Vista a fondo. IV: El Sistema de Ficheros

Vista a fondo. IV: El Sistema de Ficheros

Especial Vista – Cuarta entrega. En esta serie de artículos diarios repasaremos todas las facetas del nuevo sistema operativo de Microsoft. Preparaos para conocer Windows Vista a fondo.

Si Aero es la característica visual más publicitada por Microsoft y los medios, las denominadas ‘búsquedas instantáneas’ han representado la característica "interna" más destacada por muchos de los medios que han analizado esta nueva versión de Windows. Y con razón, puesto que la inclusión de un mecanismo de escritorio eficiente para encontrar información era vital en esta nueva entrega del sistema operativo de Microsoft.

Sin embargo, y aunque las búsquedas son importantes, en la fiabilidad del nuevo Vista tiene buena parte de culpa otro componente: el sistema de ficheros. En esta cuarta entrega hablaremos de ambos aspectos, y además le ofreceremos un merecido homenaje a la primera de las características de Vista que pudo ser y no fue: WinFS.

Divide y vencerás

Una de las fuentes más relevantes a la hora de buscar información de primera mano sobre el nuevo desarrollo de Windows Vista son, paradójicamente, los blogs. Y no cualquier blog, no, ya que Microsoft puede presumir de ser una organizaciones en la que el impulso de los blogs entre sus empleados más hondo ha calado.

Uno de ellos pertenece a uno de los desarrolladores encargados de llevar a buen puerto el nuevo sistema de ficheros que se ha integrado en Windows Vista, y que se denomina NTFS Transaccional, también conocido como TxFS o TxF. Esta evolución de el tradicional NTFS ha permitido integrar una mejora crítica para el buen comportamiento del sistema operativo y para proteger los datos frente a fallos asíncronos: las denominadas transacciones atómicas.

Este concepto no es sino la aplicación a los sistemas de ficheros del eterno ‘divide y vencerás’: cualquier operación sobre almacenamiento secundario (discos duros) se realiza dividiendo dicha operación en varias suboperaciones atómicas que además se van registrando en un registro – o journal -. Mediante la aplicación de estas dos técnicas el usuario puede estar prácticamente seguro de que los datos con los que trabaje estarán a salvo de cuelgues inoportunos o fallos de aplicaciones.

Como comenta este blogger de Microsoft "TxFS no puede garantizar que los cambios que realices en un cojunto de ficheros se realicen con éxito, pero sí puede garantizar que si se produce algún fallo, el resultado será consistente". Con esto trata de explicarnos que sea cual sea la situación a la que nos enfrentemos, nuestros datos no acabarán siendo irrecuperables como podía ocurrir en anteriores sistemas de ficheros de Microsoft.

El ejemplo en el que se basa es igualmente clarificador: "imagina que estás aplicando un parche al sistema operativo: si se instala correctamente o por alguna razón no se puede instalar, no pasa nada, pero si se instala hasta la mitad y ahí se queda, las consecuencias podrían ser terribles para el comportamiento del sistema. El nuevo TxFS evita este tipo de situaciones, haciendo que la consistencia del sistema sea siempre la base del funcionamiento de las operaciones en disco. Lo mismo ocurre si una aplicación trata de guardar un documento sobreescribiendo una copia antigua. Si algo falla en esa operación, TxFS evitaría que acabásemos con un fichero corrupto e irrecuperable".

Precisamente ahí radica la importancia de las transacciones atómicas que permiten que nuestras operaciones en disco tengan el menor impacto posible en caso de que se produzca un fallo del sistema. Esta mejora, unida al uso de tecnologías que encontramos en otros sistemas de ficheros de tipo ‘journaling‘ para registrar cada uno de los cambios en disco, permiten que la recuperación del sistema desde un fallo inesperado sea mucho más rápida y eficiente.

A salvo de curiosos

Son varias las mejoras que han acompañado a la inclusión del nuevo sistema de ficheros en Windows Vista. De la primera de ellas hablaré con más detalle cuando analice la seguridad que nos ofrece la seguridad en Windows Vista. Se trata, cómo no, de la encriptación de archivos y directorios mediante la tecnología bautizada como ‘BitLocker Drive Encryption‘. Esta tecnología, documentada por Microsoft, ofrece la posibilidad al usuario de cifrar – ¿por qué la RAE no acepta el término encriptar? – el contenido de la partición en la que se encuentra el sistema operativo.

El objeto de tal tecnología es claro: evitar que intrusos puedan acceder a los datos de dicha partición en caso de que nos roben el equipo. Los robos de ordenadores portátiles con datos confidenciales han hecho saltar las voces de alarma entre los desarrolladores de Microsoft, que implementaron esta solución que – como comentan en la Wikipedia – dispone de tres modos de ser activada. No ahondaremos en los detalles, pero destacaremos el hecho de que esta posibilidad solo se puede aplicar en el mismo volumen del sistema operativo, y para hacerlo deben cumplirse ciertos requisitos.

