Introducción
Las aplicaciones hoy en día utilizan los archivos como elemento central. Así podemos ver desde las aplicaciones en tiempo real; que aunque la E/S no esté dada por archivos usará de ellos para registrar problemas, secuencias, etc. Así también existen otras aplicaciones que utilizan esta estructura de datos para registrar la salida o tomar la entrada para procesar su contenido.
Se puede hablar de diferentes tecnologías hoy en día, pero una de las más utilizadas es la tecnología Cliente/Servidor. Independientemente de la aplicación utilizada para ejecutar el servicio o levantar el proceso que ayudara a fungir como servidor, se hace necesario el uso de archivos; ya sea archivos del sistema operativo en el cual se ejecute la aplicación o archivos de la aplicación que se ejecuta. A esto también le podemos añadir los archivos que en un momento dado se requiera compartir. Cuando se habla de compartir archivos podemos hablar de diferentes formas de hacerlo; tal es el caso de accesos locales (equipo local), accesos remotos (arquitectura cliente/servidor).
A raíz del nacimiento y puesta en marcha del conjunto de protocolos TCP-IP se ve el surgimiento de diferentes tipos de tecnologías así mismo aplicaciones y necesidades de agilizar diferentes funciones hechas anteriormente. En este caso llevaremos nuestro estudio a la arquitectura Cliente/Servidor, basada en el conjunto de protocolos TCP/IP; este estudio será dirigido a el funcionamiento, características y aplicaciones para servidores de archivos.
Con el incremento de la disponibilidad de computadoras personales y potentes servidores no muy caros, ha habido una mayor tendencia hacia el proceso de datos distribuidos, en el que los procesadores, datos y otros elementos del sistema de proceso de datos pueden estar distribuidos.
Muchas organizaciones utilizan computadoras, las cuales se basan dependen enormemente de los servidores; estas computadoras albergarán aplicaciones amigables, tales como procesadores de texto, hojas de calculo y gráficos de presentación. Mientras que en los servidores pueden encontrarse bases de datos, aplicaciones para compartir archivos, etc.
Es importante señalar que estas tendencias han sido apoyadas por la evolución de las capacidades distribuidas de los sistemas operativos y de las utilidades de soporte.
Servidores de Archivos.
I. Gestión de Archivos.
Cada vez que se habla de archivos se pueden ver involucrados cuatro conceptos diferentes; campo, registro, archivo y bases de datos.
Un sistema de gestión de archivos es aquel sistema software que provee servicios a los usuarios y aplicaciones en el uso de archivos. El único camino que tiene el usuario o la aplicación tiene para acceder a los archivos es a través de un sistema de gestión de archivos. Esto revela para el usuario o programador la necesidad de desarrollar software de propósito especial para cada aplicación y provee al sistema un medio de controlar su ventaja más importante.
Organización y Acceso a Archivos.
La organización física del archivo en almacenamiento secundario depende de la estrategia de agrupación y de la estrategia de asignación de archivos.
Para seleccionar una organización de archivos hay diversos criterios que son importantes:
Acceso Rápido para recuperar la información
Fácil actualización
Economía de almacenamiento
Mantenimiento simple.
Fiabilidad para asegurar la confianza de los datos.
La prioridad relativa de estos criterios va a depender de las aplicaciones que va a usar el archivo.
El numero de alternativas de organización de archivos que se han implementado o propuesto es inmanejable, incluso para un libro dedicado a los sistemas de archivos.
La mayor parte de las estructuras empleadas en los sistemas reales se encuadran en una de estas categorías o puede implementarse como una combinación de estas:
Pilas (The pile)
Archivos secuenciales (sequential file)
Archivos Secuenciales indexados (indexed sequential file)
Archivos indexados.(indexed file)
Archivos directos o de dispersión (direct or hashed file).
Pilas
La forma menos complicada de organización de archivos puede denominarse la pila. Los datos se recolectan en el orden en que llegan. Cada registro consiste en una ráfaga de datos. El propósito de la pila es simplemente acumular la masa de datos y guardarlo.
