Sistema de Archivo NTFS

Sistema de Archivo NTFS
Los sistemas operativos de la familia Windows pueden usar dos sistemas de
archivos:

El sistema FAT (File Allocation Table) que fue el que originalmente
soportó su primer sistema operativo, el MS-DOS (Microsoft Disk
Operating System).

El sistema NTFS (New Technology File System) que es posterior y más
seguro.
Este documento trata el sistema NTFS.
Estructura
Al contrario del sistema FAT, la máxima longitud de una partición NTFS (hasta
el momento) solo está limitada por la capacidad del disco.
En NTFS puede tenerse longitudes de clusters desde 512 bytes hasta 64
KBytes.
Los discos NTFS se dividen, simbólicamente, en dos partes:
1. El primer 12% del disco se asigna a un área que se denomina área MFT,
un espacio en el cual crecen los metafile. No se pueden almacenar
datos en esta área.
2. El resto es el área de datos.
No obstante lo dicho anteriormente cualquier reporte del SO acerca del espacio
libre en el disco incluye el área MFT. El mecanismo del área MFT es el
siguiente: cuando no haya espacio para almacenar mas archivos se toma
espacio del área MFT y se reduce su longitud una vez que vuelve a existir
espacio el área MFT vuelve a crecer. Observe la figura siguiente.
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MFT
En el sistema de archivo NTFS cada componente es un archivo, hasta la
información del sistema. El archivo más importante es el MFT (Master File
Table) que está situado en el área MFT y es un directorio centralizado que
contiene información de todos los archivos del disco incluyéndolo a él mismo.
MFT se divide en registros de longitud fija (usualmente un 1 KByte) y cada
registro corresponde a algún archivo.
Los primeros 16 archivos son de contabilidad y son inaccesibles para el SO, se
denominan metafiles y el primer metafile es el MTF en sí. Estos primeros 16
elementos de MFT constituyen la única parte del disco que tiene una posición
fija. Resulta interesante notar que existe una segunda copia de los tres
primeros registros y está almacenada exactamente en la mitad del disco, el
resto de los MFT-file se pueden almacenar en cualquier otro archivo que resida
en cualquier parte del disco.
Metafiles
Los primeros 16 archivos de NTFS (metafiles) son archivos del sistema y cada
uno de ellos es responsable de algún aspecto del SO. La ventaja de esta
implementación modular es su increíble flexibilidad, por ejemplo en el sistema
FAT una falla física en el área FAT es catastrófica en la operación de todo el
disco.
Los metafiles están en el directorio raíz, sus nombres comienzan con el
carácter "$",la tabla siguiente muestra los metafiles.
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$MFT
El propio MFT
$MFTmirr
Copia de los primeros 16 registros MFT (en el medio del disco)
$LogFile
Soporte para journaling
$Volume
Información contable – etiqueta del volumen, archivos del sistema, versión,
etc.
$AttrDef
Lista de los atributos estándar de los archivos del volumen
$.
Directorio raíz
$Bitmap
Mapa de bits de espacio libre
$Boot
Sector de arranque (partición bootable)
$Quota
Cuotas de uso del volumen
$Upcase
Tabla de acuerdo de letras mayúsculas y minúsculas
Archivos y torrentes (streams)
Toda la información acerca de los archivos (todo menos los datos) se almacena
en registros MFT: su nombre, longitud, posición en el disco, etc., para lo cual se
pueden usar uno o varios registros MFT que no tienen que estar contiguos.
Los elementos “opcionales” de un archivo (su torrente o stream de datos)
pueden estar en un registro MFT, por ejemplo un archivo sin datos, un archivo
pequeño que pudiera estar dentro del límite de registros MFT.
Los directorios
El directorio NTFS es un archivo que especifica referencias a otros archivos y
directorios. Está dividido en bloques y cada uno de ellos contiene un nombre de
archivo, el atributo base y referencia al
elemento MFT que contiene la
información completa del directorio. La estructura interna del directorio es un
árbol binario, lo cual permite búsquedas más rápidas.
La figura siguiente da una visión de una búsqueda en un árbol binario y una
búsqueda bruta como la que se hace en la FAT.
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Journalising
El concepto de journalising se refiere a que si se arranca el sistema sin
haberlo cerrado correctamente no es necesario hacer un chequeo ya que la
recuperación sucede de forma automática a partir de su último estado.
NTFS es un sistema seguro ante fallas que puede auto corregirse en casi todas
las situaciones.
Compresión
Los archivos en un volumen NTFS tienen un atributo
denominado
"compressed", que permite que cualquier archivo se guarde de forma
comprimida con el propósito de ahorrar espacio, esa compresión es
transparente para las aplicaciones. La compresión se lleva a cabo por bloques
de 16 clusters y se usan "clusters virtual".
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