SISTEMAS DE ARCHIVOS

 

NTFS 5.0

Los nuevos sistemas de archivos de Windows 2000, NTFS 5.0 y FAT32, constituyen las versiones actualizadas de sus respectivos antecesores bajo NT 4.0. A continuación se exponen puntos relevantes que los dos nuevos miembros aportan a la familia de los NT de sistemas de archivos .

 

Puntos importantes :

La compatibilidad con los sistemas de archivos existentes es uno de los aspectos significativos en la actualización de los sistemas operativos. W2000 admite diferentes sistemas de archivos, para lo cual utiliza esencialmente un superconjunto del soporte implementado en Windows NT4.0. W2000 continúa soportando los sistemas FAT12, FAT16 y CDFS ( Sistema de archivos de CD-ROM), que no es más que el sistema de archivos compatible con la norma ISO-9660 utilizado por NT para leer discos CD-ROM.

El sistema primario de W2000 –NTFS— continúa existiendo, pero tanto su estructura como sus características son nuevas. En su nuevo W2000, Microsoft continua incluyendo el sistema UDF (Formato de disco universal), incorporado ya en la primera versión de Windows 98. En la actualidad, la versión UDF de W2000 (compatible con la norma ISO-13346) básicamente se limita a soportar los discos DVD-ROM.

Entre las nuevas prestaciones que Microsoft ha incluido en Windows 2000, se encuentran el Directorio Activo, prestaciones avanzadas para la administración del sistema de almacenamiento (cuotas de disco, por ejemplo), el EFS (Sistema de cifrado de archivos), HSM ( Administración jerárquica de almacenamiento) y la posibilidad de desplegar aplicaciones a través de objetos de directiva de grupo (GPO) y de utilidades como IntelliMirror. Parte del atractivo de W2000 se basa en el conjunto de todas estas prestaciones encanto que no serviría de nada si Microsoft no hubiera puesto a punto el sistema de archivos que los soportara: NTFS5. 

W2000  soporta el nuevo sistema y  además, durante la instalación del sistema operativo, convierte las versiones anteriores de NTFS al nuevo formato y monta los volúmenes en su estructura de directorios. La conversión automática implica una serie de consecuencias en aquellos sistemas configurados para cargar más de un sistema operativo, como los que ejecutan versiones diferentes de NT. El nuevo sistema NTFS5 soporta cuotas de disco W2000, cifrado de archivos, puntos de reanálisis, unión de directorios, puntos para el montaje de volúmenes, archivos dispersos y diario de cambios.

 • Cuotas de disco. Durante algún tiempo, la especificación NTFS contuvo estructuras de metadatos diseñadas para soportar cuotas para usuarios de disco, pero hasta la llegada de W2000 y de su sistema NTFS5 no se disponía de una versión que utilizara estas estructuras de cuotas. La administración de las cuotas de disco en la que se fundamenta W2000 se basa en el típico planteamiento de cuota por usuario y por volumen (es decir, que pueden asignarse diferentes cuotas para varios usuarios en cada uno de los volúmenes). NTFS se vuelve más eficiente y flexible a la hora de utilizar aplicaciones del tipo SAN ( Red de área de almacenamiento) o productos para la implementación de clusters. 

Las cuotas de disco permiten al administrador de redes controlar el espacio del disco consumido por el usuario en volúmenes de almacenamiento tanto locales como remotos. Bajo W2000, el usuario ve la cuota de disco disponible como el espacio libre restante en ese volumen, en lugar de contemplarlo como la capacidad del disco. Por lo tanto, al usuario nunca se le muestra la capacidad real del volumen y éste nunca se cuestionará por qué su cuota es tan pequeña siendo tan grande el espacio libre en el disco del servidor. A su vez, las aplicaciones que se ejecutan en el sistema del usuario no detectan la información relativa al espacio libre real y, consecuentemente, no crean archivos temporales o de caché cuyos tamaños están en función de la cantidad de disco disponible. .
Aparte del soporte de cuotas ofrecido por NTFS5 en el sistema de archivos, Microsoft también pone  a disposición de los fabricantes de software una API abierta para la administración de cuotas. Esta nueva API de W2000 les permite  ampliar en gran medida las posibilidades de la administración de cuotas. Los primeros beneficiados por esta funcionalidad serán todas las entidades que encuentren insuficientes las funcionalidades actuales de administración de W2000.

