Fundamentos y Estructura de Sistemas de Archivos: i-nodos, NTFS y Comparativas

Conceptos Fundamentales en Sistemas de Archivos

i-nodos y Bloques de Datos

¿Qué son y qué contienen los DATABLOCKS?

Son punteros a los bloques que contienen los datos descritos por un i-nodo. Específicamente:

• Los doce primeros punteros apuntan directamente a los bloques físicos que contienen los datos descritos por el i-nodo.
• Los tres últimos punteros contienen niveles de indirección adicionales para acceder a bloques de datos más allá de los doce primeros.

Comparativa de Fragmentación: ext2 vs. FAT

¿Por qué razones en ext2 los datos se fragmentan menos que en FAT?

La menor fragmentación en ext2 se debe a su método de asignación:

• ext2 agrupa un número de bloques secuenciales en una unidad llamada grupo de bloques (BG). Esto favorece la contigüidad de los datos.
• FAT (File Allocation Table) coloca el archivo donde haya huecos disponibles sin priorizar que queden lo más juntos posible, lo que incrementa la fragmentación.

Sistema de Archivos NTFS

Definiciones Clave

¿Qué significan NTFS y ACL’s?

• NTFS: Nueva Tecnología de Sistema de Archivos (New Technology File System).
• ACL’s: Lista de Control de Acceso (Access Control List).

Estructura y Áreas del Sistema de Ficheros NTFS

Enumera y comenta la función de las áreas del sistema de ficheros NTFS.

1. Partition Boot Sector:
   • Puede ocupar varios sectores.
   • Contiene la disposición del volumen y la estructura del sistema de ficheros.
   • Contiene la localización de la MFT y de la MTFT2 (copia de seguridad de la MFT).
   • Contiene el código de arranque.
2. MFT (Master File Table):
   • Contiene información sobre los archivos, directorios y espacio disponible.
3. MTT (Master File Table Mirror):
   • Es una lista de todos los contenidos de este volumen NTFS organizada como un conjunto de filas en una estructura de base de datos relacional (aunque el término correcto suele ser MFT Mirror o MFTMirr).
4. Archivos del sistema:
   • Contiene MFT2, que es una copia de las tres primeras filas de la MFT para garantizar el acceso a la MFT en caso de un fallo de ese sector.
   • Contiene el mapa de bits mostrando los bloques (clusters) que están en uso.
5. Área de archivos:
   • Es la zona donde se almacenarán los datos de los archivos y los directorios.

Función y Contenido de la MFT

Función y contenido de la MFT.

La MFT guarda la información sobre los ficheros y directorios almacenados en el volumen. Es una tabla donde cada entrada contiene información sobre un fichero o directorio.

• Las 16 primeras entradas están reservadas para información especial, describiendo la propia MFT, el fichero de log, etc.
• Las entradas restantes contienen la definición de atributos, el directorio raíz, el mapa de bits y los grupos defectuosos.

Archivos Especiales de NTFS

¿Qué contiene y para qué son los archivos $LogFile, $M, $Bitmap, $MtfMirr?

• $LogFile: Contiene una lista de los pasos operacionados usados para la recuperabilidad de NTFS. Su tamaño depende del volumen (puede ser de 4MB). Es usado por Windows NT/2000 para restaurar la regularidad de NTFS después de un fallo del sistema.
• $M (Generalmente se refiere al directorio raíz, representado por $M o $Root en algunos contextos, aunque el documento original parece referirse a la carpeta raíz como $):
  • Es la carpeta raíz del volumen.
• $Bitmap: Es una representación del volumen mostrando cuáles de los clusters están en uso.
• $MtfMirr: Contiene una imagen duplicada de las primeras cuatro grabaciones de la MFT. Este archivo garantiza el acceso a la MFT en caso de un fallo de un sector individual.

Fragmentación en NTFS vs. FAT

¿Por qué razones en NTFS los datos se fragmentan menos que en FAT?

NTFS minimiza la fragmentación porque, a la hora de asignar espacio a un archivo, lo hace por bloques de clúster de forma consecutiva, en lugar de asignar clústeres individuales como hacía FAT.

Respaldo del Sector de Arranque (Boot)

¿Por qué y dónde se guarda un duplicado de Boot en NTFS?

El duplicado del Boot Sector se encuentra en el centro lógico del disco. Se duplica para garantizar el acceso al sistema en caso de fallo del sector de arranque principal y para facilitar la recuperación del sistema.

Información Almacenada en la MFT por Archivo

Información que se guarda en la MFT por cada archivo.

Por cada archivo o directorio, la MFT almacena:

1. La información estándar (sus propiedades y las fechas).
2. El nombre del fichero.
3. El descriptor de seguridad (que incluye la lista de control de acceso - ACL).
4. Los datos del archivo, si caben dentro de la entrada correspondiente de la MFT.

Manejo de Archivos Pequeños y Grandes en NTFS

¿Cómo se guardan los archivos pequeños y grandes en NTFS? ¿Qué son las extensiones en NTFS?

Almacenamiento de Datos

• Archivos Pequeños: Si caben dentro de la entrada correspondiente de la MFT, se almacenan directamente ahí (residentes).
• Archivos Grandes: Si son grandes, los datos no se almacenan en la entrada de la MFT. En su lugar, se almacenan punteros a extensiones.

Extensiones en NTFS

Una extensión es un conjunto de bloques (clústeres) consecutivos que contienen los datos del fichero.

• Cada puntero a una extensión contiene la dirección del 1º bloque de la extensión y su longitud.
• Como las extensiones son contiguas, no es necesario leer un puntero para saber cuál es el siguiente bloque de datos.
• Si el fichero es tan grande que no hay espacio para almacenar todos los punteros en la entrada inicial de la MFT, se colocan punteros a otros registros de la MFT que contienen más punteros a extensiones.