Sistemas de Archivos de Windows

Ya hemos visto una introducción a los sistemas de archivos genéricos, a continuación vamos a ver los sistemas de archivos específicos para Windows.

FAT32 (File Allocation Table)

FAT es un sistema de archivos desarrollado para MS-DOS, así como el sistema de archivos principal de las ediciones no empresariales de Microsoft Windows hasta Windows Me. 

FAT es relativamente sencillo. A causa de ello, es un formato popular para disquetes admitido prácticamente por todos los sistemas operativos existentes para un ordenador personal. Se utiliza como mecanismo de intercambio de datos entre sistemas operativos distintos que coexisten en la misma el mismo ordenador, que se conoce como entorno multiarranque. También se utiliza en tarjetas de memoria y dispositivos similares. 

Las implementaciones más extendidas de FAT tienen algunas desventajas. Cuando se borran y se escriben nuevos archivos tiende a dejar fragmentos dispersos de éstos por todo el soporte. Con el tiempo, esto hace que el proceso de lectura o escritura sea cada vez más lento. La denominada desfragmentación es la solución a esto, pero es un proceso largo que debe repetirse regularmente para mantener el sistema de archivos en perfectas condiciones. FAT tampoco fue diseñado para ser redundante ante fallos. Inicialmente solamente soportaba nombres cortos de archivo: ocho caracteres para el nombre más tres para la extensión. También carece de permisos de seguridad: cualquier usuario puede acceder a cualquier archivo. 

La versión más utilizada en la actualidad es FAT32. En teoría debería ser capaz de gestionar particiones de 8TB. En la práctica Windows limita el tamaño de la partición a 32 GB, aunque es capaz de leer particiones mayores creadas por otros medios. El tamaño máximo de un archivo en FAT32 es 4 GB. 

El sistema de archivos FAT no está diseñado para albergar metadatos y carece de permisos de seguridad. 

Estructura 

El sistema de archivos FAT se compone de cuatro secciones:

El sector de arranque. Siempre es el primer sector de la partición (volumen) e incluye información básica, punteros a las demás secciones, y la dirección de la rutina de arranque del sistema operativo. 

La región FAT. Contiene dos copias de la tabla de asignación de archivos (por motivos de seguridad). Estos son mapas de la partición, indicando qué clusters están ocupados por los archivos. 

La región del directorio raíz. Es el índice principal de carpetas y archivos. 

La región de datos. Es el lugar donde se almacena el contenido de archivos y carpetas. 

NTFS (New Tecnology File System) 

NTFS es un sistema de archivos de Windows NT, utilizado en las siguientes versiones de Windows. Está basado en el sistema de archivos HPFS de IBM/Microsoft usado en el sistema operativo OS/2. 

NTFS permite definir el tamaño del clúster, a partir de 512 bytes (tamaño mínimo de un sector) de forma independiente al tamaño de la partición. 

Es un sistema adecuado para las particiones de gran tamaño requeridas en estaciones de trabajo de alto rendimiento y servidores. Puede manejar volúmenes de 16 TB usando clústeres de 4 KB. 

Su principal inconveniente es que necesita para sí mismo una buena cantidad de espacio en disco duro, por lo que no es recomendable su uso en discos con menos de 400 MB libres. El tamaño mínimo recomendado para la partición es de 10 GB. Aunque son posibles tamaños mayores, el máximo recomendado en la práctica para cada volumen es de 2 TB (Terabytes). El tamaño máximo de fichero viene limitado por el tamaño del volumen. 

Todo lo que tiene que ver con los ficheros se almacena en forma de metadatos. Los nombres de archivo son almacenados en Unicode (UTF-16), y la estructura de ficheros en árboles-B, una estructura de datos compleja que acelera el acceso a los ficheros y reduce la fragmentación. 

Se emplea un registro transaccional (journaling) para garantizar la integridad del sistema de ficheros (pero no la de cada archivo). Los sistemas que emplean NTFS han demostrado tener una buena. 

Las versiones más recientes han incluido algunas características nuevas, tales como cuotas de disco y puntos de montaje de volúmenes. 

Sin embargo, a pesar de lo descrito anteriormente, este sistema de archivos posee un funcionamiento prácticamente secreto, ya que Microsoft no ha liberado su código como hizo con FAT. 

Gracias a la ingeniería inversa, aplicada sobre el sistema de archivos, se desarrollaron controladores como el NTFS-3G que actualmente proveen a sistemas operativos GNU/Linux, Solaris, MacOS X o BSD, entre otros, que dan soporte completo de lectura y escritura en particiones NTFS.