Como no hay estructura para el archivo de la pila. el acceso a registro es por búsqueda exhaustiva..Si se quiere todos los registros que contienen un campo particular o que tienen un valor determinado para ese campo, debe buscarse en el archivo entero.
Los archivos de pilas se aplican cuando los datos se recogen y almacenan antes de procesarlos o cuando no son fáciles de organizar. Este tipo de archivo usa bien el espacio cuando los datos almacenados varían en tamaño y en estructuras. Este tipo de archivos no se adapta a la mayoría de las aplicaciones.
Archivos Secuenciales
La forma mas común de estructura de archivo es el archivo secuencial. En este tipo de archivo, un formato fijo es usado para los registros. Todos los registros tienen el mismo tamaño, constan del mismo número de campos de tamaño fijo en un orden particular. Como se conocen la longitud y la posición de cada campo, solamente los valores de los campos se necesitan almacenarse; el nombre del campo y longitud de cada campo son atributos de la estructura de archivos.
Un campo particular, generalmente el primero de cada registro se conoce como el campo clave. El campo clave identifica unívocamente al registro. Así, los valores de la clave para registros diferentes son siempre diferentes.
Los archivos secuenciales son típicamente utilizados en aplicaciones de proceso de lotes Y son óptimos para dichas aplicaciones si se procesan todos los registros. La organización secuencias de archivos es la única que es fácil de usar tanto en disco como en cinta.
Para las aplicaciones interactivas que incluyen peticione s o actualizaciones de registros individuales, los archivos secuenciales ofrecen un rendimiento pobre.
Normalmente un archivo secuencial se almacena en bloques, en un orden secuencial simple de los registros. La organización física del archivo en una cinta o disco se corresponde exactamente con la ubicación lógica del archivo. En este caso, el procedimiento para ubicar los nuevos registros en un archivo de pila separado, llamado archivo de registro (log file) o archivo de transacciones. Periódicamente, se realiza una actualización por lotes que mezcla el archivo de registro con el archivo maestro para producir un nuevo archivo en secuencia correcta de claves.
Archivos Secuenciales indexados
Un método popular para superar las desventajas de los archivos secuenciales es el del archivo secuencias indexado. El archivo secuencial indexado mantiene las características básicas de los archivos secuenciales: los registros están organizados en una secuencia basada en un campo. Dos características se añaden: un índice del archivo para soportar los accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento (overflow). El índice provee una capacidad de búsqueda para llegar rápidamente a las proximidades de un registro deseado. El archivo de desbordamiento (overflow) es similar al archivo de registro usado en un archivo secuencial, pero esta integrado de forma que los registros del archivo de desbordamiento se ubican en la dirección de un puntero desde si registró precedente. En la estructura secuencial indexada más simple, se usa un solo nivel de indexación. El índice, en este caso, es un archivo secuencial simple. Cada registro del archivo índice tiene dos campos: un campo clave, que es el mismo que el campo clave del archivo principal y un puntero al archivo principal. Para encontrar un campo específico se busca en el índice hasta encontrar el valor mayor de la clave que es igual o precede al valor deseado de la clave. La búsqueda continúa en el archivo principal a partir de la posición indicada por el puntero.
Archivos Indexados
Los archivos secuenciales indexados retienen la limitación del archivo secuencial: la eficacia en el procesamiento se limita al basado en un único campo del archivo. Cuando es necesario buscar un registro basándose en algún otro atributo distinto del campo clave ambas formas de archivo secuencial no son adecuadas. En algunas aplicaciones esta flexibilidad es deseable.
Para alcanzar esta flexibilidad, se necesita una estructura que utilice múltiples índices, uno para cada tipo de campo que pueda ser objeto de la búsqueda.
Se suelen utilizar dos tipos de índices. Uno índice exhaustivo contiene una entrada par cada registro del archivo principal. Otro índice parcial contendrá entradas a los registros donde este el campo de interés. Con registros de longitud variable, algunos registros no contendrán todos los campos.
Los archivos indexados son muy utilizados en aplicaciones donde es crítica la oportunidad de la información y donde los datos son rara vez procesados de forma exhaustiva.
