La importancia de la planificación de particiones en servidores y estaciones de trabajo

Los administradores de sistemas suelen invertir mucho tiempo y esfuerzo en la planificación de todos los aspectos de sus servidores y estaciones de trabajo. Sorprendentemente, a menudo prestan poca atención a la estructura de particiones. Sin embargo, dedicar tiempo a planificar la estructura de particiones puede tener un gran impacto. La forma en que se establecen las particiones puede determinar cuánto tiempo tardará en quedarse sin espacio en disco duro o cuán segura será su sistema. En este artículo, discutiremos algunos de los problemas relacionados con la planificación de particiones.

¿Qué es una partición?

Una partición es una división lógica de su disco duro que determina cómo se puede formatear el disco duro. Antes de que pueda ser formateado, debe existir al menos una partición. La partición proporciona al programa de formateo la información necesaria sobre la estructura física del disco duro. Si no se ha particionado el disco duro, el programa de formateo no tendrá forma de saber cosas como cuán grande es el disco duro o dónde colocar el directorio.

Particiones y formatos

Como mencioné antes, el disco duro debe particionarse antes de poder formatearse. Sin embargo, la forma en que se particiona el disco duro determina la eficiencia del formato. Para entender completamente por qué esto es así, es necesario comprender el concepto de grupos de clústeres.

Un clúster es una unidad individual de almacenamiento en el disco duro. Cuando guarda un archivo en el disco duro, el archivo se guarda en clústeres. El disco duro no puede trabajar con clústeres parciales. Por lo tanto, incluso un archivo de 1 byte ocupa un clúster completo. La cantidad de espacio desperdiciado en esta situación está determinada por el tamaño del clúster.

Para ilustrar este concepto, consideremos el sistema de archivos FAT16. El sistema de archivos FAT16 se limita a 65,536 clústeres por partición. Este límite está dictado por la naturaleza de 16 bits del sistema de archivos. Cada bit puede contener uno de dos números, por lo que tomar los dos posibles valores para cada bit a la potencia 16 (por los 16 bits) produce 65,536, el número de clústeres disponibles.

Cómo calcular el tamaño de clúster de su disco duro

Dado que está trabajando con un número fijo de clústeres, el tamaño del clúster debe cambiar con el tamaño del disco duro. Para calcular el tamaño del clúster, simplemente tome el tamaño de la partición y divídalo entre el número de clústeres disponibles. Por ejemplo, el tamaño máximo de una partición FAT16 es de 2 GB. Para calcular el tamaño del clúster en bytes para una partición de 2 GB, siga estos pasos:

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• Multiplica 1,024 bytes (el tamaño de 1 KB) por 1,024 para obtener el número real (no redondeado) de bytes en 1 MB.
• Multiplica el resultado por 1,024 para obtener 1 GB.
• Multiplica por 2 para obtener 2 GB.
• Divide el número que has calculado por 65,536 (el número total de clústeres). El resultado será el tamaño en bytes del clúster.
• Para obtener un número más redondo, divide entre 1,024 para obtener el resultado final de 32 KB. Si todo esto suena un poco confuso, puedes ver un cálculo más tradicional a continuación:

2 ^ 16 = 65.536 (total de clústeres)

1,024 bytes (1 KB) * 1,024 = 1,048,576 (1 MB)

1,048,576 (1 MB) * 1,024 = 1,073,741,824 (1 GB)

1,073,741,824 (1 GB) * 2 = 2,147,483,648 (2 GB)

2,147,483,648 (2 GB) / 65,536 (total de clústeres) = 32,768 (bytes por clúster)

32,768 (bytes por clúster) / 1024 (1 KB) = 32 (tamaño de clúster en KB)

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Límites del tamaño del clúster

Debido a la limitación en el número de clústeres impuesta por una estructura de tabla de asignación de archivos (FAT) de 16 bits, y porque solo se pueden utilizar clústeres completos para el almacenamiento de archivos en un disco duro, hay un número limitado de valores para el tamaño del clúster. Puede ver estos valores en la Tabla A. Tenga en cuenta que el número máximo de clústeres no siempre se utiliza. Por ejemplo, una unidad de 1 GB utiliza clústeres de 32 KB, al igual que una unidad de 2 GB. Esto significa que una unidad de 1 GB utiliza la mitad de clústeres que una unidad de 2 GB, es decir, 32,768 clústeres.

Como se puede ver, cuanto más pequeña sea la partición, más pequeño será el tamaño del clúster. Además, cuanto más pequeño sea el tamaño del clúster, menos espacio se desperdiciará cuando se use un clúster parcial. Para ver este concepto en acción, supongamos que estás limitado a usar el sistema de archivos FAT16 y tienes un disco duro de 1 GB. Permíteme ilustrar la peor situación posible: un disco lleno de archivos de 1 byte.

No le llaman FAT por nada

Dado que incluso un archivo de 1 byte ocupa un clúster completo (32 KB en este caso), cada uno de los 32,768 clústeres desperdiciaría 32,767 bytes. Esto significa que se desperdician un total de 1,073,709,056 bytes de un total de 1,073,741,824 bytes, o un asombroso 99.9 por ciento del disco. Dicho de otra manera, he llenado un disco duro de 1 GB completo con solo 32,768 bytes de información.

