SISTEMAS DE ARCHIVOS LINUX

¿Qué son los sistemas de archivos?

Un sistema de archivos son los métodos y estructuras de datos que un sistema operativo utiliza para seguir la pista de los archivos de un disco o partición; es decir, es la manera en la que se organizan los archivos en el disco. El término también es utilizado para referirse a una partición o disco que se está utilizando para almacenamiento, o el tipo del sistema de archivos que utiliza. Así uno puede decir “tengo dos sistemas de archivo” refiriéndose a que tiene dos particiones en las que almacenar archivos, o que uno utiliza el sistema de “archivos extendido”, refiriéndose al tipo del sistema de archivos.

La diferencia entre un disco o partición y el sistema de archivos que contiene es importante. Unos pocos programas (incluyendo, razonablemente, aquellos que crean sistemas de archivos) trabajan directamente en los sectores crudos del disco o partición; si hay un archivo de sistema existente allí será destruido o corrompido severamente. La mayoría de programas trabajan sobre un sistema de archivos, y por lo tanto no utilizarán una partición que no contenga uno (o que contenga uno del tipo equivocado).

Antes de que una partición o disco sea utilizada como un sistema de archivos, necesita ser iniciada, y las estructura de datos necesitan escribirse al disco. Este proceso se denomina construir un sistema de archivos.

La mayoría de los sistema de archivos UNIX tienen una estructura general parecida, aunque los detalles exactos pueden variar un poco. Los conceptos centrales son superbloque, nodo-i, bloque de datos,bloque de directorio, y bloque de indirección. El superbloque tiene información del sistema de archivos en conjunto, como su tamaño (la información precisa aquí depende del sistema de archivos). Un nodo-i tiene toda la información de un archivo, salvo su nombre. El nombre se almacena en el directorio, junto con el número de nodo-i. Una entrada de directorio consiste en un nombre de archivo y el número de nodo-i que representa al archivo. El nodo-i contiene los números de varios bloques de datos, que se utilizan para almacenar los datos en el archivo. Sólo hay espacio para unos pocos números de bloques de datos en el nodo-i; en cualquier caso, si se necesitan más, más espacio para punteros a los bloques de datos son colocados de forma dinámica. Estos bloques colocados dinámicamente son bloques indirectos; el nombre indica que para encontrar el bloque de datos, primero hay que encontrar su número en un bloque indirecto.

Los sistemas de archivos UNIX generalmente nos permiten crear un agujero en un archivo (esto se realiza con la llamada al sistema lseek(); compruebe su página de manual), lo que significa que el sistema de archivos simplemente intenta que en un lugar determinado en el archivo haya justamente cero bytes, pero no existan sectores del disco reservados para ese lugar en el archivo (esto significa que el archivo utilizará un poco menos de espacio en disco). Esto ocurre frecuentemente en especial para pequeños binarios, librerías compartidas de Linux, algunas bases de datos, y algunos pocos casos especiales. (los agujeros se implementan almacenando un valor especial en la dirección del bloque de datos en el bloque indirecto o en el nodo-i. Esta dirección especial indica que ningún bloque de datos está localizado para esa parte del archivo, y por lo tanto, existe un agujero en el archivo).

Sistemas de archivos soportados por Linux

Particionar un disco es como dividirlo en discos más pequeños contenidos dentro de la misma carcasa. Las particiones pueden ser de dos tipos: primarias ó lógicas, las particiones lógicas se crean dentro de una partición primaria especial llamada extendida.

Como mínimo en un disco debe de haber una partición primaria y como máximo puede haber cuatro particiones primarias ó tres primarias y una extendida, no puede haber más de una partición extendida en un mismo disco duro.

Dentro de una partición extendida puede haber todas las particiones lógicas que queramos. Cada partición puede contener un sistema de archivos diferentes.

Un sistema de archivos establece los mecanismos para acceder a los datos que contiene y permite o no el acceso a dichos datos en determinadas circunstancias y en caso de alguna inconsistencia posibilita medios para su restauración.

Existen diferentes sistemas de archivos y cada sistema operativo soporta diferentes sistemas de ficheros, algunos de ellos son los siguientes:

• Ext2 el primer sistema de archivos diseñado expresamente para Linux. • Ext3 versión mejorada de Ext2, ampliamente utilizada en distribuciones Linux • Ext4nuevo sistema de ficheros para Linux evolucionado de Ext3 algunas de sus

ventajas con respecto a este último son: o Aumento del tamaño del sistema de ficheros a 1 Exabay = 2^20 Terabyte

y del tamaño máximo por archivo (16 Tb). o Número ilimitado de directorios frente a los 32.000 de Ext3 o Mayor velocidad en la creación y borrado de ficheros

• XFS Implementado para sistemas Unix, rápido acceso para grandes cantidades de datos y altas velocidades, pero lento en ficheros pequeños. Se utiliza en grandes servidores y donde se maneje mucha información.

• ReiserFS Sistema de archivos diseñado e implementado por la empresa Namesys, liderado por Hans Reiser. Es soportado por Linux y otros sistemas operativos (algunos a través de implementaciones muy inestables).

• Fat16/Fat32 Sistemas Dos/Windows 95, Windows 98, este sistema de archivos produce una gran fragmentación del disco.

• NTFS sistema de archivos implementado para los sistemas operativos Windows Xp/2000/2003 server y Vista.

¿Qué sistemas de archivos deben utilizarse?

Existe generalmente poca ventaja en utilizar muchos sistemas de archivos distintos. Actualmente, el más popular sistema de archivos es ext4, debido a que es un sistema de archivos con bitácora. Hoy en día es la opción más inteligente. Reiserfs es otra elección popular porque también posee bitácora. Dependiendo de la sobrecarga del listado de estructuras, velocidad, fiabilidad (percibible), compatibilidad, y otras varias razones,

puede ser aconsejable utilizar otro sistema de archivos. Estas necesidades deben decidirse en base a cada caso.

Un sistema de archivos que utiliza bitácora se denomina sistema de archivos con bitácora. Un sistema de archivos con bitácora mantiene un diario, la bitácora, de lo que ha ocurrido en el sistema de archivos. Cuando sobreviene una caída del sistema, o su hijo de dos años pulsa el botón de apagado como el mío adora hacer, un sistema de archivos con bitácora se diseña para utilizar los diarios del sistema de archivos para recuperar datos perdidos o no guardados. Esto reduce la pérdida de datos y se convertirá en una característica estándar en los sistemas de archivos de Linux. De cualquier modo, no extraiga una falsa sensación de seguridad de esto. Como todo en esta vida, puede haber errores. Procure siempre guardar sus datos para prevenir emergencias.

Obtenido de: http://www.tldp.org/pub/Linux/docs/ldp-archived/system-admin-guide/translations/es/html/ch06s08.html