El Sistema de Archivos

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El Sistema de Archivos
Pedro Rodríguez Moreno Arquitectura de
Computadores Departamento de Sistemas de
Información Facultad de Ciencias Empresariales
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Ideas Generales

• Los sistemas de archivos ofrecen una organización
  jerárquica de archivos, información (metadatos)
  sobre dichos archivos y gestión del espacio
  físico que ocupan en el disco duro.
• Un sistema de archivos está contenido por sí
  mismo, y completo con su propio directorio raíz,
  subdirectorios (carpetas), archivos, y todos los
  datos y metadatos asociados.
• Una partición puede ser vista lógicamente como un
  arreglo lineal de bloques. El tamaño del bloque
  físico de un disco es generalmente de 512 bytes
  multiplicado por alguna potencia de 2 (diferentes
  versiones han usado tamaños de bloques de 512,
  1024, y 2048 bytes).
• Al comienzo de la partición se encuentra el área
  de booteo, el cual puede contener el código
  requerido para el bootstrap (carga e
  inicialización) del sistema operativo.

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Windows NT y Linux

• Para Windows NT sus administradores están
  acostumbrados a elegir entre FAT32 o NTFS para el
  sistema de archivos instalado.
• En cambio en un entorno Linux, los
  administradores tienen un gran número de opciones
  de sistemas de archivos a su disposición.
• Cuál es el mejor sistema de archivos para
  nuestro entorno?
• Cuál nos dará rendimiento, seguridad o
  confiabilidad?

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Preguntas mas relevantes
Hay requisitos especiales de control de
acceso a los archivos?
Cuántos archivos se van a guardar en el
servidor?
xfs ufs ext2 ntfs
ext3 iso9660
Necesitamos archivos grandes o pequeños?.
Qué rendimiento se espera del sistema?.
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El Sistema de Archivos de Unix
Superblock
Area de booteo
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El Superblock

• El superblock contiene atributos y metadatos del
  sistema de archivos
• Tamaño en bloques del sistema de archivos.
• Tamaño en bloques de la lista de inodes.
• Número de bloques e inodes libres.
• Lista de bloques libres.
• Lista de inodes libres.

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El inode

• Es una estructura de datos que contiene
  información de tipo administrativa, o metadatos,
  de un archivo.
• Cuando un archivo está abierto, o un directorio
  está activo, el kernel almacena los datos desde
  el dinode del disco a una estructura de datos en
  memoria, llamada inode.
• En disco se denomina on-disk inode o struct
  dinode.
• El in-core corresponde a la estructura que en
  memoria se denomina inode.

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Estructura del dinode
Di_node di_nlinks di_uid di_gid di_size di_addr
di_gen di_time di_mtime di_ctime
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La Estructura di_node

• Almacena el tipo del archivo y los permisos de
  acceso.

otros
grupo
dueño
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Punteros a bloques de datos di_addr
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
......
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Utilización de la función stat()

• Su forma general es la siguiente
• include ltsys/stat.hgt
• include ltunistd.hgt
• int stat(const char file_name, struct stat
  buf)
• Esta función retorna información sobre el archivo
  especificado en file_name. No se necesita algún
  derecho de acceso hacia el archivo para obtener
  la información que se necesita.
• La función stat accesa la información del archivo
  file_filename y llena el buffer buf. Esta función
  retorna una estructura stat, la cual contiene los
  siguientes campos (versión Linux)

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La Estructura stat
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Dos copias
Directorio
Datos y
Boot
DISCO MS-DOS
de la FAT
Raíz
Directorios
Super
Mapas
Datos y
i-nodos
Boot
DISCO UNIX
Bloque
de bits
Directorios
Boot
DISCO Windows NT Volumen NTFS
Disco
Boot
FAT o nodos-i
Bloques asignados a los directorios
Bloques asignados a archivos
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(No Transcript)
15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
DIRECTORIO
0
reservado
Tamaño del disco
1er cluster
Nombre archivo
1
reservado
...
2
EOF
3
13
F1
6
4
2
f2
5
5
9
f3
...
10
6
8
6
8
4
2
f1
7
libre
8
4
9
12
5
9
12
f2
10
3
11
error
12
EOF
10
3
13
f3
13
EOF
14
libre
19
Bytes
20
(No Transcript)
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Sistemas de Archivos de disco

• EXT2
• EXT3
• FAT
• EFS
• FFS
• HFS
• HPFS
• ISO 9660
• KFS

• Minix
• ReiserFS
• JFS
• XFS
• NTFS
• OFS
• UDF
• UFS.

