 해제되어 df 명령어가 정확한 디스크 사용량을 보고하게 되었습니다.
또 다른 사례로, 파일 시스템 스냅샷 기능이 활성화된 서버에서 df 명령어의 결과가 예상보다 높게 나타나는 경우가 있었습니다. 스냅샷 기능을 비활성화하거나 스냅샷을 정리한 후, df 명령어의 결과가 정상적으로 돌아왔습니다.
이러한 경험을 통해 df와 du 명령어의 차이점을 이해하고, 파일 시스템의 블록 할당 방식을 고려하는 것이 시스템 관리에서 얼마나 중요한지 깨달았습니다.
유사 명령어 및 도구 비교
df와 du 명령어 외에도 디스크 사용량을 분석하는 데 도움이 되는 다양한 명령어와 도구가 있습니다.
- ncdu
ncdu는 “NCurses Disk Usage”의 약자로,du명령어와 유사하지만, NCurses 인터페이스를 사용하여 디렉토리 구조를 시각적으로 보여줍니다.ncdu는 용량을 많이 차지하는 디렉토리를 빠르게 찾고 삭제하는 데 유용합니다.
- gdu
gdu는 “Go Disk Usage”의 약자로,ncdu와 유사하지만, Go 언어로 작성되어 더 빠른 속도를 제공합니다.gdu는 매우 큰 디렉토리를 분석하는 데 적합합니다. - iotop
iotop은 디스크 I/O 사용량을 실시간으로 보여주는 도구입니다.iotop은 어떤 프로세스가 디스크 I/O를 많이 사용하는지 파악하는 데 유용합니다. - lsof
lsof는 “List Open Files”의 약자로, 어떤 프로세스가 특정 파일을 사용하고 있는지 보여주는 도구입니다.lsof는 삭제된 파일이 여전히 사용 중인 프로세스를 찾는 데 유용합니다.
이러한 도구들을 함께 사용하면 디스크 사용량 문제를 더욱 효과적으로 해결할 수 있습니다.