Si usamos sistemas Windows, nos habremos visto en la necesidad de decidir cuando formateamos nuestro disco duro, entre dos sistemas de ficheros. NTFS y FAT.

Incluso entre FAT32 y FAT16. Para los que no hayan tenido nunca claro qué es cada cosa, aquí presento un breve resumen que podrá aclarar un poco a qué se refiere cada nomenclatura.

El sistema de ficheros es la forma en la que el sistema operativo organiza los archivos y ficheros en el disco duro para que no sea sólo un montón de información caótica desperdigada por el disco. Es un sistema que gestiona cómo se organizan los archivos, dándoles un sentido y una estructura. Sin él, no podríamos comunicarnos con el disco duro de la manera a la que estamos acostumbrados, accediendo a ficheros en vez de a trozos de datos sueltos, que es lo que el disco duro almacena en realidad. Para que el sistema operativo pueda acceder a cada uno de los ficheros contenidos más rápidamente, todos los discos contienen una lista de los archivos almacenados en el mismo llamada directorio. En esta lista se incluye una sublista con información relativa a los todos los paquetes de datos del disco duro que unidos forman un fichero. Estos paquetes de datos se llaman clusters, y la sublista, es la llamada FAT (File Allocation Table, Tabla de asignación de ficheros) que da nombre al sistema de ficheros.

El directorio contiene la información relativa al nombre del fichero, el tamaño, la fecha de creación… y, lo más importante, el primer cluster del disco donde hay datos del fichero, para a partir de ahí, acudir a la FAT, que le dice cuál es el cluster que sigue al ya leído y así sucesivamente hasta encontrar todos los clusters ocupados por el archivo, todos los que lo forman, y recuperarlo por completo. El final de fichero viene indicado por un carácter especial que universalmente se representa por (End of file).

La FAT y el directorio en sí ocupan espacio físico en el disco duro, pero siempre se localizan “al principio” del disco, en el primer sector de la pista más externa, antes que cualquier fichero que almacena el usuario. La diferencia entre FAT16 y FAT32 viene por el “tamaño” de esta lista. Con 32 bits puede “enlazar” más clusters que con 16, y así se permiten tamaños de disco mayores. Veamos un poco de matemáticas. Una FAT de 16 bits permite 2^16= 64 Kilobytes de combinaciones posibles, o sea, posibles referencias a clusters. Si cada cluster tenía un tamaño de 4 kilobytes, esto nos da 64 kilobytes x 4 kilobytes= 256 Megas de tamaño máximo. Una FAT de 32 bits permite, haciendo los mismos cálculos de antes, soportar discos duros de hasta 2 Terabytes, 2048 Gigas, que supongo que por ahora es más que suficiente.
 
El sistema de ficheros “alternativo” que implementan los sistemas operativos Windows es el NTFS (NT File System) que aporta sustanciosas mejoras de seguridad con respecto al sistema FAT, y que ha sido añadido, por fin, a las posibilidades para el usuario medio, o sea, para el que utiliza Windows XP. Por ejemplo NTFS implementa un sistema real de permisos, cosa que con FAT era imposible y hacía que la seguridad en Windows 9x/Me fuese nula por mucho que se empeñaran en esconder o cambiar de usuario. En su día no se le dotó de ningún sistema de seguridad, y es lo que ha forzado a Microsoft a implementar un sistema “avanzado” que sólo usaban sus productos de gama alta (Windows NT y 2000) en sus productos destinados al usuario convencional (Windows XP). También el cambio se hacía complicado, pues ambos sistemas son incompatibles entre sí, aunque pueden convivir en el mismo disco duro sin problemas en particiones distintas.

Lo importante del sistema NTFS con respecto a la seguridad es básicamente que se la toma en serio. La filosofía del NTFS es que “todo es un fichero” (Copiada de los sistemas Unix) y eso lo hace bastante robusto. El control de la información se guarda en un conjunto de ficheros especiales que se crean a la vez que la partición NTFS y se llaman ficheros de metadatos. Uno de esos metadatos, el MTF (Master File Table) que es donde se almacena toda la información sobre cada fichero y directorio en una partición NTFS. Básicamente es una base de datos que contiene los atributos de cada archivo. Se podría considerar como el homólogo de la FAT pero mucho más completo. Lo que más llama la atención cuando se crea una partición o volumen formateado con NTFS es que el sistema reserva algo más del 12% de espacio disponible bajo la carpeta System Volume Information a la que no se pude tener acceso (y que se encuentra con los atributos de oculto y sistema). Con NTFS el tamaño máximo de una partición, en teoría, puede ser de 2^64… 18 Terabytes… 18000 Gigabytes… 18 mil millones de Megabytes. Yo creo que también es suficiente.

El sistema de ficheros en sistemas Unix o Linux es completamente distinto… y en cierta medida, más “delicado”. También se divide en clusters múltiplos de 512 bytes. El “boot record” o bloque de arranque es también el bloque 0 de la pista 0 de la superficie 0 de un disco. El superbloque se encuentra físicamente a continuación del bloque de arranque y contiene la información crítica sobre el sistema de ficheros. Luego viene la característica diferenciadora, los i-nodos. Los i-nodos contienen la descripción de los bloques de disco que forman los ficheros y otro tipo de información, como el propietario del fichero, permisos de acceso… etc. Están numerados y cada uno de ellos ocupa 64 bytes. Cada nodo contiene información sobre un único fichero, y un fichero se identifica independientemente de su nombre, por el número de su nodo. Un fichero en Linux puede tener varios nombres y aparecer en distintos directorios, pero si apunta al mismo nodo, son, físicamente, el mismo fichero. El sistema de ficheros en Linux y Unix es mucho más delicado que el NTFS, y reiniciar un ordenador si cerrar el sistema operativo adecuadamente puede hacer que peligre la integridad de todo el sistema.

Ahora, Microsoft ha decidido mejorar su sistema de archivos, mezclando NTFS con ciertas mejoras destinadas a la facilidad para acceder a los datos. Los discos duros van creciendo rápidamente (el estándar ahora mismo son 120 gigabytes de información) y la velocidad de búsqueda y acceso a los archivos se resiente ante tal cantidad de datos. Así que ha añadido capacidades de los sistemas de consultas de bases de datos para agilizar la tarea. Esto, además de velocidad, dotará a los usuarios de prestaciones interesantes a la hora de organizar y buscar archivos almacenados. El sistema se llama WinFS y esta listo para ser usado en el sucesor de Windows XP, para el 2005.

...por Sergio de los Santos