PARTICIÓN DE UN DISCO DURO. Ing. Raúl Rojas Reátegui

Transcripción

1 PARTICIÓN DE UN DISCO DURO Ing. Raúl Rojas Reátegui

2 OBJETIVOS 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

3 PARTICIÓN DE DISCO DURO 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.

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5 TIPOS DE PARTICIÓN Partición primaria Partición extendida.

6 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.

7 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.

8 EJEMPLO 1: Un solo Disco Duro con dos particiones ( Una Primaria y otra extendida) Primaria C Extendida D E EJEMPLO 2: Un computador con dos discos duros con 3 particiones cada uno C E F G H D Primaria Extendida Primaria Extendida

9 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 Optimiza el acceso al disco duro

10 UNIDAD LÓGICA DE DISCO DURO 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.

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12 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 espacio asignado a un disco duro o unidad lógica.

13 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 Raíz SO, Programas, archivos

14 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. 14

15 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. 15

16 LBA 0 MBR heredado 512 bytes= 1 sector LBA 1 LBA 2 Cabecera de GPT Guarda información de 4 particiones Guarda información de 4 particiones 512 bytes=1 sector 512 bytes=1 sector 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 LBA 34 Libre para datos 16

17 SISTEMAS DE ARCHIVOS 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.

18 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. La capacidad de los clúster varían entre 8 a 32KB Menos robusto: Porque la carpeta raíz se ubica en un lugar predeterminado lo que le hace sensible al error. Menos flexible: porque la carpeta raíz no posee número de entradas, esto lo limita para particiones dinámicas. Menor rendimiento del sistema operativo Puede ser utilizado por los siguientes sistemas Operativos: DOS, Windows 3.1 /95 /98 /Millenium /NT /2000 Permite crear unidades lógicas no mayores a 2TB. La capacidad de los clúster varían entre 4 a 8KB Es más robusto: porque puede reubicar la carpeta raíz y utilizar la copia de seguridad de la tabla de asignación de archivos. 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 Puede ser utilizado por los siguientes sistemas Operativos: DOS, Windows 3.1 /95 /98 /Millenium /NT /2000 /XP /2003.

19 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 Boot Record MFT Archivos de Sistema Área de archivos

20 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. 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. El Log File Service (LFS), es el nombre del servicio encargado de llevar la bitácora de operaciones. Área de reinicio de LFS Área infinita de logeo Copia 1 Copia 2 Entradas de log Fuente:

21 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 punto actual. Fuente:

22 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. Fuente:

23 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. Fuente:

24 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).

25 Sistemas Operativos Linux

26 SISTEMAS DE ARCHIVO EN LINUX En Linux un sistema de archivos es un subárbol de un directorio, que posee un directorio raíz, sobre el cual se debe tener unos los permisos adecuados, una estructura lógica de almacenamiento y un punto de montaje adecuado al árbol de directorios global del servidor. La gestión adecuada del acceso a disco es otro de los aspectos importantes en el proceso de administración de sistemas operativos. El sistema operativo para interactuar con los usuarios y las aplicaciones, es necesario un modelo de seguridad que depende de la forma en que se almacenan los ficheros en los dispositivos de almacenamiento.

27 1. Filesystem Hierarchy Standard (FHS) EL FHS (Estándar de Jerarquía de Sistema de Archivos), fue desarrollada en Permitir al software conocer la ubicación de directorios y archivos instalados. Permitir al software conocer donde se deben instalar los archivos de un programa. Permitir al usuario conocer donde encontrar los archivos y directorios de los programas instalados.

28 Los siguientes directorios son necesarios en el directorio raíz o / : bin: Directorio que contiene los binarios (programas) de comandos esenciales. boot: Directorio que contiene los archivos estáticos del cargador de arranque. dev: Directorio que contiene archivos de dispositivos, los que son enlaces simbólicos a periféricos. etc: Directorio que contiene archivos de configuración específicos del sistema.

29 lib: Directorio que contiene librerías compartidas y módulos del kernel esenciales para el funcionamiento del sistema. media: Punto de montaje para dispositivos removibles. mnt: Directorio que sirve como base para montar sistemas de archivos temporalmente. opt: Directorio donde se instalarán los archivos de las aplicaciones o paquetes agregados. sbin: Directorio de programas (binarios) esenciales del sistema.

30 srv: Datos para servicios del sistema. tmp: Directorio para archivos temporales. usr: Jerarquía Secundaria. contiene la mayoría de las utilidades y aplicaciones multiusuario (recursos compartidos) var: Directorio para almacenar datos variables.

