PARTICIÓN DE UN DISCO
DURO
Al término de la sesión el estudiante será capaz de:
Describir las principales características de los componentes de
la estructura lógica del disco duro.
Describir las principales características de una partición MBR.
Describir las principales características de una partición GPT.
Describir las principales características de los sistemas de
archivos FAT y NTFS
Una partición es un artificio lógico creado con un programa, a través
del cual se crean espacios más pequeños en la unidad física de disco
duro. Estas particiones pueden ser de dos tipos Primarias y
Extendidas, incluso tener distinta estructura dependiendo del sistema
operativo que utilizaremos en la PC.
TIPOS DE PARTICIÓN
Partición primaria Partición extendida.
PARTICIÓN PRIMARIA
Es aquella desde la que se puede arrancar el sistema operativo. Desde
aquí buscara el programa que controla el arranque del sistema operativo.
Si se crea 2 o más particiones primarias. Sólo una deberá estar activa.
Se pueden crear hasta un máximo de 4 particiones primarias o 3 primarias y 1 extendida en un disco físico en particiones tipo MBR. Si la partición es tipo GPT se pueden crear hasta 128 particiones.
PARTICIÓN EXTENDIDA
Solo existen en particiones tipo MBR en particiones tipo GPT estas no existen.
En una partición extendida se puede dividir en varias unidades o volúmenes lógicos.
Cada unidad lógica o volumen lógico se le asigna una letra para acceder al espacio del disco duro, desde el sistema operativo.
Los volúmenes o unidades lógicas el sistema operativo los trata como si fuera un disco físico independiente lo cual permite escribir, borrar, leer datos, formatear, etc.
Un solo Disco Duro con dos particiones ( Una Primaria y otra extendida)
Un computador con dos discos duros con 3 particiones cada uno
EJEMPLO 1: EJEMPLO 2: D E C E F C D G H Primaria Extendida
VENTAJAS DE TENER MAS DE UNA PARTICIÓN
DE DISCO DURO
Mejor la organización del Disco Duro
Permite instalar más de un sistemas operativos Facilita el Mantenimiento del software
Una unidad lógica es un artificio lógico creado con un programa, a
través del cual se crean espacios más pequeños en una partición de
disco duro.
En las particiones Primarias solo se crea una unidad lógica y en forma
automática. En una partición Extendida se pueden crear infinitas
unidades lógicas.
ESTRUCTURA LÓGICA DEL DISCO DURO
Es una estructura de datos no ejecutable la cual esta conformada por un sistema de arranque, la tabla de particiones, sistemas de archivos y el directorio raíz.
Esta estructura lógica ocupa un espacio en el disco duro cuyo valor esta en función del
espacio que va a administrar, es por este motivo que no se puede utilizar el 100% del
La estructura lógica de un disco que va a utilizar sistemas operativos Microsoft,
esta conformado por la siguiente componentes:
Arranque del SO Sistema de Archivos Directorio
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Estructura logica basada en el MBR
La estructura de la tabla de particiones del
Master Boot Record (MBR) está conformado
por 512B donde: 446B poseen código máquina para el gestor de arranque, 64B para la tabla de particiones y 2B para la firma de unidad de arranque o unidad activa.
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Tabla de particiones GPT
GPT usa direccionamiento lógico (LBA=Logical Block Addressing) en lugar del modelo cilindro-cabeza-sector (CHS) usado con el MBR.
La información en el MBR está almacenada en el LBA 0, la cabecera GTP está en el LBA 1, y la tabla de particiones en sí en los bloques sucesivos.
GPT proporciona redundancia. La cabecera GPT y la tabla de particiones están escritas tanto al principio como al final del disco.
Las tablas de particiones basadas en GUID admiten hasta 128 particiones primarias de 18 exabytes, no existen las particiones extendidas.
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LBA 0 MBR heredado 512 bytes= 1 sector LBA 1 Cabecera de GPT 512 bytes=1 sector LBA 2 Guarda información de 4 particiones 512 bytes=1 sector ……… Guarda información de 4 particiones 512 bytes x 30 =30 sectores LBA 33 Guarda información de 4 particiones 512 bytes=1 sector
Totales= 32 sectores (Desde el 2 hasta el 33) 128 particiones
1.