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Sistema de Archivos con Journaling

• Un sistema de archivos Journaling, se puede
  definir como un sistema que sirve para darle más
  seguridad a la integridad de los datos, y los
  metadatos que se encuentran en almacenamiento
  secundario, como lod discos.
• Se recomienda para sistemas de alta
  disponibilidad.
• En sí la "nueva característica" que poseen es de
  las "transacciones", que hacen que el sistema se
  recupere "normalmente", por ejemplo, ante caídas
  inesperadas.
• Qué significa "journaling"?. Journaling es la
  propiedad de estos sistemas de archivos, de
  registrar las operaciones parciales que forman
  parte de una transacción.
• Para qué sirven?. Si se apaga mal el computador
  (por ejemplo por un corte de energía), se evita
  que los archivos se corrompan. Aquellas
  transacciones que no se completaron, se registran
  con anticipación en el "journal", y al volver a
  reiniciar la máquina, éstas se restauran para que
  el sistema de archivos no pierda datos.

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El sistema de archivos EXT2

• EXT2 (second extended filesystem o "segundo
  sistema de archivos extendido")
• Se puede decir que ext2 ha sido sistema de
  archivos estándar para Linux, fue creado por
  Wayne Davidson.
• No es un "Journaling File System", porque no
  posee una bitácora.
• Soporta el tipo de archivos estándar de Unix.
• Originalmente soportaba sistemas de archivos de
  hasta 2GB pero con recientes trabajos en VFS se
  ha llegado a soportar sistemas de archivos de
  hasta 4TB.

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El sistema de archivos ext3

• EXT3 (third extended filesystem) es exactamente
  igual al anterior ext2, pero solo que este nuevo
  se dice que es un sistema de archivos journaling,
  por el solo hecho de tener un "espacio apartado
  para el buffer del journaling" o bitácora.
• Ext3 es mucho más seguro que ext2.
• Si se está usando ext2 y se desea cambiar a otro
  sistema de archivos journaling, se recomienda que
  el primero sea ext3, porque hay menos riesgos de
  perder los datos e información, y además porque
  es compatible con ext2.
• Fue creado por Stephen Tweedie uno de los
  desarrolladores del anterior ext2.
• Lo peor de este sistema, es que no posee ninguna
  característica para mejorar la rapidez en la
  manipulación de los datos, y en la escritura.
• Para convertir un partición ext2 a otra ext3,
  sólo se hace con
• tune2fs -j /dev/hda

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El sistema de archivos XFS

• La versión 1.0 de XFS, (desarrollado por SGI) la
  dió a conocer en Mayo del 2001.
• Principalmente este fue creado para el sistema
  operativo de SGI, IRIX.
• Este sistema de archivos es muy bueno con
  archivos grandes.
• Si se trabaja con archivos "medianamente"
  pequeños, no se recomienda usar XFS, sino
  ReiserFS, que para este tipo de archivos es
  rápido.

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El sistema de archivos ReiserFS

• Este fue uno de los primeros sistemas de archivos
  que estuvieron disponibles para Linux.
• Es de proposito general y fue desarrollado por
  Hans Reiser.
• Posee una estructura de datos B-trees, es rápido
  con archivos pequeños, todo lo contrario de XFS.
• Desafortunadamente, convertir un sistema a
  ReiserFS a EXT2 requiere el reformateo completo
  de sus discos, una desventaja no presente en su
  principal competidor, EXT3.