Sistemas de Archivos: Fundamentos y Tipos Modernos

Un sistema de archivos es la forma en que un dispositivo de almacenamiento (disco duro, SSD, USB, etc.) organiza y gestiona la información. Actualmente, se utilizan sistemas clave como FAT32, exFAT, NTFS y ReFS.

FAT (FAT32 / exFAT)

Divide el disco en clústeres, que son grupos de sectores. Los archivos se guardan ocupando varios clústeres, que pueden quedar fragmentados. Utiliza una tabla FAT que indica en qué clúster está cada parte del archivo. Al borrar un archivo, solo se marcan los clústeres como libres.

Limitaciones de FAT

• La tabla FAT ocupa espacio útil.
• FAT32: Máximo 4 GB por archivo.
• exFAT: Soporta archivos muy grandes y volúmenes de hasta 2 TB, siendo ideal para memorias USB.

NTFS (New Technology File System)

Sustituye a FAT32 con muchas mejoras:

• Permite archivos y volúmenes muy grandes.
• Reduce la fragmentación de manera eficiente.
• Incluye recuperación de errores mediante journaling (registro por diario).
• Se basa en la Master File Table (MFT), que guarda información detallada de todos los archivos y carpetas.

ReFS (Resilient File System)

Es el sistema de archivos más moderno de Microsoft, diseñado para:

• Garantizar una alta integridad de datos.
• Manejar volúmenes extremadamente grandes.
• Usarse en entornos de almacenamiento avanzados como Storage Spaces.

Estructura de Directorios y Gestión de Archivos

La estructura de directorios en Windows Server es jerárquica y, normalmente, el sistema operativo se instala en la unidad C:. Cada letra (C:, D:, E:, etc.) representa una unidad o partición distinta.

Carpetas Principales del Sistema

• Program Files: Contiene las aplicaciones de 64 bits.
• Program Files (x86): Contiene las aplicaciones de 32 bits.
• PerfLogs: Almacena los registros de rendimiento.
• Usuarios: Contiene los perfiles y datos personales de los usuarios.

Carpetas Clave de Windows

• System32: Archivos y controladores esenciales del sistema.
• Boot: Archivos necesarios para el arranque del sistema.
• Policy Definitions: Definiciones de directivas de seguridad.
• Fuentes: Tipografías instaladas.
• Temp: Archivos temporales.

Gestión de Archivos: Operaciones Esenciales

Operaciones posibles durante el ciclo de vida de un archivo:

• Crear: Reservar espacio en disco.
• Eliminar: Liberar espacio; el archivo puede ser enviado a la papelera de reciclaje.
• Modificar propiedades: Cambiar nombre, tipo, extensión, atributos, etc.
• Compartir: Poner a disposición por red, correo o servicios en la nube.
• Proteger: Asegurar mediante contraseña, cifrado o copias de seguridad.
• Ordenar: Organizar el contenido según criterios definidos.
• Restaurar: Recuperar archivos eliminados o versiones anteriores.
• Comprimir: Reducir el tamaño del archivo (ej. formato ZIP).

RAID: Sistemas de Almacenamiento Redundante

RAID (Redundant Array of Independent Disks) es un sistema que combina varios discos para mejorar el rendimiento y/o la seguridad de los datos. Puede ser implementado por hardware (controlador dedicado) o por software (gestión por el sistema operativo).

Niveles de RAID Comunes

• RAID 0 (Striping): Distribuye datos entre discos. Ofrece alta velocidad, pero no tiene redundancia; si falla un disco, se produce una pérdida total de datos.
• RAID 1 (Espejo o Mirroring): Copia idéntica de los datos en dos discos. Ofrece alta seguridad y lectura rápida. Utiliza solo la mitad del espacio total disponible.
• RAID 5 (Paridad Distribuida): Reparte datos y paridad entre tres o más (≥3) discos. Proporciona buen rendimiento y tolerancia a fallos (puede sobrevivir a la pérdida de un disco).