• Cifrado de archivos. Hasta no hace mucho, para cifrar los datos almacenados en los sistemas NT, no teníamos más remedio que recurrir a utilidades de terceros. En cambio, W2000 incluye una importante característica de seguridad y administración de almacenamiento: EFS. Las nuevas prestaciones de W2000 y de NTFS5 permiten el uso de un esquema de clave pública para cifrar archivos, carpetas o volúmenes mediante EFS. Cuando un usuario solicita la operación de cifrado, EFS cifra todos los archivos solicitados mediante una clave FEK ( Clave para el cifrado de archivos). La clave FEK, a su vez, se cifra mediante la clave de usuario, creando así un campo DDF (Campo para el descifrado de datos). También es posible solicitar una clave a un agente de seguridad designado a tal efecto y utilizar dicha clave –denominada Agente de Recuperación– para cifrar la clave FEK de forma separada y generar un campo DRF (Campo para la recuperación de datos). Los Agentes de Recuperación suelen transmitirse a un administrador de la organización de modo que ésta pueda descifrar y recuperar los datos como la haría el usuario que los cifró. Gracias a esto, se evita que los usuarios cifren los datos sin que la compañía pueda llegar a recuperarlos en un momento dado. Al igual que con la administración de cuotas, para acceder al cifrado de archivos de W2000 deberá entrar en el diálogo Propiedades de cualquier archivo, carpeta o volumen basado en NTFS .

• Puntos de reanálisis Una de las características más importantes del nuevo sistema NTFS5 son los puntos de reanálisis. Tanto W2000 como los programas que se ejecutan sobre él , los utilizan para capturar operaciones efectuadas sobre objetos contenidos en una estructura NTFS y ejecutar código del programa antes de devolver los datos del archivo al usuario o antes de ejecutar una aplicación.

• Uniones de directorios. Las uniones de directorios son directorios NTFS que W2000 asocia a un tipo especial de punto de reanálisis. Dichos puntos permiten configurar un directorio NTFS determinado para que apunte a otro directorio NTFS, aunque esté situado en otro volumen, pero siempre que este volumen pertenezca al mismo sistema. Las uniones de directorios permiten enlazar nombres de espacio para sistemas de archivos lógicos con raíces de directorios (directorios raíz) o con subdirectorios ubicados en los volúmenes de un sistema local. La unión de directorios también permite la construcción de volúmenes de almacenamiento híbridos, es decir, aquellos que utilizan una mezcla de clases de almacenamiento (por ejemplo, RAID 1, RAID 5, sin tolerancia a fallos). 


• Puntos para el montaje de volúmenes.
Los puntos para el montaje de volúmenes son objetos del sistema de archivos que utilizan puntos de reanálisis para establecer la correlación entre una carpeta NTFS5 y un volumen entero (es decir, que, a diferencia de la unión de directorios, la correlación se aplica a todo un volumen). Los puntos de montaje permiten al usuario y al administrador ampliar la capacidad de un volumen sin necesidad de migrar los datos o de volver a definir las particiones del volumen. Al igual que con la unión de directorios, los puntos de montaje proporcionan mayor flexibilidad al espacio de nombres para el sistema de archivos, además de permitir la construcción de volúmenes híbridos con diversas clases de almacenamiento. 

• Archivos dispersos. Se denominan así aquellos archivos que contienen grandes zonas consecutivas formadas por bits iguales a 0. Estos archivos pueden marcarse de forma que el sistema de archivos NTFS asigne espacio únicamente a las zonas de datos útiles dentro del archivo escogido. En lugar de malgastar espacio escribiendo los datos bit a bit, NTFS sólo almacenará información acerca del rango que contiene ceros, información que describe dónde reubicará el sistema de archivos los datos dispersos. Los archivos dispersos optimizan así el almacenamiento de archivos en volúmenes NTFS5 con datos dispersos y el rendimiento de las aplicaciones que emplean dichos archivos. 

• Diario de cambio. Uno de los problemas que se presentan con los volúmenes que contienen archivos de gran tamaño es que las operaciones necesarias para analizar los cambios efectuados en ellos imponen un carga considerable al subsistema de discos del equipo servidor . W2000 incluye una característica nueva, denominada Diario de cambio. El mismo, es un archivo de anotaciones, específico del volumen, donde se van detallando todos los cambios aplicados en ese volumen. Para mantener el tamaño del diario de cambios dentro de lo razonable, Microsoft lo diseñó siguiendo un esquema circular: al cabo de cierto tiempo, los datos nuevos se escriben sobre los antiguos (cada entrada del archivo de anotaciones ocupa unos 80 bytes). 

El diario de cambios registra aspectos como la modificación y eliminación de archivos. Sin embargo, estas entradas sólo hacen referencia a las operaciones más generales realizadas sobre los archivos y nunca a los datos contenidos en esos archivos. La ventaja más inmediata es la reducción de trabajo por parte de aplicaciones como el Servicio de indexación y el Sistema de duplicación de archivos. Por omisión, W2000 deshabilita el diario de cambio en los volúmenes NTFS. La aplicación del usuario deberá por lo tanto activar esta prestación si desea utilizarla.

