FAT32 i NTFS

FAT32 (wersja 32 bitowa) pojawiła się wraz z wersją OSR2 Windows 95. Poprawiony system plików, nazywany FAT32, jest już bardziej wydajny od poprzednika. Dla porównania, partycja 2 GB ma klastery o wielkości 4 KB, co znacznie zwiększa efektywność zapisu informacji. Przy dzisiejszych wielkościach dysków twardych FAT32 ujawnia jednak swoje niedogodności. Do granicy 8 GB tworzone są partycje z klasterami po 4 KB, ale już przy 32 GB pojawiają się 32-kilobajtowe. To jest właśnie podstawowy powód, dla którego warto dzielić duży dysk na mniejsze dyski logiczne. Spójrzmy na to bardziej praktycznie.
Klastery to odcinki danych o identycznych wielkościach na partycji. Jeden plik może być, i zazwyczaj jest, przechowywany w kilku lub więcej klasterach, natomiast jeden klaster może przechowywać tylko jeden plik. Z tego powodu plik o wielkości 33 KB na partycji 32 GB będzie zajmował 64 KB bo potrzebuje 2 klastery po 32 KB każdy. Ten sam plik zająłby jednak tylko 36 KB na partycji 8 GB w systemie FAT32, gdzie wielkość pojedynczego klastera wynosi 4 KB.
Pomniejszając wielkość partycji można zaoszczędzić nawet do 40% miejsca. Jeśli tego nie zrobimy nasz dysk o wielkości 40 GB pomieści faktycznie tylko 30 GB i sami sobie będziemy winni.
FAT32 używany jest przez Windows 95 OSR2, Windows 98 i ME. Windows NT i 2000 rozpoznają i używają również tego systemu, chociaż mają swój własny. Na partycji FAT32 można też zainstalować Windows XP.

NTFS zaprojektowano specjalnie na potrzeby Windows NT. Skrót oznacza System Plików Nowej Generacji (ang. New Technology File System). Jest on daleko bardziej zaawansowany od poprzedników, dzięki czemu zapewnia większą stabilność i bezpieczeństwo pracy. W przypadku NTFS wielkość klasterów nie stanowi już żadnego problemu. Ciągle nie jest jednak standardem ze względu na dominację Windows 98. Być może ulegnie to zmianie za sprawą Windows XP.

