File system pada Windows

File System pada Windows

A.    FAT (File Allocation Table)

FAT File System merupakan sebuah File System yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara dirinya beroperasi. Ada beberapa versi FAT yang ada hingga saat ini, di antaranya:

1. FAT12

FAT12 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 12-bit. File System ini hanya dapat menampung maksimum hanya 2¹² unit alokasi saja atau sebanyak 4096 buah. FAT12 pertama kali digunakan pada Sistem Operasi MS-DOS. Karena kapasitasnya sedikit yakni hanya 32 MB, maka FAT12 hanya digunakan sebagai file system pada media penyimpanan floppy disk.

2. FAT16

FAT16 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 16-bit. File System ini dapat menampung maksimum 2¹⁶ unit alokasi atau sebanyak 65536. Kapasitas File System ini sebanyak 4 GB, jauh melebihi versi sebelumnya yang hanya 32 MB. Ukuran unit alokasi yang digunakan FAT16 tergantung kapasitas partisi harddisk yang akan diformat. Jika kapasitasnya kurang dari 16 MB, maka yang akan digunakan adalah FAT12. Jika melebihi 16 MB maka yang digunakan adalah FAT16.FAT16 pertama kali digunakan pada Sistem Operasi MS-DOS pada tahun 1981. Keuntungan menggunakan FAT16 adalah kompatibel hampir di semua sistem operasi, baik Windows 95/98/ME, OS/2, Linux bahkan Unix. Namun, ada juga kekurangan dari FAT versi ini yakni mempunyai kapasitas tetap dalam jumlah cluster dalam partisi, jadi semakin besar harddisk, semakin besar pula ukuran cluster. Selain itu, FAT16 tidak mendukung kompresi, enkripsi, dan control akses dalam partisi.

3. FAT32

FAT32 merupakan sistem berkas yang menggunakan unit alokasi yang memiliki batas hingga 32-bit. File System ini dapat menampung maksimum 2³² unit alokasi atau sebanyak 4294967296. Meskipun demikian, dalam implementasinya, jumlah unit alokasi yang dapat dialamati oleh FAT32 hanya 2²⁸ atau 268435456 buah. FAT32 pertama kali dikenalkan pada Sistem Operasi Windows 95 OSR2. Pada Sistem Operasi Windows NT 5.x ke atas, hanya mengizinkan pembuatan partisi FAT32 hingga 32 GB. Jika partisinya melebihi 32 GB, maka yang akan digunakan adalah File System NTFS. Keunggulan FAT32 adalah kemampuan menampung jumlah cluster yang lebih besar dalam partisi. Namun, kelemahan menggunakan File System ini adalah terbatasnya Sistem Operasi yang bisa mengenal FAT32.

4. exFAT

exFAT singkatan dari Extended File Allocation Table atau sering disebut sebagai FAT64. exFAT merupakan sistem berkas proprietary yang cocok untuk digunakan oleh media-media penyimpanan berbasis memori flash. File System ini pertama kali dibuat oleh Microsoft untuk perangkat-perangkat benam di dalam Windows Embedded CE 6.0 dan Windows Vista Service Pack 1.

Beberapa keunggulan exFAT antara lain:

F  Skalabilitas untuk HDD berukuran besar.

F  Ukuran besar teoritis maksimal 2⁶⁴ (16 EiB).

F  Ukuran cluster yang didukung hingga 2255 sektor, dengan batasan implementasi hingga 32 MB.

F  Performa untuk alokasi ruangan kosong dan penghapusan ditingkatkan karena File System ini memperkenalkan implementasi baru, yaitu Free Space Bitmap.

F  Mendukung lebih dari 2¹⁶ (65536) berkas di dalam sebuah direktori tunggal.

F  Mendukung fitur Access Control List (ACL), seperti halnya NTFS.

F  Mendukung Transaction-Safe FAT File System (sebuah fungsi optional untuk Windows CE yang diaktifkan)

F  Memiliki ruangan tersendiri yang bisa digunakan oleh OEM untuk melakukan kustomisasi terhadap sistem berkas untuk karakteristik perangkat tertentu.

F  Timestamp dapat ditampilkan dalam UTC, tidak hanya dalam local time saja.

Beberapa kelemahan yang dimiliki exFAT antara lain:

!    Perangkat yang menggunakan file system exFAT tidak bisa menggunakan kemampuan ReadyBoost milik Windows Vista.