FAT32

Antes de que Microsoft sacara W2000 al mercado, sólo los usuarios de Windows 98 podían usar tecnologías como el soporte para más de un monitor, DirectX 7.0, DVD y dispositivos USB. Si se empleaba otro sistema operativo, era necesario mantener un doble sistema de inicio que permitiera iniciar Windows 9x para disfrutar de un juego o descargar imágenes desde una cámara digital USB. Asimismo, los usuarios de NT no podían beneficiarse del sistema de archivos FAT32 implementado en Windows 98 y en la versión OEM OSR 2.0 de Windows 95 (excepción hecha del controlador FAT32 de sólo lectura para NT 4.0 y de su equivalente para lectura/escritura de Winternals Software). Ahora, sin embargo, W2000 incluye el soporte completo de lectura/escritura para volúmenes FAT32, eliminando así todas esas limitaciones. Para darse cuenta de los beneficios reales que aporta el nuevo soporte para FAT32 de W2000, es preciso entender el funcionamiento de este sistema de archivos, así como sus características. 

Microsoft introdujo FAT32 en la versión OSR 2.0 de Windows 95 y lo presentó como el sucesor de su sistema de archivos FAT (ahora conocido como FAT16). El sistema FAT32 supera a su predecesor en varios aspectos importantes. FAT32 mejora sustancialmente el uso del espacio en el disco duro, ya que soporta tamaños de cluster mucho más pequeños que el soportado por FAT16 en volúmenes de disco similares. Un cluster, o unidad de asignación, es la unidad mínima de almacenamiento necesaria para escribir datos de un archivo en un volumen. Todos los archivos almacenados en un volumen, independientemente de su tamaño real, deben acabar cerrados por un cluster par. Esta limitación, junto con el requisito anterior que determina que, en los volúmenes FAT, aun el archivo más pequeño (de 1 KB, por ejemplo) debe consumir el espacio de un cluster como mínimo, implica desperdiciar una gran cantidad de espacio del disco duro.

Aunque los clusters del sistema FAT32 son de mayor tamaño y por lo tanto la cantidad de disco desperdiciado es menor que con FAT16, el método empleado por NTFS es aún mejor.

Microsoft también ha introducido mejoras en el sistema FAT32 relacionadas con la tolerancia a fallos. FAT32 :

Ofrece algunas prestaciones que aseguran la disponibilidad de las estructuras más cruciales de datos del disco.

Puede reasignar el directorio raíz a otra ubicación del disco si la porción del mismo que alojaba la raíz original resulta dañada, por ejemplo.

Puede utilizar la copia de seguridad de su segunda tabla de asignación en caso de que la primera resultara dañada o fuera ilegible.

Dispone de un registro de inicio que mantiene copias de seguridad de las estructuras de datos más importantes del volumen. Todos estos niveles de redundancia logran que FAT32 sea mucho más tolerante a los fallos que  FAT, aunque sigue sin ser tan fiable como NTFS, que incluye prestaciones como la anotación de transacciones. No obstante, para aquellos sistemas en los que se ha escogido desplegar volúmenes FAT32, los datos están a mejor recaudo que de haber elegido volúmenes similares formateados con el sistema FAT.

Si bien W2000 dispone de un soporte general para sistemas de archivos FAT32, dicho soporte posee   ciertas limitaciones. Un ejemplo: aunque los sistemas Windows 9x OSR 2.0 pueden crear volúmenes FAT32 de hasta un máximo teórico de 2 TB (el límite práctico es de 127,53 GB), W2000 no puede crear volúmenes FAT32 mayores de 32 GB. De este modo, los clientes   se verán obligados a migrar más tarde o más temprano hacia volúmenes NTFS. Otra limitación relacionada con el sistema FAT32 es que bajo W2000 no es posible convertir un volumen FAT a uno FAT32. Los volúmenes FAT y FAT32 sí pueden en cambio convertirse a NTFS, pero Microsoft no está ofreciendo ninguna utilidad para la conversión de volúmenes FAT existentes a FAT32.

En síntesis

En primer lugar, no utilice nunca FAT32 en un servidor W2000 porque FAT32 no aporta el nivel de seguridad necesario en volúmenes de discos servidores. En segundo lugar, sólo el sistema de archivos NTFS5 soporta la mayoría de las características avanzadas del nuevo sistema operativo W2000, como el directorio activo (DA) y los servicios de instalación remota (Remote Installation Services o RIS). En muchos casos, no resulta necesario decidir qué sistema de archivos utilizar, ya que algunos cuadros de diálogo de W2000 ya informan de que determinada prestación exige el uso de volúmenes NTFS.

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