- journaling – dziennik zmian (od NTFS 3.0 w Windows 2000); wewnętrzny dziennik NTFS znacząco poprawia ochronę danych przed błędami zapisu; wspomaga przy tym działanie narzędzi dyskowych w rodzaju CHKDSK;
- szyfrowanie plików i katalogów – (od NTFS 3.0 w Windows 2000) przy pomocy nakładek tworzących EFS – Encrypting File System – nie jest jednak możliwe zaszyfrowanie plików systemowych; od Windows XP, podsystem EFS dostępny jest tylko w wersjach Professional lub wyższych (i ich odpowiednikach, np. Vista Business); nie jest dostępny w wersjach Home i ich derywatach; EFS nie jest przeznaczony do szyfrowania prywatnych danych na komputerach domowych, a raczej do ochrony danych w systemach o wielu użytkownikach w środowiskach korporacyjnych, szczególnie w domenach Windows 2000 i Windows Server 2003; wersja EFS używana przez Windows 2000 różni się od wersji używanej w późniejszych wersjach Windows i jest z nimi niezgodna.
- kompresja danych "w locie"; pliki kompresowane przy pomocy wbudowanych funkcji NTFS nie mogą być szyfrowane przy pomocy EFS i odwrotnie;
- prawa dostępu dla grup i użytkowników – dostęp do tej funkcji jest ograniczony w Windows XP Home Edition i późniejszych; pełne wykorzystanie praw dostępu, wraz z możliwością wykonania inspekcji praw dostępu z zapisem do dziennika, możliwe jest w Windows 2000 (wszystkie wersje dla komputerów PC), Windows XP Professional, Windows Server 2003 i nie-domowych wersjach Windows Vista
- transakcyjność – (od Windows Vista) pozwala na wykonywanie transakcyjnych operacji na systemie plików. Transakcje są optymalizowane tak, aby czas ich zamknięcia był jak najkrótszy, dzięki czemu w normalnych warunkach nie stanowią dodatkowego obciążenia. Transakcje mogą obejmować wiele plików i pozostawać dowolnie długo otwarte.
- Access Control List, ACL (ang.) – lista kontroli dostępu. W systemach uniksowych poprzez rozszerzenie możliwości systemu plików, umożliwia bardziej rozbudowaną i dokładną kontrolę dostępu do plików, w porównaniu do standardowych uprawnień w systemie. Standardowe uprawnienia w systemie plików systemu Unix obejmują tylko: zapis, odczyt oraz wykonanie. Każde z uprawnień możemy definiować dla: właściciela pliku (ang. owner), grupy do której on należy (group) oraz pozostałych użytkowników (other). - Natomiast za pomocą ACL możemy ustawić te trzy uprawnienia dla dowolnego użytkownika i grupy. Często ACL definiuje też inne uprawnienia. ACL w Microsoft Windows 2000 (system plików NTFS) definiuje m.in. prawo do przejęcia własności pliku.
Listy ACL (typu podstawowego i rozszerzonego) wykorzystywane są także do tworzenia reguł filtrujących ruch sieciowy w ruterach firmy Cisco.
Listy ACL są listami warunków używanych do sprawdzania ruchu w sieci, który jest kierowany przez interfejs routera. Listy te informują router, jakie rodzaje pakietów zaakceptować, a jakie odrzucić. Akceptacja i odrzucenie zależą od spełnienia konkretnych warunków. Listy ACL umożliwiają zarządzanie ruchem oraz bezpieczny dostęp do i z sieci.
Mogą zostać utworzone dla wszystkich sieciowych protokołów trasowanych, takich jak IP i IPX (ang. Internetwork Packet Exchange). Listy ACL można tak skonfigurować na routerze, aby kontrolować dostęp do sieci lub podsieci.
Aby możliwe było filtrowanie ruchu, listy ACL muszą określić, czy pakiety mają być przekazywane, czy blokowane na interfejsach routera. Router sprawdza każdy pakiet i albo go przekaże, albo odrzuci, w zależności od warunków określonych na liście ACL. Lista ACL umożliwia podejmowanie decyzji o trasowaniu na podstawie adresu źródłowego, adresów docelowych, protokołów oraz numerów portów wyższych warstw.
Listy ACL muszą być definiowane osobno dla każdego protokołu, kierunku oraz interfejsu. Aby kontrolować przepływ ruchu na interfejsie, należy zdefiniować listę ACL dla każdego protokołu włączonego na tym interfejsie. Jedna lista ACL kontroluje ruch na interfejsie w jednym kierunku. Aby kontrolować ruch przychodzący i wychodzący, należy utworzyć dwie oddzielne listy ACL. Na każdym interfejsie można zdefiniować dwa kierunki i wiele protokołów. Jeśli router ma dwa interfejsy skonfigurowane dla protokołów IP, AppleTalk i IPX, potrzebnych będzie 12 oddzielnych list ACL. Dla każdego protokołu powstanie jedna lista, co należy pomnożyć przez dwa dla każdego kierunku i jeszcze raz przez dwa dla każdego interfejsu.
Listy ACL mogą wykonywać następujące zadania:
  • Ograniczenie ruchu w sieci i zwiększenie wydajności sieci. Na przykład listy ACL, które ograniczają ruch w ramach połączeń wideo, mogą bardzo zmniejszyć obciążenie sieci i zwiększyć jej wydajność.

