Enfrentamiento de sistemas de archivos de Windows: FAT16, FAT32, NTFS y ReFS

Los sistemas operativos modernos de Microsoft admiten varios sistemas de archivos de Windows, incluidos FAT16, FAT32, NTFS y ReFS. Cada uno de estos sistemas de archivos tiene sus propias capacidades y casos de uso únicos.

A pesar de su antigüedad, algunos de los sistemas de archivos Windows más antiguos todavía tienen valor en ciertas situaciones relacionadas con la TI.

FAT16

FAT16, que inicialmente se conocía simplemente como FAT, puede remontarse a la década de 1970. FAT es un acrónimo de Tabla de asignación de archivos y el 16 indica un sistema de archivos de 16 bits. El sistema de archivos fue desarrollado inicialmente para su uso en disquetes, pero también funcionó para discos duros cuando ese hardware estaba disponible.

Debido a que FAT16 se creó hace mucho tiempo, tiene limitaciones inherentes que lo hacen en gran medida inadecuado para su uso en sistemas operativos modernos. Como sistema de archivos de 16 bits, FAT16 puede asignar un máximo de 65.526 clústeres. Al igual que la mayoría de los sistemas de archivos de Windows, FAT16 admite una variedad de tamaños de clúster, lo que permite su uso en discos duros que son tan pequeños como 16 MB o tan grandes como 2 GB. Una revisión posterior del sistema de archivos le permitió soportar volúmenes de hasta 4 GB.

Los primeros productos de tarjetas SD se formateaban rutinariamente con el sistema de archivos FAT16 debido a su compatibilidad con sistemas operativos Windows, Mac, Linux y OS/2.

FAT32

El sistema de archivos FAT32 se introdujo en la versión de servicio OEM 2 de Windows 95, que era ampliamente conocida en ese momento como Windows 95 OSR2. El sistema de archivos FAT32 ofrecía dos mejoras principales sobre FAT16. En primer lugar, FAT32, al ser un sistema de archivos de 32 bits, admite discos mucho más grandes que el sistema de archivos FAT16. FAT16 admite un tamaño de volumen máximo de 4 GB, mientras que FAT32 se puede usar en volúmenes de hasta 16 TB.

Vale la pena señalar que a pesar de que el sistema de archivos FAT32 se puede usar en volúmenes de varios terabytes, el límite de 16 TB supera las capacidades de algunos sistemas operativos Windows. Por ejemplo, Windows XP impuso un tamaño de volumen FAT32 máximo de 32 GB. Las versiones de Windows XP, Vista, ME y 2000 de la consola de administración de discos también limitaron los volúmenes FAT32 a un máximo de 32 GB. Los sistemas operativos Windows más modernos, como Windows 10, admiten un volumen FAT32 de hasta 2 TB, que todavía está muy por debajo del tamaño de volumen máximo de 16 TB.

La segunda mejora importante del sistema de archivos FAT32 es el soporte para nombres de archivo largos. El sistema de archivos FAT16 requiere que los nombres de archivo se adhieran a la convención de nomenclatura 8.3, lo que significa que los nombres de archivo están limitados a ocho caracteres seguidos de un punto y una extensión de tres caracteres. Por el contrario, FAT32 permite nombres de archivo de hasta 255 caracteres de longitud.

Una de las principales limitaciones del sistema de archivos FAT32 es que el tamaño máximo de archivo en un volumen FAT32 es de 4 GB. La mayoría de las tarjetas SD modernas vienen formateadas con FAT32, por lo que los dispositivos de consumo, como las cámaras GoPro, dividen las grabaciones de video en archivos de 4 GB. Debido a su flexibilidad y amplio soporte en múltiples sistemas operativos, FAT32 es a menudo el sistema de archivos de elección para la resolución de problemas de unidades flash proporcionadas por los proveedores.

NTFS

El sistema de archivos NT llegó a Windows NT en 1993, pero también es compatible con versiones posteriores de Windows, como Windows 2000, Windows XP, Windows 7, Windows 8 y Windows 10. NTFS es el sistema de archivos más utilizado en Windows Server y en sistemas de escritorio Windows.

A diferencia de FAT16 y FAT32, NTFS es un sistema de archivos de diario. Las transacciones se registran en un diario del sistema de archivos, lo que permite usar utilidades de archivos de Windows como CHKDSK para reparar la corrupción de datos y devolver el sistema de archivos a un estado consistente.

Uno de los principales objetivos de diseño detrás de la creación de NTFS era mejorar la seguridad del sistema de archivos. Al principio, solo Windows NT podía leer un disco formateado con NTFS, lo que podía detener a un atacante incluso si tenía acceso físico al disco. Sin embargo, hoy en día, todos los sistemas operativos Windows compatibles pueden leer discos NTFS.

Microsoft agregó otra mejora de seguridad en NTFS a través de la compatibilidad con permisos del sistema de archivos NT. La compañía actualizó NTFS en Windows 2000 para incluir el cifrado a nivel de sistema de archivos, al que Microsoft se refiere como EFS, o el Sistema de archivos de cifrado. EFS utiliza cifrado simétrico de varias claves para proteger el contenido del sistema de archivos.

Las limitaciones de capacidad de NTFS han evolucionado considerablemente a lo largo de los años. La versión de Windows NT del sistema de archivos podría manejar teóricamente discos de hasta 256 TB y archivos individuales de hasta 16 TB. Por el contrario, la versión de NTFS en Windows 10 se puede usar en volúmenes de hasta 8 PB de tamaño.

ReFS

ReFS significa Sistema de archivos Resiliente. Debutó en Windows Server 2012. Microsoft diseñó este sistema de archivos para ser el reemplazo de próxima generación para NTFS; aunque, técnicamente, ReFS se basa en NTFS. ReFS utiliza flujos de integridad y tecnología de asignación en escritura para preservar los datos almacenados en el volumen. ReFS también realiza una corrección proactiva de errores mediante el uso de un depurador integrado para verificar la corrupción de datos y corregirla automáticamente. Microsoft desarrolló una herramienta llamada ReFSUtil para ayudar con la recuperación de datos de volúmenes dañados con formato ReFS que también copia los archivos encontrados en otro disco.

ReFS también trae un gran aumento en la capacidad sobre NTFS. El sistema de archivos tiene un límite de tamaño de volumen teórico de 1 yottabyte, o, aproximadamente, 1 billón de TB, con un tamaño de archivo máximo de 16 exabytes, lo que equivale a aproximadamente 16 millones de TB.

En su versión inicial, ReFS carecía de algunas de las características NTFS más utilizadas, incluido el cifrado nativo y la deduplicación. Sin embargo, la deduplicación de datos se agregó a las referencias en la versión 1709 de Windows Server. Aún así, ReFS todavía carece de algunas de las características de NTFS, incluida la compresión del sistema de archivos y el cifrado del sistema de archivos, y no se puede usar para arrancar una unidad.