Sistemas de arquivos NTFS

Introdução

NTFS é a sigla para New Technology File System. Desde a época do DOS, a Microsoft vinha utilizando 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. Por causa disso, a Microsoft lançou o sistema de arquivos NTFS, usado inicialmente em versões do Windows para servidores. Nas próximas linhas, você saberá a respeito do funcionamento do NTFS e conhecerá sua história.

Como o NTFS surgiu

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. Veja mais sobre FAT aqui. 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 críticas. A Microsoft, estando ciente disso, decidiu desenvolver um sistema de arquivos que se adequasse aos princípios 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 flexível, adaptável, altamente seguro e confiável. Sem dúvida, tais características 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 típicas 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 início 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.

Características do NTFS

O NTFS possui características importantes, que o fez ser considerado um bom sistema de arquivos. Entre essas qualidades estão: confiança, pois permite que o sistema operacional se recupere de problemas sem perder informações, fazendo-o ser tolerante a falhas; segurança, onde é possível ter um controle de acesso preciso e ter aplicações que rodem em rede, fazendo com que seja possível o gerenciamento de usuários, incluindo suas permissões de acesso e escrita de dados; armazenamento, onde é possível trabalhar com uma grande quantidade de dados, permitindo inclusive o uso de arraysRAID; rede, fazendo do sistema plenamente funcional para o trabalho e o fluxo de dados em rede.

Há muitas outras características, que ficam mais ainda visíveis se comparadas ao FAT. A Microsoft vem trabalhando bastante para aperfeiçoar o NTFS, por isso, é de se esperar que novas características sejam implementadas no sistema de arquivos, de acordo com o lançamento de novas versões do Windows.

Versões do NTFS

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 características são dadas ao NTFS. A princípio 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 características 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 FTFS. 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 características 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 disponível 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 automaticamente; suporte a arquivos esparsos, onde é possível 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 características, mas certamente a versão 4 ainda será uma referência. Isso deixa claro que o NFTS não deixará de ser usado tão cedo pela Microsoft.

Funcionamento do NTFS

Conforme as características 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 (veja mais sobre isso lendo o artigo sobre FAT). 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 característica, 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.

 

Fonte: Infowester.com

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