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Sistema de Archivos FAT/NTFS/EXT

Sistema de Archivos

FAT16


Se caracteriza por la tabla de asignación de archivos que es una tabla que reside en la parte superior del volumen. Para proteger el volumen se guardan dos copias del fat por si una resulta dañada. Además el fat y el directorio raíz deben almacenarse en una ubicación fija para que los archivos de arranque se puedan ubicar fácilmente. 

El fat realmente es un índice que crea una lista de contenidos del disco para grabar la ubicación de archivos que este posee. La tabla de asignación permite que se mantenga la estructura mediante la creación de vínculos a los bloque que conforma en archivo. Fat es un sistema de 16 bits que permite la identificación de archivos por medio de un nombre de hasta 8 caracteres y tres extensiones de caracteres.

El tamaño máximo de de una partición Fat se puede determinar multiplicando el número de cluster por el tamaño de un cluster. Por ejemplo Con clusters de 32Kb, el tamaño máximo de una partición es, por lo tanto, de 2GB.

La tabla de asignación posee una célula donde cada una corresponde a un cluster, cada célula contiene un numero que indica que si un archivo esta utilizando el cluster. De ser asi, indica la ubicacion del siguiente cluster en el archivo. De esta forma, se obtiene una cadena FAT, la cual es una lista vinculada de referencias que apunta a los clusters sucesivos hasta el final del archivo.

Solo se puede almacenar un archivo por sector, es decir que si un archivo de un kb se almacena en un sector de 64 kb no se puede almacenar más archivos en ese sector.

Ventajas
  • Es más rápido en particiones de menos de 200 mb
Desventajas
  • Su velocidad se reduce cuando las particiones son de mas de 200 mb.
  • No tiene compresión
  • La seguridad solo esta dada por los permisos de los archivos (Escritura, lectura, ejecución).
Este sistemas de archivo se utilizaba en versiones inferiores a windows 95.

Sistemas operativos que lo soportan:

En orden descendente

  1. Windows 2000
  2. Windows 98
  3. Windows NT
  4. Windows 95
  5. MS-DOS
  6. Windows 3.1
  7. Gnu/Linux
  8. FreeBSD
  9. BeOs
  10. Mac OSX



FAT32

Tiene el mismo principio de fat 16 solamente que utiliza 32 bits de caracteres para los números de clusters. Es decir puede administrar particiones de hasta 32 gb de tamaño ya que fat16 solo llegaba hasta 4gb. 

Ventajas
  • Su velocidad se ve reflejada en particiones mayores a 512mb
  • Puede reducir el tamaño de sus sectores hasta 4kb
Desventajas
  • La seguridad solo esta dada por los permisos de archivo.
Versiones de Windows que lo utilizaron.


  • Windows 95
  • Windows 98
  • Windows 200
  • Windows ME

NTFS

Significa sistema de archivos de nueva tecnología, es utilizado a partir de windows NT y no soportar versiones anteriores como MS-DOS o windows 98. Se basa en un sistema llamado tabla muestra de archivos o MFT, la cual contiene información detallada de los archivos.

El rendimiento de acceso a los archivos en una partición ntfs es mas rápido ya que utilizan un árbol binario de alto rendimiento para acceder a los archivos.

Ventajas
  • La capacidad de recuperarse a partir de algunos errores relacionados con el disco automáticamente.
  • Mejor seguridad porque puede utilizar permisos y cifrado para restringir el acceso a archivos específicos para usuarios aprobados.
  • Si el sistema se cierra de forma incorrecta no es necesario hacer un chequeo ya que la recuperación sucede de forma automática a partir de su último estado.
  • Permite la comprensión de cualquier archivo o carpeta para ahorrar espacio, esta compresión es trasparente para las aplicaciones.La compresión se lleva a cabo por bloques de 16 clusters y se usan "clusters virtual".
  • La seguridad es mucho mejor que en fat ya que además de los permisos de usuario permite utilizar EFS, un sistema de encriptación de archivos para asegurar archivos y carpetas. Si EFS se encuentra activado, los archivos o las carpetas pueden encriptarse para el uso de uno o varios usuarios. 
Esquema general
Boot Partition Record: En los primeros 8Kb se contiene la información sobre el volumen (tipo d partición, largo, etc.), junto con el bloque del código básico para iniciar al sistema operativo.
MTF: La tabla maestra contiene el donde y el como están almacenados los archivos junto con todos los atributos asociados a estos.
Archivos del Sistema: Contiene la información sobre los datos y operaciones que se realizan sobre el sistema de archivos: espacio libre, log de transaccionalidad, etc.
Área de archivos: Donde Realmente se almacenan los datos del usuario.

