NTFS: Parte 1 – Teoria
Desde a época do DOS, a Microsoft utilizava o sistema de arquivos FAT, que foi sofrendo variações ao longo do tempo, de acordo com o lançamento de seus sistemas operacionais. No entanto, o FAT apresenta algumas limitações, principalmente no quesito segurança, com isso a Microsoft lançou o sistema de arquivos NTFS (New Technology File System), usado inicialmente em versões do Windows para servidores e posteriormente padrão também em Windows para clientes.
Principais CaracterÃsticas
- Confiança: permite que o sistema operacional se recupere de problemas sem perder informações, trabalhando com tolerância a falhas.
- Segurança: Possibilidade de ter um controle de acesso preciso e ter aplicações que rodem em rede, fazendo com que seja possÃvel o gerenciamento de usuários, incluindo suas permissões de acesso e escrita de dados.
- Armazenamento: Possibilidade de trabalhar com uma grande quantidade de dados, permitindo inclusive o uso de arrays RAID.
- Rede: Sistema altamente funcional para o trabalho e o fluxo de dados em rede.
Há muitas outras caracterÃsticas, que ficam mais ainda visÃveis se comparadas ao FAT. A Microsoft está em constantes pesquisas, buscando soluções e melhorias.
Outras caracterÃsticas do NTFS
Introdução de um sistema de Journaling, que permite ao sistema operacional se recuperar rapidamente de problemas sem precisar verificar a integridade do sistema de arquivos. Este tipo de sistema de arquivos tem a oferecer uma melhor probabilidade de não sofrer corrupção de dados no caso de o sistema travar ou faltar energia, e uma recuperação mais rápida, pois não necessita verificar todo o disco, somente aqueles que pertenciam a um log que não fora fechado devidamente.
- Permissões (com sistema de ACLs) que possibilitam um grande controle de acesso dos utilizadores aos arquivos.
- Compressão de arquivos, que permite a economia de espaço em disco de pastas com pouca utilização.
- Criptografia, utilizada para aumentar a segurança de uma pasta/arquivo.
- Cotas de Disco, que permitem que os administradores de sistemas definam a quantidade de espaço em disco que cada utilizador pode utilizar.
História
O sistema de arquivos FAT é aceitável e perfeitamente funcional para a maioria dos usuários domésticos. Trata-se um sistema antigo, que mesmo com novas versões, herdou a simplicidade da primeira versão. As limitações do FAT, principalmente quanto à segurança, capacidade e confiança, fizeram do FAT um sistema de arquivos inadequado para uso em servidores e aplicações crÃticas. A Microsoft, estando ciente disso, decidiu desenvolver um sistema de arquivos que se adequasse aos princÃpios de funcionamento do Windows NT e lançou o New Technology File System, conhecido pela sigla NTFS.
Entre os objetivos da idealização do NTFS estavam o fornecimento de um sistema de arquivos flexÃvel, adaptável, altamente seguro e confiável. Sem dúvida, tais caracterÃsticas fizeram do Windows NT um sistema operacional aceitável para as aplicações cujo seu desenvolvimento foi planejado.
A idéia de lançar o Windows NT surgiu em 1990, quando a Microsoft sentiu a necessidade de ter um sistema operacional com as qualidades citadas acima e com funcionalidades tÃpicas de servidor. Nesta época, a Microsoft não tinha nenhum sistema que pudesse se equiparar ao poderoso Unix (tinha somente o MS-DOS e o Windows 3.x). Decidida a ter uma fatia do mercado que pertencia ao Unix, a Microsoft deu inÃcio ao desenvolvimento do Windows NT. Esta sigla – NT – significa New Technology. A Microsoft logo percebeu que este novo Windows não teria sucesso se utilizasse o FAT, pelas razões já citadas. Era preciso criar um sistema de arquivos novo.
O NTFS foi desenvolvido e muitos até hoje pensam que ele é um sistema de arquivos inteiramente desenvolvido pela Microsoft, o que não é verdade. Seu projeto foi baseado nas análises das necessidades do novo sistema operacional, mas seus conceitos funcionais foram “herdados” do sistema de arquivos HPFS (High Performance File System).
Um sistema operacional muito conhecido nesta época era o OS/2, um projeto realizado em conjunto entre a Microsoft e a IBM.