Ahora, supongamos que divido el disco en cuatro particiones de 256 MB en lugar de usar una partición de 1,024 MB. Al hacerlo, reduzco el tamaño del clúster a 8 KB. Ahora, imaginemos llenar cada una de las cuatro particiones con archivos de 1 byte. En este caso, se desperdiciarían 268,402,688 bytes de un total de 268,435,456 bytes en cada partición. He llenado cada partición con 32,768 bytes de información, pero como tengo cuatro particiones, se necesitan 32,768 * 4, o aproximadamente 131 KB, para llenar el disco duro. No es ideal, pero ilustra el punto: particiones más pequeñas significan tamaños de clúster más pequeños y menos espacio desperdiciado.

Por supuesto, este no es exactamente un ejemplo de la vida real. En cambio, es un ejemplo del peor caso en un disco duro pequeño. Si desea ver el concepto en acción en la vida real, tome un disco duro de 2 GB formateado para usar FAT16 y llénelo con archivos de diferentes tamaños. Cuando hayas terminado, convierte el disco a FAT32. En el caso de un disco duro de 2 GB, esta conversión reduce el tamaño del clúster de 32 KB a 4 KB. Es probable que ganes una cantidad muy significativa de espacio. En el pasado, he ganado desde 30 MB hasta 200 MB al hacer esta conversión. La cantidad real de espacio que ganarás depende del número y tamaño de los archivos en el disco duro.

Un eficiente FAT32

Puede que te preguntes por qué FAT32 es mucho más eficiente que FAT16. FAT32 es más eficiente que FAT16 porque utiliza un modelo de clúster de 32 bits. Una partición FAT32 puede tener un máximo de 4,294,967,296 clústeres. Esto significa dos cosas. Primero, significa que FAT32 admite particiones más grandes que FAT16. También significa que en particiones más pequeñas, los tamaños de clúster se han reducido considerablemente. Puede ver el desglose en la Tabla B.

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Como se puede ver, FAT32 es mucho más eficiente que FAT16. En unidades más grandes, FAT32 eventualmente alcanza los tamaños de clúster más grandes que normalmente se asocian con FAT16. Sin embargo, el concepto sigue siendo el mismo: clústeres más pequeños significan menos espacio desperdiciado.

Tipos de particiones en los sistemas operativos Windows

Aunque con las ventajas de FAT32 puede parecer absurdo utilizar cualquier tipo de partición, hay varios tipos de particiones específicas de los sistemas operativos Windows. Cada tipo de partición tiene ventajas y desventajas. Por limitaciones de espacio, no puedo abarcar todos los detalles de cada tipo de partición. Sin embargo, en las secciones siguientes, describiré brevemente las características de cada tipo de partición utilizada en los sistemas operativos Windows. Puedes encontrar más artículos sobre sistemas de archivos de Windows buscando en TechProGuild.

FAT16

FAT16 es la partición más antigua utilizada en Windows. Es compatible con todo. Utilice FAT16 si necesita arrancar en varios sistemas operativos. La desventaja de FAT16 son sus grandes tamaños de clúster y el límite de 2 GB de partición, como discutimos anteriormente.

FAT32

FAT32 es simplemente una versión de 32 bits del sistema de archivos FAT16. Admite tamaños de clúster reducidos y ofrece soporte para particiones mucho más grandes que FAT16. FAT32 también tiene varias características de seguridad incorporadas para evitar la pérdida de datos durante un fallo del disco duro y está diseñado para cargar programas más rápido que una partición FAT16. La desventaja de FAT32 es que no todos los sistemas operativos lo admiten. FAT32 solo se puede utilizar con Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows 2000 y eventualmente Windows ME.

NTFS

NTFS es un sistema de archivos específico de Windows NT. Utiliza un sistema de registro de transacciones que lo hace mucho menos susceptible a fallos que FAT16 o FAT32. Una transacción es una técnica de base de datos que garantiza que todos los cambios en la base de datos, en este caso las tablas del sistema de archivos de NT, sean exitosos antes de que se vuelvan permanentes. Teóricamente, puedes crear particiones NTFS de hasta 16 EB (EB significa exabyte, que son mil millones de millones de bytes, o un giga-gigabyte). NTFS está diseñado además para ofrecer seguridad a nivel de sistema de archivos. A cada archivo en la partición se le pueden asignar atributos que controlan quién puede acceder al archivo y qué puede hacer con él (leer, leer/escribir, etc.). Debido a la seguridad incorporada en NTFS, solo Windows NT y Windows 2000 pueden acceder a una partición NTFS.

NTFS 5

NTFS 5 es específico de Windows 2000. Ofrece las mismas características básicas que la versión de NTFS para Windows NT, con algunos beneficios adicionales. Por ejemplo, NTFS 5 admite funciones como la encriptación de nivel de archivo.

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Conclusión

Está claro que el sistema de archivos y el tamaño de partición que elija afectan el rendimiento y la eficiencia de almacenamiento de su máquina. En este artículo, discutimos cómo los tamaños de clúster y particiones afectan el almacenamiento de archivos en los sistemas de archivos FAT16 y FAT32, y demostramos cómo calcular los tamaños de clúster y el espacio desperdiciado. También revisamos los sistemas de archivos que admiten los diferentes sistemas operativos de Windows.

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