Versiones de Windows que utilizan este sistema de archivos:
  • Windows NT
  • Windows 2000
  • Windows XP
  • Windows server 2003
  • Windows server 2008
  • Windows vista
  • Windows 7
  • Windows 8 
  • Windows 10


EXT2

Sistema de archivos extendido.Posee una tabla donde se almacenan los i-nodos, los i-nodos almacenan la información del archivo(tamaño, la ubicación física, ruta). La ubicación es una referencia a un sector donde están todas y cada una de las referencias a los bloques del archivo fragmentado.

Se construye con la premisa de que los datos se guarden en bloques de datos, bloques que son todos la misma longitud. El tamaño de un fichero se redondea hasta un numero entero de bloques.

Cad fichero tiene un i-nodo y cada i-nodo tiene un único numero que lo identifica, todos lo i-nodos se almacenan en tablas.

Características
  • Al crear el sistema el administrador puede elegir el tamaño del bloque
  • El administrador puede elegir el numero de i-nodos según el número de archivos en la partición
  • El sistema de archivos particiona los bloques de disco en grupos los cuales incluyen bloques de datos e i-nodos, estos grupos se almacenan en pistas de forma adyacente.
  • Soporte enlaces simbólicos rápidos
  • Soporta comprobaciones automáticas de consistencia sobre el estado de los archivos de arranque.
  • Soporta archivo inmutables que ni el superusuario puede sobrepasar.
Una de las desventajas es que no implementa registro por diario o journaling.

EXT3

Se puede definir como una extensión de ext2.
Este sistema de archivos utiliza el paquete de utilidades e2fsprogs. La diferencia con los otros sistemas de archivos que primero usa un número fijo se nodos índice, puede efectuar transacciones de datos, no solamente de metadatos. Sin embargo la ultima característica tiene un coste que se pueden decir como menor rendimiento y más consumo de espacio de disco. A diferencia de ext2 este sistema de archivos realiza journaling o bitácora, utiliza un arbol binario para el balanceo

EXT4


Es una mejora de ext3 donde utiliza menos CPU y se mejora la velocidad de lectura y escritura. Soporta volúmenes de hasta 1024 PiB (PebiByte), pero es más lento en la eliminación de archivos.

En ext4 se introducen los exents, que se utilizan para reemplazar al tradicional esquema de bloques utilizado por ext2 y ext3. Los exents mejoran el rendimiento al trabajar con ficheros de gran tamaño

Tiene mejoras en cuanto a ext3 como:
  • Asignación persistente en el espacio del disco
  • Journaling checksumming
  • Velocidad en comprobación del sistema.
  • Timestaps
  • Asignacion multibloque

ReiserFS

ReiserFS almacena metadatos sobre los ficheros, entradas de directorio y listas de inodos en un único árbol B+ cuya clave principal es un identificador único

Como características principales este sistemas de archivos pose
  • Jornaling
  • Reparticionamiento con el sistema de ficheros contando y desmontando
  • Tail packing
  • Recuperación más rápida tras las caídas del sistema
Mediante un diario en el que se realiza un seguimiento de los cambios recientes en los metadatos, se puede realizar una comprobación del sistema en cuestión de segundos, incluso en sistemas de archivos de gran tamaño.

Utiliza arboles B+(Estructura de datos) para la búsqueda de ficheros, se organiza internamente en Árboles B+, en lugar de en i-nodos como ext2.

HFS

Es el sistema de archivos desarrollado por Apple, bloques, actualmente Mac Os no utiliza este sistema de archivos. Este sistema divide los  ficheros en bloque lógicos de 512 bytes, los cuales están agrupados en bloques de asignación.