!    Status lisensi yang belum jelas.

!    Tidak bisa diakses oleh sistem-sistem operasi Windows terdahulu, sebelum Windows Vista SP1 atau Windows CE 6.0.

!    Belum tersedia implementasi dalam proyek open source.

B.     NTFS (New Technology File System)

NTFS merupakan File System yang memiliki sebuah desain sederhana namun memiliki kemampuan yang lebih baik dibandingkan FAT File System. NTFS pertama kali dikenalkan Microsoft pada Sistem Operasi Windows NT dan mendukung Sistem Operasi yang terbaru yaitu Windows 7. Sejak pertama kali dibuat hingga sekarang, NTFS telah mengalami perkembangan. Beberapa versi NTFS antara lain:

1. NTFS versi 1.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.1. Versi ini menawarkan fungsi yang sangat dasar, tetapi sudah jauh lebih baik dibandingkan FAT File System.

2. NTFS versi 1.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 3.50. Versi ini menambahkan dukungan terhadap pengaturan akses secara diskrit (discretionary access control).

3. NTFS versi 1.2

NTFS ini datang bersama dengan Windows NT 4.0. Versi ini menambahkan dukungan terhadap auditing setiap berkas dan juga kompresi transparan.

4. NTFS versi 2.0

NTFS ini tidak dirilis secara umum, karena berbagai kendala yang dialaminya, yang tidak diumumkan oleh Microsoft. Microsoft menggagalkan proyek NTFS 2.0 dan langsung menginjak NTFS 3.0

5. NTFS versi 3.0

NTFS ini datang bersama dengan Windows 2000. Versi ini menawarkan banyak peningkatan dibandingkan dengan versi sebelumnya. Di antaranya adalah penetapan kuota kepada setiap pengguna, Encrypting File System (EFS), sistem keamanan yang dapat diatur dari server pusat, fitur indeksasi terhadap properti dan isi setiap berkas, dan lain-lain. Selain itu, NTFS 3.0 juga menawarkan dukungan kepada struktur GUID Partition Table dan Logical Disk Management.

6. NTFS versi 3.1

NTFS ini datang bersama dengan Windows XP SP1 dan Windows Server 2003. Versi ini menawarkan perbaikan yang minor yang terjadi dalam versi sebelumnya (khususnya di bidang performa), dan juga penggantian algoritma enkripsi yang digunakan oleh EFS dari DESX atau 3DES menjadi AES-256.

Keunggulan yang ditawarkan NTFS antara lain:

Ê  NTFS dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna

Ê  Mendukung sistem berkas terenkripsi secara transparan dengan menggunakan beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan.

Ê  Mendukung kompresi data yang transparan, meskipun tidak memiliki rasio yang besar, namun dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan harddisk.

Ê  Mendukung hard link serta symbolic link seperti halnya sistem berkas dalam sistem operasi keluarga UNIX, meskipun dalam NTFS implementasinya lebih sederhana.

Ê  Mendukung penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter.

Ê  Memiliki fitur untuk menampung lebih dari satu buah ruangan data dalam sebuah berkas.

Namun, dibalik keunggulan di atas, pada umumnya NTFS tidak kompatibel dengan Sistem Operasi lain yang terinstall di komputer yang sama (Double OS) bahkan juga tidak terdetek apabila Anda melakukan StartUp Boot menggunakan Floppy. Untuk itu sangat disarankan kepada Anda untuk menyediakan partisi yang kecil saja yang menggunakan File System FAT di awal partisi. Partisi ini dapat Anda gunakan untuk menyimpan Recovery Tool apabila mendapat masalah.