De hecho, para los datos de otras particiones, Microsoft sigue recomendando el uso del EFS (Encrypting File System), un componente presente en anteriores ediciones y que presenta vulnerabilidades que se pueden aprovechar con agunos conocimientos y un sencillo LiveCD de Linux. No obstante, en las pasadas conferencias para desarrolladores WinHEC de 2006 se demostró un sistema servidor con BitLocker funcionando en todas las particiones, incluidas las de datos. Este sistema, mucho más eficiente, parece asegurar nuestros datos frente a las miradas de los curiosos. Un excelente documento sobre esta tecnología lo podéis encontrar en castellano en la página del CERT, aquí.

Más allá de TxFS

Otras mejoras destacables sobre los sistemas de ficheros presentes en anteriores ediciones de Windows son, por ejemplo, el soporte para enlaces simbólicos, una característica disponible en sistemas operativos Un*x – muy explotada en distribuciones Linux, por ejemplo – y que permite relacionar elementos del sistema de ficheros de una forma más sencilla y potente que la que ofrecen, por ejemplo los accesos directos.

También es destacable la presencia de una característica de la que ya habíamos hablado en la segunda entrega: el nuevo formato de imágenes de disco, llamado Windows Imaging Format (WIM) que supone la alternativa de Microsoft a estándares de facto aceptados como los ficheros .ISO. De hecho, y tal y como explicábamos en esa segunda entrega, la instalación de Windows Vista se basa en la descompresión de un archivo de imagen WIM que recupera el estado de un sistema Windows Vista ‘estándar’, acelerando de forma crítica un proceso que de otro modo hubiera necesitado mucho más tiempo. Y si no, comparad los 2 Gbytes que solía ocupar XP con los aproximadamente 8-10 Gbytes – dependiendo de ciertos parámetros – que son necesarios para una instalación de Windows Vista. Si queréis encontrar más información sobre este formato podréis hacerlo en la página de Microsoft dedicada a esta tecnología, aquí. Y como curiosidad, también encontraréis en esa localización la aplicación que se utiliza para crear imágenes WIM, denominada ImageX.

Otra característica reseñable de Windows Vista es la capacidad de crear copias privadas de ficheros críticos del sistema, como el registro de Windows – sí, eso no ha cambiado – y que permite que el compromiso de seguridad se mantenga a máximos niveles. Para ello se aplica una capa adicional que encierra al sistema en una ‘sandbox‘, una ‘caja fuerte’ que permite que posibles consecuencias peligrosas no salgan de los límites impuestos por el sistema para garantizar la fiabilidad de esos ficheros críticos… y de los cambios que realicemos en ellos.

¿Restaurar o usar ‘copias sombra’?

El nuevo centro de copias de respaldo y de restauración es la nueva apuesta de Microsoft a la hora de hacer que los famosos ‘puntos de restauración’ que se utilizan en Windows XP ganen en prestaciones. Las copias de seguridad pueden programarse, pero no incluirán programas y ficheros del sistema, limitándose a establecer imágenes de ficheros ‘convencionales’.

Para acceder a copias de respaldo del sistema – como las que ejecutaríamos con aplicaciones como Norton Ghost – tenemos a nuestra disposición la característica de Restauración y Copia de Seguridad Completa del PC, que está presente únicamente en las ediciones Business, Enterprise y Ultimate de Windows Vista. Aún así, los puntos de restauración siguen estando presentes en Windows Vista, sin que – al menos por lo que sabemos – haya habido cambios notables frente a su implementación en Windows XP.

Lo que sí es novedoso es la presencia de las denominadas ‘Shadow copies’, una tecnología que permitirá acceder a versiones previas de nuestros documentos. Como explican en las propias páginas de Microsoft, "¿Alguna vez ha salvado los cambios sobre un fichero en el que estaba trabajando de manera accidental?" Seguro que a más de uno le ha ocurrido.

Pues bien, con esta característica será posible acceder a versiones que contenían cambios que creíamos haber eliminado, una opción que si bien puede ser muy útil en determinados casos, también puede plantear problemas de confidencialidad en otros. Como indican en Ars Technica, habrá que estar muy atentos a lo que sucede con la evolución de esta características, de la que podemos encontrar más información aquí.

Las búsquedas instantáneas y sus limitaciones

Como decía en el comienzo de esta parte de la serie, las búsquedas instantáneas son otra de las características más publicitadas por Microsoft, y lo son con razón: por fin el sistema operativo de Microsoft dispone de un sistema de búsqueda de escritorio eficiente y rápida.

