ISO 9660은 1988년에 발표된 광학 디스크 미디어용 파일 시스템 표준입니다. 국제 표준화 기구(ISO)와 국제 전기 기술 위원 회(IEC)에서 CD-ROM용 표준 파일 시스템을 정의하기 위해 개발되었습니다. 목표는 서로 다른 플랫폼과 운영 체제 간의 데이터 디스크 상호 운용성을 보장하는 것이었습니다.
ISO 9660 디스크는 다른 파일 시스템과 유사하게 디렉토리와 파일의 계층적 트리 구조에 데이터를 포함합니다. 최상위 디렉토리는 루트 디렉토리라고 합니다. 디렉토리와 파일은 루트에서 시작하는 경로를 사용하여 참조됩니다. 루트를 포함한 각 디렉토리는 해당 디렉토리 내의 파일과 하위 디렉토리에 대한 메타데이터를 제공하는 디렉토리 항목 집합을 포함합니다.
ISO 9660은 파일 시스템 구조의 몇 가지 주요 측면과 제한 사항을 정의합니다.
- 파일 이름은 점으로 구분된 3자리 확장자와 함께 최대 8자까지 가능합니다. 파일 이름은 대문자 A-Z, 숫자 0-9, 밑줄로 구성되어야 합니다. 파일 이름 길이와 문자 제한은 광범위한 호환성을 보장하는 데 도움이 됩니다.
- 디렉토리 이름도 마찬가지로 대문자 8자와 밑줄로 제한됩니다. 디렉토리 이름은 또한 8레벨 깊이로 제한됩니다.
- 파일이나 디렉토리에 대한 전체 경로 길이는 255자로 제한됩니다. 경로 구분 기호는 슬래시(/)를 사용합니다.
ISO 9660 디스크는 16개의 시스템 영역 섹터로 시작한 다음 최대 2048개의 볼륨 설명자 섹터가 이어집니다. 볼륨 설명자는 주요 메타데이터를 포함하는 기본 볼륨 설명자를 포함하여 디스크의 구조와 내용에 대한 정보를 제공합니다.
기본 볼륨 설명자는 섹터 16에 나타나고 디스크 볼륨 이름, 게시자 식별자, 데이터 작성자, 저작권, 초록, 볼륨 생성/수정/만료 날짜와 같은 정보를 포함합니다. 또한 경로 테이블 크기와 위치, 루트 디렉토리 위치, 보조 볼륨 설명자 에 대한 참조를 지정합니다.
ISO 9660 디스크는 경로 테이블을 사용하여 디렉토리 탐색과 조회를 최적화합니다. 경로 테이블은 디렉토리 계층의 인덱스를 제공하며, 소문자 이름을 사용하는 디렉토리(L 유형 경로 테이블)와 대문자와 특수 문자 이름을 사용하는 디렉토리(M 유형 경로 테이블)에 대한 별도의 테이블이 있습니다. L 유형 경로 테이블은 선택 사항이지만 대부분의 디스크에서 사용됩니다.
각 경로 테이블 항목에는 디렉토리 레코드의 위치, 루트에서 디렉토리 레벨 수, 디렉토리 이름이 포함됩니다. 이를 통해 디렉토리 섹터를 하나씩 파싱하지 않고도 디렉토리 트리를 효율적으로 탐색할 수 있습니다.
ISO 9660 디스크의 파일과 디렉토리는 각 디렉토리 내의 디렉토리 레코드 항목을 통해 참조됩니다. 디렉토리 레코드에는 다음과 같은 메타데이터 필드가 포함됩니다.