Estructura:

HFS esta compuesto por lo siguiente:
  • Bloques logicos 0 y 1: Son los bloques de arranque los cuales contiene información del sistema.
  • Bloque lógico 2: En este bloque esta el MDB(Master Directory Block) y donde se define datos sobre el volumen.
  • Bloque lógico 3: Es el bloque de inicio del volumen el cual mantien el registro de los bloques de asignación que están en uso y de los que están libres.
  • Archivo de desbordamiento: Es un arbol B+ que contiene extensiones que registran que bloques de asignación están asignados a que archivos, una vez que las tres extensiones iniciales del Catalog File están usadas.
  • Catalog File: Es un arbol B+ que contiene registros para todos los archivos y directorios almacenados en el volumen.

Definición de directorios en GNU/Linux

bin

En este directorio se almacenan los archivos binarios o programas compilados que el usuario puede ejecutar. Se ubican los binario que trae por defecto el sistema como los nuevo que se instalan. Algunos de los binario que trae el sistema y que se ubican en este lugar serian cp, mv, ls, cat, grep, kill, etc.

var

En el directorio se almacenan los archivos que son variables, archivos que con el paso del tiempo van cambiando se van actualizando. Generalmente se almacenan archivos de tipo log de los programas que están instalados en el sistema o información del cache, emails de los usuarios. Varias de las lecturas recomiendas que este directorio tenga su propia partición.

usr

En este directorio se almacena información de "solo lectura" relativos a los programas instalados en el sistema, como por ejemplo librerías configuración, binarios.

mnt

Es un directorio vació donde que generalmente se utiliza para el montado de particiones y son los punto de montajes temporales o que se realizan manualmente.

media

Es el punto de montaje de unidades USB o particiones, en esta carpeta el sistema suele crear dentro de ella una carpeta con el nombre del usuario y dentro de esta si el volumen lógico.

opt

Es un directorio que complementa al /usr donde se suelen almacenar las configuraciones de los programas. de esta forma cada usuario puede tener su propia configuración.

Home
Es el directorio donde se almacenaba las carpetas personales de cada usuario creado, excluyendo la carpeta del usuario root ya que el tiene su propia carpeta de usuario dentro de la raiz. El nombre de la carpeta de cada usuario es quedar mismo username del usuario aunque puede que se especifique a la hora de la creación de usuario que este no tenga carpeta dentro de Home. La carpeta del usuario almacena sus archivos personales, como imágenes, vídeos, documentos y archivos de configuración de las aplicaciones que utiliza.

Raiz /

Este es el directorio madre de todo sistema GNU / Linux, y de todos los OS descendientes de UNIX.El directorio raíz no contiene generalmente archivos, exceptuando quizás la imagen del núcleo estándar, normalmente llamada /vmlinuz. Todos los demás archivos se encuentran en subdirectorios bajo el sistema de archivos raíz

REFERENCIAS

  • https://support.microsoft.com/es-es/help/100108/overview-of-fat,-hpfs,-and-ntfs-file-systems
  • http://es.ccm.net/contents/610-fat16-y-fat32
  • https://www.youtube.com/watch?v=p2309jhCi9I
  • https://es.wikipedia.org/wiki/Ext2
  • https://es.slideshare.net/judithzitha922/ext2-22025747
  • https://blog.soporteti.net/los-sistemas-de-ficheros-en-linux-ext2ext3ext4-reiserfs-y-swap/
  • https://es.wikipedia.org/wiki/Ext4
  • http://guidalinux.altervista.org/suselinux-manual_es-10.1-10/sec.filesystems.major.html
  • http://users.salleurl.edu/~is06200/linux/journaling.htm
  • http://openaccess.uoc.edu/webapps/o2/bitstream/10609/29841/6/sbarrioTFC0114memoria.pdf
  • https://es.wikipedia.org/wiki/Hierarchical_File_System
  • http://so1-blog.blogspot.com.co/2010/06/sistema-de-archivos-mac-os.html
  • https://geekland.eu/estructura-de-directorios-en-linux/
  • https://computernewage.com/2015/06/14/el-arbol-de-directorios-de-linux-al-detalle-que-contiene-cada-carpeta/
  • https://blog.desdelinux.net/estructura-de-directorios-en-linux/

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