  • Umożliwienie kontroli ruchu w sieci. Listy ACL mogą ograniczyć dostarczanie aktualizacji tras. Jeśli warunki w sieci nie wymagają aktualizacji, pozwala to zaoszczędzić pasmo.

  • Zapewnienie podstawowych zabezpieczeń podczas dostępu do sieci. Listy ACL mogą umożliwić jednemu hostowi dostęp do części sieci, uniemożliwiając jednocześnie dostęp do tej samej części innemu hostowi. Na przykład host A ma dostęp do sieci „Zasoby ludzkie", podczas gdy host B nie ma do niej dostępu.

  • Decydowanie o typie ruchu przenoszonego lub blokowanego na poziomie interfejsów routera. Listy ACL mogą zezwalać na trasowanie ruchu poczty elektronicznej, ale blokować ruch Telnet.

  • Określanie, do których obszarów sieci może mieć dostęp użytkownik.

  • Klasyfikowanie ruchu z hostów w celu udostępnienia lub zakazu dostępu do segmentu sieci. Listy ACL mogą być wykorzystywane do umożliwiania lub zakazywania dostępu użytkownika do plików przy użyciu protokołów takich jak FTP lub HTTP.

Jeśli na routerze nie skonfigurowano list ACL, wszystkie pakiety przechodzące przez router będą miały dostęp do całej sieci.

NTFS:
16TB max plik
256TB partycja

FAT32
4GB max plik
32GB partycja

FAT32

FAT32 jest kolejną odmianą systemu plików FAT, z którego mogą korzystać systemy operacyjne Windows 95 OSR 2, Windows 98 oraz ich nowsze wersje. FAT32 może rozpoznać 232 (czyli 4 294 967 296) adresów jednostek alokacji, dzięki czemu obsługuje dyski twarde do wielkości dwóch terabajtów (dwóch tysięcy gigabajtów). Dla partycji o rozmiarach poniżej 8 GB jednostka alokacji ma wielkość tylko 4 kB, dzięki czemu nie ma dużych strat pojemności. FAT32 wymaga partycji o minimalnych rozmiarach 512 MB. Jednak FAT32 ma też wady – na razie nie można kompresować dysków z takim systemem plików, a także wiele systemów operacyjnych nie rozpoznaje FAT32 (np. Windows NT czy MS-DOS) – przez co nie może go stosować ani odczytać danych na nim zapisanych.
Poza standardowymi systemami plików jest również wykorzystywany wirtualny system plików działający w systemach Windows 9x oraz w Windows NT. W jego określeniu używana jest nazwa wirtualny, ponieważ VFAT jest tylko rozszerzeniem systemu plików FAT (Virtual FAT – wirtualny FAT). Jego dodatkowe możliwości to: obsługa długich nazw plików, wykorzystywanie VCACHE i lepsza wydajność.