Ambas as empresas estavam tentando criar um sistema operacional de grande sucesso, cujo apelo principal seria a capacidade gráfica (lembre-se que naquela época, era muito maior o uso de sistemas operacionais baseados em linha de comando, como o DOS). O OS/2 de fato continha inovações tecnológicas, mas esbarrava nos quesitos suporte e marketing. Fora isso, a IBM e a Microsoft começaram a se desentender e a empresa de Bill Gates decidiu abandonar o projeto e se dedicar ao desenvolvimento do Windows NT. No entanto, a Microsoft acabou levando consigo muitos conceitos funcionais do sistema de arquivos do OS/2, o HPFS. É claro que tais conceitos foram essenciais para a criação do NTFS, o que fez com muitos pensassem que a Microsoft passou um golpe na IBM. No entanto, este artigo não visa discutir isso.
Versões
Assim como aconteceu com o FAT, o NTFS também tem versões, que foram lançadas principalmente no surgimento de novos Windows.
A cada versão, correções de falhas são feitas, suportes a hardware são implementados e novas caracterÃsticas são dadas ao NTFS. A princÃpio houve o NTFS 1.0 usado no
Windows NT 3.1 (por isso, esta versão do NTFS também ficou conhecida por NTFS 3.1).
Com o lançamento do Windows NT 4, o NTFS ganhou a versão 1.1 (ou versão 4). Esta versão também foi usada no Windows NT 3.51.
O sucesso do Windows NT foi tão grande que sua versão do NTFS virou referência em sistemas de arquivos.
A Microsoft não ficou parada e lançou a versão conhecida como NTFS 5.0 com o lançamento do Windows 2000, substituto do Windows NT. Apesar da nova versão, o NTFS 4 foi tão difundido que seu suporte a outro sistemas operacionais não acabará tão cedo.
Esta nova versão do NTFS possui novas caracterÃsticas importantes, além daquelas herdadas da versão anterior. Essas mudanças foram essenciais para fazer do Windows 2000 um sistema que fosse realmente adequado para substituir o Windows NT. Só para servir de exemplo, o serviço Active Directory é um dos chamativos do Windows 2000 e foi implementado graças a alterações no NTFS. Entre os novos recursos do NTFS 5 estão: Reparse Points, onde arquivos e pastas dentro do sistema de arquivos podem ter ações associadas a eles, de forma que operações particulares a estes arquivos possam ser executadas; novas caracterÃsticas de segurança, onde o mecanismo para gerenciamento da segurança e de usuários, principalmente em relação a acesso e arquivos foram melhorados; quotas de discos, onde o administrador do sistema pode determinar o espaço em disco disponÃvel a um usuário ou a um grupo de usuários; diários de alterações, onde volumes podem ser ajustados para rastrear as operações efetuadas nos arquivos e pastas; codificação, onde o sistema permite que arquivos sejam codificados/decodificados tomaticamente; suporte a arquivos esparsos, onde é possÃvel armazenar de forma eficiente arquivos esparsos (que são arquivos grandes mas que possuem algumas estruturas vazias, desperdiçando espaço em disco).
Com o lançamento do Windows XP, Windows 2003 Server e futuras versões, o NFTS vai ganhando melhoramentos e novas caracterÃsticas, mas certamente a versão 4 ainda será uma referência. Isso deixa claro que o NFTS não deixará de ser usado tão cedo pela Microsoft.
Atualmente ele ainda é o padrão para o Windows Vista e Server 2008.
Funcionamento
Conforme as caracterÃsticas herdadas do HPFS, o NTFS trabalha de uma forma mais eficiente no gerenciamento do espaço de disco. Isso porque as informações são armazenadas em uma base por setor do disco, em vez de utilizar clusters de múltiplos setores. Essa forma de trabalho, traz várias vantagens, como menor necessidade de desfragmentação de disco e maior consistência de dados. Isso porque essa arquitetura de dados por base em setor permite manter os dados próximos, ou seja, não espalhados pelo disco. Até o gerenciamento de grandes quantidades de dados é beneficiado por esta caracterÃstica, já que como acontecia com o FAT, trabalhar com clusters por setor, fazia do sistema de arquivos dependente de um número pré-determinado de setores.
Material Complementar
Apostila sobre permissões NTFS (Free) - 
Link para download
Guia Microsoft de converṣo Fat32 para NTFS Р
Link de acesso
Referências
- Wikipedia
- Clube do Hardware
- Guia do Hardware
- Infowester
- ntfs.com
No próximo artigo (NTFS: Parte 2 – Prática), disponibilizarei um tutorial e vÃdeos explicativos de como utilizar os recursos do NTFS no Windows. Não perca!
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