- 디렉토리 레코드 길이 - 확장된 속성 레코드 길이 - 파일/디렉토리 범위(섹터 오프셋)의 위치 - 파일/디렉토리의 데이터 길이 - 기록 날짜 및 시간 - 파일 플래그(예: 숨김, 디렉토리, 연결된 파일) - 인터레이스된 파일의 파일 단위 크기 - 인터레이스된 파일의 인터리브 갭 크기 - 볼륨 시퀀스 번호 - 파일 식별자(파일 이름) 길이 - 파일 이름
ISO 9660은 모든 데이터가 읽기 전용 미디어에 마스터링되는 가상 파일 시스템을 정의합니다. 따라서 이 표준에는 기존 ISO 9660 디스크를 수정하기 위한 조항이 포함되지 않습니다. 디스크는 항상 읽기 전용으로 처리됩니다. 변경이 필요한 경우 업데이트된 파일과 디렉토리로 새 디스크 이미지를 생성해야 합니다.
ISO 9660은 광학 미디어용으로 설계되었지만 표준을 사용하는 디스크 이미지는 하드 드라이브 와 같은 다른 미디어에서도 액세스할 수 있습니다. 많은 운영 체제에서는 ISO 9660 디스크 이미지 파일을 가상 읽기 전용 드라이브로 마운트하거나 특수 파일 시스템 드라이버를 통해 디스크 이미지 내용에 액세스할 수 있습니다.
나중에 ISO 9660에 대한 확장은 이전 버전과의 호환성을 유지하면서 기능을 확장했습니다.
- Rock Ridge 확장: Unix 파일 시스템 의미 체계와 정보를 ISO 9660 디스크에 저장할 수 있도록 합니다. 더 긴 파일 이름, 더 깊은 디렉토리 구조, 추가 파일 속성을 사용할 수 있습니다.
- Joliet 확장: Microsoft에서 지정하여 최대 64자까지 유니코드 파일 이름을 허용합니다. Joliet 파일 이름은 더 넓은 범위의 문자를 사용할 수 있으며 UTF-16 형식으로 저장됩니다.
- El Torito: 부팅 코드와 부팅 가능한 디스크 이미지를 포함할 수 있는 부팅 가능 CD-ROM에 대한 사양을 제공하여 디스크를 부팅 가능하게 합니다.
광학 디스크는 전성기에 비해 인기가 떨어졌지만 ISO 9660은 읽기 전용 미디어에서 데이터 교환을 위한 중요한 표준으로 남아 있습니다. 이 설계는 광학 저장의 제약 내에서 작동하면서 컴퓨팅 플랫폼 간의 상호 운용성을 촉진했습니다. ISO 9660 형식을 이해하는 것은 CD/DVD 아카이브, 디스크 이미지, 운영 체제 내부에서 작업하는 사람들에게 가치가 있습니다.
파일 압축은 동일한 정보가 더 적은 비트를 차지하도록 중복성을 줄입니다. 얼마나 멀리 갈 수 있는지에 대한 상한선은 정보 이론에 의해 결정됩니다. 무손실 압축의 경우, 한계는 소스의 엔트로피입니다(섀넌의 소스 코딩 정리 와 그의 1948년 원본 논문 “통신의 수학적 이론”참조). 손실 압축의 경우, 속도와 품질 간의 절충은 속도-왜곡 이론에 의해 포착됩니다.
대부분의 압축기에는 두 단계가 있습니다. 첫째, 모델이 데이터의 구조를 예측하거나 노출합니다. 둘째, 코더가 이러한 예측을 거의 최적의 비트 패턴으로 변환합니다. 고전적인 모델링 계열은 렘펠-지브입니다. LZ77 (1977) 과 LZ78 (1978)은 반복되는 하위 문자열을 감지하고 원시 바이트 대신 참조를 내보냅니다. 코딩 측면에서는 허프만 코딩 (원본 논문 1952참조)이 더 가능성 있는 기호에 더 짧은 코드를 할당합니다. 산술 코딩 과 범위 코딩 은 엔트로피 한계에 더 가깝게 압축하는 더 세분화된 대안이며, 현대적인 비대칭 숫자 체계(ANS) 는 빠른 테이블 기반 구현으로 유사한 압축을 달성합니다.