Perbedaan File System FAT dengan NTFS

Karakteristik	NTFS	FAT32	FAT16
Jumlah berkas dalam satu volume	232 – 1 berkas	228 berkas	228 berkas
Berkas atau subdirektori	Tidak terbatas	216 – 2 berkas atau direktori	216 – 2 berkas atau direktori
Kompatibilitas dengan sistem operasi DOS	Tidak	Tidak	Ya
Dapat dual-booting dengan Windows 95/98	Tidak	Ya (Windows 95 OSR 2.0 ke atas)	Ya (Semua versi)
Kompresi data transparan	Ya	Tidak	Tidak
Enkripsi transparan	Ya (versi 3.0 ke atas)	Tidak	Tidak
Penetapan kuota ruangan untuk tiap pengguna	Ya	Tidak	Tidak
Ukuran berkas maksimum	264 – 1 byte	232 – 1 byte	232 – 1 byte
Ukuran cluster minimum	512 bytes (1 sektor)	512 bytes (1 sektor)	512 bytes (1 sektor)
Ukuran cluster maksimum	64 KB (32 sektor)	64 KB (32 sektor)	64 KB (32 sektor)
Ukuran partisi maksimum	232 cluster	4,177,198 cluster	2 Gigabyte (bisa sampai 4 Gigabyte pada Windows NT)
Jumlah berkas tiap partisi	232 – 1 berkas	228 berkas	216 berkas
Jumlah direktori tiap partisi	Tidak terbatas	216 – 2 direktori	216 – 2 direktori

========================================================================================

File System pada Linux

A.      Ext 2 (2^nd Extended)

Ext 2 merupakan tipe file system yang paling tua yang masih ada. File system ini pertama kali dikenalkan pada tahun 1993. Ext 2 adalah file system yang paling ampuh di linux dan menjadi dasar dari segala distribusi linux. Pada Ext 2 file system, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi di antara Ext 2 file system, besar blok tersebut ditentukan pada saat file system dibuat dengan mk2fs. Jika besar blok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok. Ext 2 File System menyimpan data secara hirarki standar yang banyak digunakan oleh sistem operasi. Data tersimpan di dalam file, file tersimpan di dalam direktori. Sebuah direktori bisa mencakup file dan direktori lagi di dalamnya yang disebut sub direktori.

Kehandalan Ext2FS:

• Administrator sistem dapat memilih ukuran blok yang optimal (dari 1024 sampai 4096 bytes), tergantung dari panjang file rata-rata, saat membuat file sistem.
• Administrator dapat memilih banyak inode dalam setiap partisi saat membuat file sistem.
• Strategi update yang aman dapat meminimalisasi dari system crash.
• Mendukung pengecekan kekonsistensian otomatis saat booting.
• Mendukung file immutable (file yang tidak dapat dimodifikasi) dan append-only (file yang isinya hanya dapat ditambahkan pada akhir file tersebut).

Kelemahan Ext2FS:

• Ketika shut down secara mendadak membutuhkan waktu yang tidak sebentar untuk recover.
• Untuk melakukan clean up file system, biasanya Ext 2 secara otomatis akan menjalankan utility e2fsck pada saat booting selanjutnya.

B.       Ext 3 (3^rd Extended)

Ext 3 merupakan peningkatan dari Ext 2 File System. Beberapa peningkatan yang ada antara lain:

1. Journaling

Dengan menggunakan journaling, maka waktu recovery pada shut down yang mendadak tidak akan selama pada Ext 2.

2. Integritas Data

Ext 3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau unclean shut down. Ext 3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.

3. Kecepatan

Daripada menulis data lebih dari sekali, Ext 3 mempunyai throughput yang lebih besar daripada Ext 2 karena Ext 3 memaksimalkan pergerakan head harddisk. Kita bisa memilih tiga jurnal mode untuk memaksimalkan kecepatan, tetapi integritas data tidak terjamin.

4. Mudah Dilakukan Migrasi

Kita dapat melakukan migrasi atau konversi dari Ext 2 ke Ext 3 tanpa harus melakukan format ulang pada harddisk.

Di samping keunggulan di atas, Ext 3 juga memiliki kekurangan. Dengan adanya fitur journaling, maka membutuhkan memori yang lebih dan memperlambat operasi I/O.

C.      Ext 4 (4^th Extended)

Ext 4 dirilis secara komplit dan stabil berawal dari kernel 2.6.28. Jadi, apabila distro yang secara default memiliki kernel tersebut atau di atasnya secara otomatis system sudah support Ext 4. Apabila masih menggunakan Ext 3, dapat dilakukan konversi ke ext 4 dengan beberapa langkah yang tidak terlalu rumit.

Keuntungan menggunakan Ext 4 ini adalah mempunyai pengalamatan 48-bit blok yang artinya dia akan mempunyai 1 EiB = 1.048.576 TB ukuran maksimum file system dengan ukuran 16 TB untuk maksimum file sizenya, fast fsck, journal checksumming, defragmentation support.