FAT ALLOCATION TABLE (FAT):
Es un sistema de almacenamiento de archivos fue creado por Bill
Gates y Marc McDonald en 1977, para sistemas operativos de
Microsoft.
Utilizado por primera vez en 1980 por Tim Paterson.
Es un sistema muy sencillo por eso puede ser utilizado en
intercambio de datos entre sistemas operativos distintos. También
se
utiliza
en
otros
dispositivos
de
almacenamiento
como:
Disquetes, memorias USB, tarjetas de memoria y dispositivos
similares.
a.
Versiones de FAT
Existen varias versiones de FAT, siendo las más representativas el FAT de 16 bits o FAT16 y el FAT de 32bits o FAT32:
FAT de 16 bits o FAT16
FAT de 32bits o FAT32
Se comenzó a utilizar en 1987 Se comenzó a utilizar en 1996
Permite crear unidades lógicas no mayores a 2GB. Permite crear unidades lógicas no mayores a 2TB. La capacidad de los clúster varían entre 8 a 32KB La capacidad de los clúster varían entre 4 a 8KB Menos robusto: Porque la carpeta raíz se ubica en un
lugar predeterminado lo que le hace sensible al error.
Es más robusto: porque puede reubicar la carpeta raíz y utilizar la copia de seguridad de la tabla de asignación de archivos.
Menos flexible: porque la carpeta raíz no posee número de entradas, esto lo limita para particiones dinámicas.
Es más flexible: porque la carpeta raíz es una cadena de clústeres, de manera que puede ubicarse en cualquier unidad.
Menor rendimiento del sistema operativo Menor rendimiento del sistema operativo
Puede ser utilizado por los siguientes sistemas Operativos: DOS, Windows 3.1 /95 /98 /Millenium /NT /2000
Puede ser utilizado por los siguientes sistemas Operativos: DOS, Windows 3.1 /95 /98 /Millenium /NT /2000 /XP /2003.
2. New Technology File System o NeTware File System (NTFS)
Fue diseñado desde cero, para reemplazar a la familia de FAT eliminando todas sus limitaciones. El NTFS ve todo en el sistema como un ficheros, archivos que incluyen pequeñas bases de datos.
El MFT (Master File Table) contiene la información de donde están los archivos y sus atributos.
Utiliza bitmaps para determinar los bloques (clusters) libres en el disco, e indexa los directorios a través de árboles B+.
El esquema general esta conformado por:
Partition
Integridad de datos - NTFS
Las operaciones al sistema de archivos NTFS no son realizadas directamente sobre las estructuras de datos que lo implementan, sino contra un log. El log es almacenado en el archivo de sistema $LogFile, y permite mantener la consistencia del sistema de archivo ante falla, este log no asegura la no
pérdida de datos del usuario, sino que busca que el modelo siempre este consistente, sin nodos
huérfanos ni espacio en disco ocupado clusters sin asignar.
Fuente: http://dbserver.kaist.ac.kr/~yjlee/Courses/CS230/ntfs/NTFS-4.html
El Cache Manager es el subsistema encargado de proporcionar los accesos reales a disco. Cuando se realiza una operación que no esta en el cache, busca el bloque a disco para su lectura o escritura correspondiente.
Copia2 Entradas delog Copia 1
Área de reinicio de LFS Área “infinita” de logeo
El Log File Service (LFS), es el nombre del servicio encargado de llevar la bitácora de operaciones.
Fuente: http://dbserver.kaist.ac.kr/~yjlee/Courses/CS230/ntfs/NTFS-4.html
El LFS posee 2 secciones: Área de reinicio: contiene información de contexto Área de logeo: contiene las entradas de log
Entradas de Actualización
• Información de rehacer: como volver a aplicar una transacción •Información de deshacer: como hacer rollback a una transacción NO-commiteada al volumen.
Las acciones que provocan entradas de actualización son: - Crear / Borrar un archivo
- Extender / Truncar un archivo - Renombrar un archivo
- Setear la información del archivo (metadatos)
- Cambiar los parámetros de seguridad de un archivo
Entradas de Checkpoint
Indican al sistema desde donde leer para recuperarse. 2 tablas son escritas a disco justo antes del checkpoint:
Tabla de Transacciones que contiene las tx no commiteadas, del último registro escrito en el log para cada tx.