DEFLATE(gzip, zlib, ZIP에서 사용)는 LZ77과 허프만 코딩을 결합합니다. 사양은 공개되어 있습니다. DEFLATE RFC 1951, zlib 래퍼 RFC 1950, gzip 파일 형식 RFC 1952. Gzip은 스트리밍을 위해 구성되었으며 명시적으로 임의 접근을 시도하지 않습니다. PNG 이미지는 PNG 사양에 따라 DEFLATE를 유일한 압축 방법으로 표준화합니다(최대 32KiB 창). “압축 방법 0… deflate/inflate… 최대 32768바이트” 및 W3C/ISO PNG 제2판.
Zstandard (zstd): 매우 빠른 압축 해제와 높은 비율을 위해 설계된 최신 범용 압축기입니다. 형식은 RFC 8878 (또한 HTML 미러) 및 참조 사양 GitHub에 문서화되어 있습니다. gzip과 마찬가지로 기본 프레임은 임의 접근을 목표로 하지 않습니다. zstd의 초능력 중 하나는 사전입니다. 코퍼스에서 가져온 작은 샘플로, 작거나 유사한 많은 파일에서 압축을 극적으로 향상시킵니다( python-zstandard 사전 문서 및 Nigel Tao의 작업 예제참조). 구현은 “비정형” 및 “정형” 사전을 모두 허용합니다 (토론).
Brotli: 웹 콘텐츠(예: WOFF2 글꼴, HTTP)에 최적화되어 있습니다. 정적 사전과 DEFLATE와 유사한 LZ+엔트로피 코어를 혼합합니다. 사양은 RFC 7932이며, WBITS가 [10, 24]인 2WBITS−16의 슬라이딩 윈도우(1KiB−16B ~ 16MiB−16B)와 임의 접근을 시도하지 않음을 명시합니다. Brotli는 웹 텍스트에서 gzip을 자주 능가하며 빠르게 디코딩됩니다.
ZIP 컨테이너: ZIP은 다양한 압축 방법 (deflate, store, zstd 등)으로 항목을 저장할 수 있는 파일 아카이브입니다. 사실상의 표준은 PKWARE의 APPNOTE입니다( APPNOTE 포털, 호스팅된 사본, LC 개요 ZIP 파일 형식(PKWARE) / ZIP 6.3.3참조).
LZ4는 적당한 비율로 원시 속도를 목표로 합니다. 프로젝트 페이지 (「매우 빠른 압축」)와 프레임 형식을 참조하십시오. 압축 해제가 RAM 속도에 가까워야 하는 인메모리 캐시, 원격 측정 또는 핫 경로에 이상적입니다.
XZ / LZMA는 비교적 느린 압축으로 밀도(훌륭한 비율)를 추구합니다. XZ는 컨테이너입니다. 무거운 작업은 일반적으로 LZMA/LZMA2(LZ77과 유사한 모델링 + 범위 코딩)에 의해 수행됩니다. .xz 파일 형식, LZMA 사양(Pavlov), 리눅스 커널 노트 XZ 임베디드를 참조하십시오. XZ는 일반적으로 gzip보다 압축률이 높으며 종종 높은 비율의 최신 코덱과 경쟁하지만 인코딩 시간이 더 깁니다.
bzip2는 버로우즈-휠러 변환(BWT), move-to-front, RLE 및 허프만 코딩을 적용합니다. 일반 적으로 gzip보다 작지만 느립니다. 공식 설명서 와 man 페이지 (리눅스)를 참조하십시오.
“창 크기”가 중요합니다. DEFLATE 참조는 32KiB만 되돌아볼 수 있습니다 (RFC 1951 및 PNG의 32KiB 상한 여기에 명시됨). Brotli의 창은 약 1KiB에서 16MiB까지 다양합니다 (RFC 7932). Zstd는 레벨별로 창과 검색 깊이를 조정합니다 (RFC 8878). 기본 gzip/zstd/brotli 스트림은 순차적 디코딩을 위해 설계되었습니다. 기본 형식은 임의 접근을 약속하지 않습니다. 하지만 컨테이너(예: tar 인덱스, 청크 프레이밍 또는 형식별 인덱스)를 통해 계층화할 수 있습니다.