NTFS

Budowa wewnętrzna: podstawową jednostką systemu NTFS jest wolumin. Wolumin jest tworzony przez program administrowania dyskiem systemu NT; u jego podstaw leży logiczny podział dysku. Wolumin może zajmować część dysku lub cały dysk, może też rozciągać się na kilka dysków. System NTFS nie ma do czynienia z poszczególnymi sektorami dysku. Zamiast nich używa klastrów. System NTFS używa w charakterze adresów dyskowych logicznych numerów klastrów (LCN). Przypisuje je poprzez ponumerowanie klastrów od począdku dysku do jego końca. Za pomocą tego schematu system może wyliczyć fizyczną odległość na dysku (w bajtach), mnożąc numer LCN przez wielkość klastra. Plik w systemie NTFS nie jest zwyczajnym strumieniem bajtów, lecz jest obiektem strukturalnym złożonym z atrybutów. Każdy atrybut jest niezależnym strumieniem bajtów, który podlega tworzeniu , usuwaniu, itp.. Niektóre atrybuty są standardowe dla wszystkich plików, wliczając w to nazwę pliku, czas jego utworzenia, itp. Większość tradycyjnych plików danych ma beznazwowy atrybut danych, mieszczący wszystkie dane pliku. Każdy plik w systemie NTFS jest opisany przez jeden lub więcej rekordów przechowywanych w specjalnym pliku o nazwie główna tablica plików (master file table - MFT). Rozmiar rekordu jest określony podczas tworzenia systemu plików i waha się w granicach od 1 do 4 KB. Małe atrybuty przechowuje się w samym rekordzie MFT i nazywa rezydentnymi. Wielkie atrybuty, takie jak nienazwana masa danych - określone mianem nierezydentnych - są przechowywane w jednym lub większej liczbie ciągłych rozszerzeń na dysku, do których wskaźniki przechowuje się w rekordzie MFT. W przypadku małych plików w rekordzie MFT może się zmieścić nawet atrybut danych. Jeżeli plik ma wiele atrybutów lub jeśli jest on mocno pofragmentowany i wymaga zapamiętania wielu wskaźników pokazujących wszystkie jej części, to jeden rekord w tablicy MFT może okazać się za mały. W tym przypadku plik jest opisany przez rekord o nazwie: podstawowy rekord pliku (base file record), który zawiera wskaźniki do rekordów nadmiarowych, przechowujących pozostałe wskaźniki i atrybuty. Każdy plik w woluminie systemu NTFS ma niepowtarzalny identyfikator zwany odsyłaczem do pliku. Odsyłacz do pliku jest wielkością 64-bitową, składającą się z 48-bitowego numeru pliku i 16-bitowego numeru kolejnego. Numer pliku jest numerem rekordu w strukturze MFT opisującej plik. Numer kolejny jest zwiększany za każdym razem, gdy następuje powtórne użycie w tablicy MFT. Zwiększenie to umożliwia systemowi NTFS wykonywanie wewnętrznej kontroli spójności - na przykład wyłapywanie nieaktualnych odwołań do usuniętego pliku po użyciu wpisu MFT na nowy plik. Każdy katalog stosuje strukturę danych zwaną B+-drzewem, w którym zapamiętuje indeks swoich nazw plików. Każdy wpis w katalogu zawiera nazwę pliku i odsyłacz do niego oraz kopię znacznika czasu uaktualnienia i rozmiaru pliku - pobranej z atrybutów pliku rezydujących w tablicy MFT. Kopie tych informacji są przechowywane w katalogu, co przyspiesza wyprowadzanie jego zawartości - nazwy wszystkich plików , i ich rozmiary i czasy uaktualnień są obecne w samym katalogu, więc nie potrzeba ich zbierać na podstawie wpisów w tablicy MFT każdego z plików. Wszystkie metadane woluminu systemu NTFS są przechowywane w plikach. Pierwszym z takich plików jest jest tablica MFT. Drugi plik, używany do działań naprawczych w przypadku uszkodzenia tablicy MFT, zawiera kopię pierwszych szesnastu pozycji tablicy MFT. Oprócz tego istnieje jeszcze kilka innych specjalnych plików.

Formatowanie szybkie- usuwa tylko tablica alokacji plików a dane fizyczne pozostaja na dysku
Formatowanie pełne- dokonywany jest zapis klastra, jego odczyt i sprawdzenie czy dane się zgadzają, jeśli nie to ten klaster jest zaznaczony jako uszkodzony (bad block).

Unix(system uniksowy)


Komputerowy system operacyjny powstały w 1969 r, pozwalający na jednoczesną pracę wielu osobom w tym samym czasie. Najczęściej serwery internetowe są właśnie oparte o UNIX-owy system operacyjny. Unix stosowany był dawniej na komputerach typu mainframe, a teraz nawet na personal. Na początku Internet bazował na systemach unixowych, ale w chwili obecnej do połączeń można używać nawet PC pracujący w DOS lub Windows czy też Macintosh. Jedną z odmian systemu UNIX jest Linux.