31 2.- Unidades de Disco en linux: Todos los sistemas basados en Linux utilizan ficheros de dispositivos para acceder a los recursos de la máquina, con una notación diferente para identificar cada dispositivo de almacenamiento. Las distribuciones vistas en el curso identifican los ficheros controladores de particiones para discos sencillos con el siguiente formato: Tipo de dispositivo: sd: Discos normales Vd: Discos virtuales. Unidad: Se añade la letra a para el dispositivo 1, b para el 2, etc. Numero de partición: Inicia en 0

32 3.- Sistemas de archivo Linux soporta el montaje de distintos sistemas de archivos, tanto locales como remotos, conocida como Sistema de Archivos Virtual (VFS) Sistemas de archivos Ext: Hoy en día se utilizan las versiones: 3 (Ext3) y 4 (Ext4).

33 Ext3: Mejor proceso de revisión de integridad del SO. Evita la corrupción del sistema de archivos, permitiendo elegir el tipo y el nivel de protección. Mayor velocidad de accesos repetidos a datos. Fácil transición entre ext2 y ext3, sin necesidad de volver a formatear las particiones

34 Ext4: Tamaño del sistema de archivos hasta 1 EB = 2 20 TB). No tiene restricciones en el número de subdirectorios. Mayor velocidad de lectura y escritura de ficheros grandes Comprobación del registro del sistema de archivos. Desfragmentación directa del sistema de archivos. Recuperación de ficheros borrados. Rápidas comprobación del sistema de archivos. Las marcas de tiempo cuentan con precisión de nanosegundos.

35 3.2. Sistemas de archivos Btrfs: Desarrollado por Oracle Corporation en el 2007, con la participación de Red Hat, SUSE, Intel, entre otras. El 2013 se introduce en el kernel Linux. Tamaño de volumen máximo: 16 EB. Soporte de listas de control de acceso (ACL) y atributos extendidos. Posee auto reparación gracia a su copy-on-write. Posee desfragmentación, compresión y extensión en línea. Es posible agregar y remover i-nodos en línea.

36 Permite el balanceo en línea: movimiento de objetos entre dispositivos de bloques para balancear la carga. Posee soporte de RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 y RAID 10. Incluye optimización para discos de estado sólido. Permite la clonación de archivos. Posee checksum de datos y metadatos. Fácil conversión de ext3/4 a Btrfs, con rollback.

37 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.

38 Los RAID mas utilizados son: Versión RAID0 RAID1 RAID5 Principales Características 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. 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. 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. Si se usan discos de repuesto, se denomina RAID 5E.

39 Versión RAID6 RAID lineal Principales Características 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. Los discos se agrupan secuencialmente para formar un solo disco. No se incrementan ni las prestaciones ni la seguridad, sólo la capacidad.

40 3.3.- Logical Volume Managent (LVM): Desarrollado en 1998 por Heinz Mauelshagen, basado en el administrador de volúmenes de Veritas, utilizado en sistemas HP-UX. Permite el cambio de tamaño de grupos de volúmenes. Permite el cambio de tamaño de volúmenes lógicos. Gran velocidad de lectura y escritura. Soporta RAID0 o RAID5 de volúmenes lógicos.

41 PARTICIONES Arranque Directorio Raíz Son espacios de disco duro creadas dentro de disco físico. Cada una particiones necesita de unidades lógicas a las cuales se les dará nombres lógicos diferentes. El proceso de partición permite crear una estructura lógica en un disco duro conformada por Sistema De Archivo s Sistema Operativo Programas Instalados Archivos del Usuario, etc.

42 Por que dividimos el disco en mas de una partición? Los principales motivos, por los que se realizan las particiones en un disco duro suelen ser los siguientes: Instalación de mas de un sistema operativo Tener una partición de sistema y otra de datos (Pérdida de Información) Tener una partición de recuperación de sistema

43 Unidad Lógica Son espacios que se crean dentro de una partición. Las unidades lógicas deben ser visibles desde todos los sistemas operativos.

44 Tipo de particiones Los sistemas operativos Linux, poseen las siguientes particiones: swap /boot / /home

45 1. Partición swap: Se utilizan como memoria RAM virtual. El espacio asignado a la partición swap, se recomienda que sea el doble de la memoria RAM instalada. 2. Partición boot: Carga el kernel del sistema operativo, es decir el conjunto de archivos utilizados durante el proceso de arranque. La partición de arranque debe tener un espacio asignado entre 250 a 400MB es suficiente.