위의 형식은 무손실입니다. 정확한 바이트를 재구성할 수 있습니다. 미디어 코덱은 종종 손실입니다. 더 낮은 비트 전송률을 달성하기 위해 감지할 수 없는 세부 정보를 버립니다. 이미지에서 클래식 JPEG(DCT, 양자화, 엔트로피 코딩)는 ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1에 표준화되어 있습니다. 오디오에서 MP3(MPEG-1 Layer III) 및 AAC(MPEG-2/4)는 지각 모델 및 MDCT 변환에 의존합니다( ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, MDCT 개요 여기참조). 손실 및 무손실은 공존할 수 있습니다(예: UI 자산용 PNG, 이미지/비디오/오디오용 웹 코덱).
이론: 섀넌 1948 · 속도-왜곡 · 코딩: 허프만 1952 · 산술 코딩 · 범위 코딩 · ANS. 형식: DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 프레임 · XZ 형식. BWT 스택: 버로우즈-휠러(1994) · bzip2 설명서. 미디어: JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
결론: 데이터와 제약 조건에 맞는 압축기를 선택하고, 실제 입력으로 측정하고, 사전과 스마트 프레이밍의 이점을 잊지 마십시오. 올바른 조합으로 정확성이나 이식성을 희생하지 않고 더 작은 파일, 더 빠른 전송, 더 빠른 앱을 얻을 수 있습니다.
파일 압축은 파일 또는 파일들의 크기를 줄이는 과정으로, 일반적으로 저장 공간을 절약하거나 네트워크를 통한 전송을 가속화하기 위해 사용됩니다.
파일 압축은 데이터의 중복성을 식별하고 제거함으로써 작동합니다. 원래의 데이터를 더 작은 공간에 인코딩하기 위해 알고리즘을 사용합니다.
파일 압축의 두 가지 주요 유형은 손실 없는 압축과 손실 압축입니다. 손실 없는 압축은 원래 파일을 완벽하게 복원할 수 있게 하는 반면, 손실 압축은 데이터 품질의 일부 손실을 감수하면서 더 큰 크기 축소를 가능하게 합니다.
파일 압축 도구의 인기 있는 예는 ZIP과 RAR 같은 다양한 압축 형식을 지원하는 WinZip입니다.
손실 없는 압축에서는 품질이 변하지 않습니다. 그러나 손실 압축에서는 파일 크기를 더욱 크게 줄이기 위해 중요하지 않은 데이터를 제거하기 때문에 품질 저하가 눈에 띄게 될 수 있습니다.
네, 특히 손실 없는 압축에서는 데이터 무결성 측면에서 파일 압축이 안전합니다. 그러나 모든 파일과 마찬가지로, 압축된 파일도 멀웨어나 바이러스의 대상이 될 수 있으므로, 항상 신뢰할 수 있는 보안 소프트웨어를 갖추는 것이 중요합니다.
거의 모든 종류의 파일들은 압축이 가능하며, 이에는 텍스트 파일, 이미지, 오디오, 비디오, 소프트웨어 파일이 포함됩니다. 그러나, 압축 가능한 수준은 파일 유형에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
ZIP 파일은 파일의 크기를 줄이는 데 손실 없는 압축을 사용하는 파일 형식의 일종입니다. ZIP 파일 안에는 여러 파일이 효과적으로 한 개의 파일로 묶여 있어 공유가 더욱 쉽습니다.
기술적으로는 가능합니다, 그러나 추가적인 크기 줄임은 최소한이거나 심지어 역효과일 수 있습니다. 이미 압축된 파일을 다시 압축하려고 하면, 압축 알고리즘이 추가하는 메타데이터 때문에 파일의 크기가 증가하기도 합니다.
파일을 압축 해제하려면 일반적으로 압축 해제 또는 압축 풀기 도구, 예를 들면 WinZip이나 7-Zip 같은 도구가 필요합니다. 이러한 도구들은 원래의 파일을 압축된 형식에서 추출할 수 있습니다.