Estrategias de Copias de Seguridad y Recuperación

Las copias de seguridad protegen los datos incluso cuando se utiliza RAID. Es fundamental definir qué, cuándo y dónde se realizarán.

Consideraciones Clave

• Importancia y confidencialidad de los datos.
• Frecuencia de las copias.
• Coste de almacenamiento y normativas aplicables (ej. RGPD).
• Medios: Discos duros, USB, medios ópticos, cintas o la nube.

Tipos de Copias de Seguridad

• Normal (Completa): Copia todos los archivos seleccionados.
• Incremental: Solo copia los cambios realizados desde la última copia (normal o incremental).
• Diferencial: Copia los cambios realizados desde la última copia normal.

Estrategia 3-2-1

Esta estrategia minimiza los riesgos de pérdida de datos:

1. 3 copias de los datos (el original + dos copias).
2. 2 tipos de almacenamiento diferentes.
3. 1 copia fuera del sitio (offsite).

Implementación en Windows Server 2022

La edición Datacenter no incluye las herramientas de copia de seguridad por defecto. Se deben activar en el Administrador del servidor → Agregar roles y características → Copias de seguridad de Windows Server.

Cuotas de Disco y Administración de Recursos

Las cuotas de disco limitan el espacio que un usuario puede utilizar en carpetas o volúmenes, con la posibilidad de generar avisos si se excede el límite.

Administración de Cuotas

La gestión se realiza principalmente desde el Administrador de recursos del servidor de archivos (FSRM).

Opciones Principales

• Plantilla de Cuota: Define límites y alertas preestablecidos.
• Cuota: Aplica la plantilla a carpetas o volúmenes específicos.

Pasos para Crear una Plantilla de Cuota

1. Definir el nombre y la descripción.
2. Seleccionar el Tipo:
   • Rígida (Hard): Bloquea el acceso al espacio si se excede el límite.
   • Flexible (Soft): Permite exceder el límite, pero genera avisos.
3. Establecer el límite y los niveles de aviso (ej. 85%, 95%, 100%).

Notificaciones

Las alertas pueden configurarse para enviarse por correo electrónico, registrarse en el visor de eventos, ejecutar un script o generar un informe.

Recuperación ante Desastres

Las copias de seguridad son esenciales; la estrategia 3-2-1 minimiza los riesgos. Los desastres pueden ser físicos, eléctricos, humanos, de software, etc. La recuperación se realiza mediante imágenes del sistema, backup, RAID o servicios en la nube.

Programación y Restauración en Windows Server 2022

• Se pueden programar copias completas o incrementales, idealmente en un volumen dedicado.
• La programación de fecha y hora debe alinearse con la estrategia definida; el disco externo debe estar conectado.
• Restauración: Se realiza desde la herramienta de backup si el sistema funciona, o mediante el disco de instalación si el sistema operativo no arranca.

Fallos de RAID

• RAID 0: Sin redundancia, los datos se pierden si falla un disco.
• RAID 1 y 5: Permiten la recuperación parcial o total de los datos tras un fallo de disco.

Monitoreo y Rendimiento del Sistema

La gestión de la información y el rendimiento del sistema es crucial para prevenir fallos y pérdidas de datos. Se pueden configurar alertas y gráficas de CPU, memoria y disco para un monitoreo constante.

Herramientas de Diagnóstico de Windows

• Administrador de Tareas
• Monitor de Recursos
• Monitor de Rendimiento
• Visor de Eventos
• Información del Sistema

Administrador de Tareas

Muestra el uso en tiempo real de la CPU, memoria, disco y red. Sus pestañas principales son:

• Procesos
• Rendimiento
• Historial de aplicaciones
• Inicio
• Usuarios
• Servicios

Problemas Comunes de Rendimiento

El rendimiento depende de la CPU, la memoria, los discos y la red. Los problemas comunes incluyen:

• Red lenta.
• Discos con alta latencia.
• CPU sobrecargada (posiblemente debido a malware o procesos ineficientes).