1. D.      Reiser file sistem

Reiser file sistem memiliki jurnal yang cepat. Ciri-cirinya mirip EXT3 file sistem. Reiser file sistem dibuat berdasarkan balance tree yang cepat. Balance tree unggul dalam hal kinerja, dengan algoritma yang lebih rumit tentunya. Reiser file sistem lebih efisien dalam pemenfaatan ruang disk. Jika kita menulis file 100 bytes, hanya ditempatkan dalam satu blok. File sistem lain menempatkannya dalam 100 blok. Reiser file sistem tidak memiliki pengalokasian yang tetap untuk inode. Resier file sistem dapat menghemat disk sampai dengan 6 persen.

1. E.       X file sistem

X file sistem juga merupakan jurnaling file sistem. X file sistem dibuat oleh SGI dan digunakan di sistem operasi SGI IRIX. X file sistem juga tersedia untuk linux dibawah lisensi GPL. X file sistem mengunakan B-tree untuk menangani file yang sangat banyak. X file sistem digunakan pada server-server besar.

1. F.       Proc file sistem

Proc file sistem menunjukkan bagaimana hebatnya virtual file sistem yang ada pada linux. Proc file sistem sebenarnya tidak ada secara fisik, baik subdirektorinya, maupun file-file yang ada di dalamnya. Proc file sistem diregister oleh linux virtual file sistem, jika virtual file sistem memanggilnya dan meminta inode-inode dan file-file, proc file sistem membuat file tersebut dengan informasi yang ada di dalam kernel. Contohnya, /proc/devices milik kernel dibuat dari data struktur kernel yang menjelaskan device tersebut.

Jenis-jenis file sistem di linux

EXT2 file sistem

1. KeteranganEXT2 adalah file sistem yang ampuh di linux. EXT2 juga merupakan salah satu file sistem yang paling ampuh dan menjadi dasar dari segala distribusi linux. Pada EXT2 file sistem, file data disimpan sebagai data blok. Data blok ini mempunyai panjang yang sama dan meskipun panjangnya bervariasi diantara EXT2 file sistem, besar blok tersebut ditentukan pada saat file sistem dibuat dengan perintah mk2fs. Jika besar blok adalah 1024 bytes, maka file dengan besar 1025 bytes akan memakai 2 blok. Ini berarti kita membuang setengah blok per file. EXT2 mendefinisikan topologi file sistem dengan memberikan arti bahwa setiap file pada sistem diasosiasiakan dengan struktur data inode. Sebuah inode menunjukkan blok mana dalam suatu file tentang hak akses setiap file, waktu modifikasi file, dan tipe file. Setiap file dalam EXT2 file sistem terdiri dari inode tunggal dan setiap inode mempunyai nomor identifikasi yang unik. Inode-inode file sistem disimpan dalam tabel inode. Direktori dalam EXT2 file sistem adalah file khusus yang mengandung pointer ke inode masing-masing isi direktori tersebut.
2. Inode dalam EXT2Inode adalah kerangka dasar yang membangun EXT2. Inode dari setiap kumpulan blok disimpan dalam tabel inode bersama dengan peta bit yang menyebabkan sistem dapat mengetahui inode mana yang telah teralokasi dana inode mana yang belum. MODE: mengandung 2 informasi, inode apa dan ijin akses yang dimiliki user. OWNER INFO: user atau grop yang memiliki file atau direktori SIZE: besar file dalam bytes TIMESTAMPS: kapan waktu pembuatan inode dan waktu terakhir dimodifikasi. DATABLOKS: pointer ke blok yang mengandung data. EXT2 inode juga dapat menunjuk pada device khusus, yang mana device khusus ini bukan merupakan file, tatapi dapat menangani program sehingga program dapat mengakses ke device. Semua file device di dalam drektori /dev dapat membantu program mengakses device.
3. Superblok dalam EXT2Superblok mengandung informasi tentang ukuran dasar dan bentuk file sistem. Informasi di dalamnya memungkinkan file sistem manager untuk menggunakan dan merawat file sistem. Biasanya, hanya superblok di blok group 0 saat file sistem di-mount tetapi setiap blok grup mengandung duplikatnya untuk menjaga jika file sistem menjadi rusak. Informasi yang dikandung adalah:
1. Magic Numbermeyakinkan software bahwa ini adalah superblok dari EXT2 file sistem.
2. Revision Levelmenunjukkan revisi mayor dan minor dari file sistem.
3. Mount Count dan Maksimum Mount Countmenunjukkan pada sistem jika harus dilakukan pengecekan dan maksimum mount yang diijikan sebelum e2fsck dijalankan.
4. Blocks per Sizebesar blok dalam file sistem, contohnya 1024 bytes.
5. Blocks per Groupbenyaknya blok per group.
6. Block Group Numbernomor blok group yang mengadung copy dari superblok.
7. Free Blocksbanyaknya blok yang kosong dalam file sistem.
8. Free Inodebanyak inode kosong dalam file sistem.
9. First Inodenomor inode dalam inode pertama dalam file sistem, inode pertama dalam EXT2 root file sistem adalah direktori “/”.