Tabla de páginas sucias, que indican las páginas en cache que contienen modificaciones que posiblemente no han sido escritas,. Al flushear el archivo de log a disco, el cache manager graba todos los datos y entradas del log a disco. Se reseta el inicio del archivo al
Recuperación de datos
Cuando ocurre una falla que interrumpe la ejecución del sistema operativo, se realizan
3 pasadas por el $LogFile:
Pasada de Análisis
Búsqueda del LSN desde donde partirá la Pasada de Rehacer Copia las tablas de transacciones y dirty pages a memoria
Escaneo de principio a fin en busca de entradas para actualizar las tablas de
transacciones.
Se escanean las tablas para determinar el LSN del último registro de una operación que no haya sido escrita a disco.
Pasada de Redo (Rehacer)
Se hace para actualizar el cache con las modificaciones al volumen que
ocurrieron antes de la falla
Se busca en registro con el LSN determinado en la pasada de análisis.
Busca registros de actualización que posiblemente no se hayan escrito a disco y actualiza el cache con ellos.
Pasada de Undo (Deshacer)
Deshacer cualquier transacción que no se haya commiteado cuando falló el sistema.
Busca el LSN de la última operación no commiteada de CADA transacción. Dehace la operación y retrocede al registro anterior de actualización
Flushea los cambios del cache a disco para asegurar la consistencia.
Compresión de archivos
NTFS implementa un sistema de compresión de datos nativo, toma el archivo en agrupaciones de 16 bloques y aplica compresión. Al momento de querer acceder a un bloque comprimido, no hay forma de hacerlo directamente, se debe primero descomprimir el grupo donde esta para poder acceder a él.
Cifrado de Archivos
NTFS permite el cifrado de los archivos aplicando varios algoritmos, usando una llave pública (para cifrar) y una privada (para descifrar).
La llave privada le permite al usuario encriptados la recuperación de los datos (Data Decryption Field – DDF) y la llave publica permite a usuarios autorizados desencriptar el contenido (Dara Recovery Field – DRF).
REDUNDANT ARRAY OF INDEPENDENT
DISKS (RAID)
La Matriz Redundante de Discos Independientes (RAID) representa un conjunto de técnicas para ahorrar costes o mejorar las prestaciones y seguridad, combinando múltiples discos en un único dispositivo lógico.
El concepto principal de RAID es dividir los datos en ciertos trozos y distribuirlos en los dispositivos de la matriz, según el nivel de necesidad.
Las principales características del uso de discos en RAID son: Aumenta la velocidad de acceso a los datos.
Incrementar la capacidad de almacenamiento.
Los controladores RAID en su propio hardware incorporan mejoras para la tolerancia a fallos de los discos.
Los RAID mas utilizados son:
Versión Principales Características
RAID0
Los datos se dividen en bandas, escribiendo cada una de ellas en un disco.
Se mejora las prestaciones de acceso.
La capacidad total es la suma de las capacidades de cada disco.
RAID1
Los datos se almacenan en espejo, repitiendo la misma escritura en cada disco.
Se incrementa la seguridad y la tolerancia a fallos del sistema, puede sustituirse un disco sin afectar el
funcionamiento de la PC.
La capacidad total corresponde a la de cualquier disco.
RAID5
Usan más de 2 discos para distribuir los datos y sus paridades. Cada disco contiene una banda de datos y la paridad de la banda de otros datos.
Incrementan la seguridad, las prestaciones y baja los costos. La capacidad total es, aproximadamente, la suma total
de la capacidad de los discos menos 1.
Versión Principales Características
RAID6
Conserva las principales características RAID5 al cual se le incluye algunas mejoras.
Es un RAID 5 con 2 bandas de comprobación.
Aumenta aún más la seguridad y reduce mas los costos.
Se disminuye en algo la capacidad total con respecto al RAID 5. Si se tienen discos de repuesto, se denomina RAID 6E.
RAID lineal
Los discos se agrupan secuencialmente para formar un solo disco.
No se incrementan ni las prestaciones ni la seguridad, sólo la capacidad.