Esta característica estaba siendo demandada desde hacía meses – si no años – siguiendo la estela de los maravillosos SpotLight de Apple y Beagle de Linux, que se adelantaron a Microsoft en este apartado. Terceras partes solventan esta faceta en Windows XP, y de hecho a la aplicación Google Desktop fue rápidamente copiada por múltiples desarrollos que incluyeron los de Yahoo! y la propia Microsoft a través de su barra de búsqueda de MSN.

Sin embargo, Windows necesitaba una búsqueda de escritorio, y lo cierto es que la implementación de la misma ha sido notablemente efectiva. Como en sistemas anteriormente mencionados, las búsquedas instantáneas hacen uso de la llamada indexación – o indización según la traducción de Microsoft – de contenidos en nuestro disco duro. En esencia esto no es más que un proceso que recorre todos los archivos y directorios de cierta partición – o tan solo una porción de ese volumen – y registra todo tipo de datos contenidos en esos archivos generando un archivo o índice gigantesco.

Así pues, cuando el usuario realiza una búsqueda, el sistema consulta su registro de indexación y da como resultados todos las entradas que responden a esos términos de búsqueda, pero lo hace de una forma mucho más rápida al procedimiento tradicional. Podremos olvidarnos pues del perrito de Windows XP al fin, como ya sucedió con el malogrado Clippy , que tantos disgustos dio a muchos usuarios (imagen de la Wikipedia)

Por defecto el índice se reduce a un par de carpetas del sistema, pero podemos acceder a las opciones de indización para añadir el resto de discos duros y carpetas que queremos indizar. Entre las mejoras aplicadas a este motor de indización destaca la de no interferir con los procesos que estén en ejecución, ya que aprovechará los periodos de inactividad del sistema para ir registrando los cambios en el índice.

El principal problema de este sistema reside en su propia naturaleza: al basarse en un gigantesco fichero índice, Windows nos advierte de que las necesidades de espacio a la hora de ‘registrar’ los contenidos de todos nuestros ficheros no resulta recomendable. De hecho, lo más adecuado es que indexemos solo aquellas carpetas en las que creemos que vamos a realizar siempre las búsquedas, evitando indexar absolutamente todos los discos duros y las particiones presentes en ellos.

WinFS, R.I.P.

La presentación en 2003 del llamado WinFS (Windows File System) supuso toda una revolución en el mundo de los sistemas operativos, y más concretamente, en el de los sistemas de ficheros. La idea a la que parecía lanzarse Microsoft era la de aplicar toda la potencia de un motor de gestión de bases de datos relacionales a un sistema de ficheros convencional.

Esto permitiría en esencia realizar una gestión mucho más potente de los datos almacenados en el sistema de ficheros, prestando especial atención a los metadatos (‘datos sobre datos’) que permitirían acceder a operaciones de búsqueda impensables. Este hipotético sistema de ficheros ofrecería la posibilidad de encontrar información a partir de semánticas de búsquedas mucho más naturales y de hecho en cierta forma se asemejaría en parte a lo que las etiquetas o ‘tags’ permiten actualmente en la denominada Web 2.0.

Sin embargo, el equipo de desarrollo anunció en agosto de 2004 que WinFS no sería una parte de Vista, y aunque algunos optimistas pensaban que podría formar parte del sistema operativo mediante alguna actualización posterior, habrá que ir deshaciéndose de esa idea. WinFS no aparecerá como un producto monolítico e independiente: sus desarrolladores, que en su famoso post de despedida explicaban el futuro del proyecto – integración en sus soluciones SQL y ADO – nos hacían descartar tal posibilidad definitivamente el pasado junio de 2006. Descanse en paz.

Conclusiones

Es evidente que las mejoras realizadas en el sistema de ficheros de Windows Vista son importantes, y que mucha de ellas están orientadas a proteger al usuario de posibles fallos tanto del propio sistema como de ellos mismos. Las transacciones atómicas y la implementación de mejores mecanismos de cifrado – con sus limitaciones, que esperemos se solucionen pronto – resultan críticas para poder considerar el nuevo sistema de ficheros como un elemento muy destacable del nuevo sistema operativo de Microsoft. Los beneficios se verán gradualmente, conforme los usuarios se den cuenta de que sus ficheros y directorios siempre tienen información ‘consistente’.

Más importantes a corto plazo son las mejoras realizadas en el sistema de búsqueda. Los algoritmos aplicados – a los que se añade la búsqueda incremental, es decir, ir mostrando resultados conforme vamos introduciendo el término de búsqueda – demuestran que a pesar de no competir con SpotLight o Beagle – más capaces en algunos aspectos – la búsqueda de escritorio de Windows Vista funciona, y lo hace de manera notable.

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