EXT3 file sistem

EXT3 adalah peningkatan dari EXT2 file sistem. Peningkatan ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya:

1. Setelah kegagalan sumber daya, “unclean shutdown”, atau kerusakan sistem, EXT2 file sistem harus melalui proses pengecekan dengan program e2fsck. Proses ini dapat membuang waktu sehingga proses booting menjadi sangat lama, khususnya untuk disk besar yang mengandung banyak sekali data. Dalam proses ini, semua data tidak dapat diakses.Jurnal yang disediakan oleh EXT3 menyebabkan tidak perlu lagi dilakukan pengecekan data setelah kegagalan sistem. EXT3 hanya dicek bila ada kerusakan hardware seperti kerusakan hard disk, tetapi kejadian ini sangat jarang. Waktu yang diperlukan EXT3 file sistem setelah terjadi “unclean shutdown” tidak tergantung dari ukuran file sistem atau banyaknya file, tetapi tergantung dari besarnya jurnal yang digunakan untuk menjaga konsistensi. Besar jurnal default memerlukan waktu kira-kira sedetik untuk pulih, tergantung kecepatan hardware.
2. Integritas dataEXT3 menjamin adanya integritas data setelah terjadi kerusakan atau “unclean shutdown”. EXT3 memungkinkan kita memilih jenis dan tipe proteksi dari data.
3. KecepatanDaripada menulis data lebih dari sekali, EXT3 mempunyai throughput yang lebih besar daripada EXT2 karena EXT3 memaksimalkan pergerakan head hard disk. Kita bisa memilih tiga jurnal mode untuk memaksimalkan kecepatan, tetapi integritas data tidak terjamin.
4. Mudah dilakukan migrasiKita dapat berpindah dari EXT2 ke sistem EXT3 tanpa melakukan format ulang.

Reiser file sistem

Reiser file sistem memiliki jurnal yang cepat. Ciri-cirinya mirip EXT3 file sistem. Reiser file sistem dibuat berdasarkan balance tree yang cepat. Balance tree unggul dalam hal kinerja, dengan algoritma yang lebih rumit tentunya. Reiser file sistem lebih efisien dalam pemenfaatan ruang disk. Jika kita menulis file 100 bytes, hanya ditempatkan dalam satu blok. File sistem lain menempatkannya dalam 100 blok. Reiser file sistem tidak memiliki pengalokasian yang tetap untuk inode. Resier file sistem dapat menghemat disk sampai dengan 6 persen.

X file sistem

X file sistem juga merupakan jurnaling file sistem. X file sistem dibuat oleh SGI dan digunakan di sistem operasi SGI IRIX. X file sistem juga tersedia untuk linux dibawah lisensi GPL. X file sistem mengunakan B-tree untuk menangani file yang sangat banyak. X file sistem digunakan pada server-server besar.

Proc file sistem

proc file sistem menunjukkan bagaimana hebatnya virtual file sistem yang ada pada linux. Proc file sistem sebenarnya tidak ada secara fisik, baik subdirektorinya, maupun file-file yang ada di dalamnya. Proc file sistem diregister oleh linux virtual file sistem, jika virtual file sistem memanggilnya dan meminta inode-inode dan file-file, proc file sistem membuat file tersebut dengan informasi yang ada di dalam kernel. Contohnya, /proc/devices milik kernel dibuat dari data struktur kernel yang menjelaskan device tersebut.