Archivos Directos o de Dispersión
Los archivos directos explotan la capacidad de los discos para acceder directamente a cualquier bloque de dirección conocida. Como en los archivos secuenciales y secuenciales indexados, se requiere un campo clave en cada registro. Sin embargo, aquí no hay concepto de ordenamiento secuencial.
Organización de Directorios.
Asociado con algunos sistemas de gestión de archivos o cualquier colección de archivos suele haber un directorio de archivos. El directorio contiene información acerca de los archivos, incluyendo atributos, localización y propietario. Mucha de esta información, especialmente la concernida con el almacenamiento es gestionada por el sistema operativo. El directorio es propiamente un archivo, poseído por el sistema operativo y, accesible a traces de diversas rutinas de gestión de archivos. Aunque alguna información en los directorios esta disponible para los usuarios y aplicaciones, en general, la información se proporciona indirectamente a través de rutinas del sistema. De este modo los usuarios pueden acceder directamente al directorio, incluso en modo de solo lectura.
Estructura.
La manera en que la información se almacena difiere mucho en los diferentes sistemas. Parte de la información puede almacenarse en un registro de cabecera asociado al archivo, esto reduce el espacio necesario para el directorio, haciendo más fácil mantener todo el directorio.
La forma mas fácil de estructuración de un directorio es una lista de entradas, unas para cada archivo. Esta estructura puede representarse con un simple archivo secuencial, con el nombre del archivo haciendo las veces de clave.
Operaciones que se pueden realizar con un directorio:
Buscar: Cuando alguien referencia el archivo, debe buscarse en el directorio la entrada correspondiente al archivo.
Crear archivo: Al crear un nuevo archivo. debe añadirse una entrada al directorio.
Borrar archivo: Al borrar un archivo, debe eliminarse una entrada al directorio.
Listar directorio: Puede solicitarse todo el directorio o una parte.
Una simple lista no se ajusta bien a estas operaciones. Si el directorio es una simple lista secuencias, no ofrecerá ayuda en la organización de los archivos y obligara al usuario a tener cuidado de no usar el mismo nombre para dos tipos diferentes de archivos. Para resolver este problema se puede acudir a un esquema de dos niveles donde hay un directorio para cada usuario y un directorio maestro.
Un método más potente y flexible es el directorio jerárquico o estructurado en árbol. Existe un directorio maestro que contiene un número determinado de directorios de usuario. Cada uno de estos directorios puede tener a su vez subdirectorios y archivos como entradas. Esto se cumple en cualquier nivel.
Para organizar cada directorio y subdirectorio. El método mas simple es almacenar cada directorio como un archivo secuencial. Cuando los directorios contengan un número muy grande de entradas, tal organización puede conducir a tiempos de, búsqueda innecesariamente grandes. En ese caso se prefiere una estructura de dispersión.
Designación (Naming).
Los usuarios necesitan poder referirse a un archivo mediante un nombre simbólico. Cada archivo del sistema debe tener un nombre único para que las referencias al archivo no sean ambiguas. Por otro lado, es una carga inaceptable para los usuarios el proporcionar nombres únicos, especialmente en los sistemas compartidos.
El uso de directorios estructurados en árbol minimiza la dificultad de asignar nombres únicos. Cualquier archivo del sistema puede ser localizado siguiendo un camino desde, el directorio raíz o maestro. Descendiendo por varias ramas hasta que se alcance el archivo. La serie de nombres de directorios, terminados con el propio nombre del archivo, constituye el propio nombre del camino del archivo.
Cada usuario interactivo o proceso tiene asociado un directorio actual, conocido a menudo como directorio de trabajo.
Compartimiento de Archivos.
En un sistema multiusuario, casi siempre existe la necesidad de permitir a los usuarios compartir archivos. Dos problemas surgen:
Los derechos de accesos
Gestión de los accesos simultáneos
Derechos de Acceso:
El sistema de archivos provee una herramienta flexible para permitir compartir extensos archivos entre los usuarios. El sistema de archivos debe proporcionar un numero de opciones de modo en que un archivo que es accedido pueda ser controlado. Normalmente, a los usuarios o a los grupos de usuarios se les otorgan ciertos derechos de acceso a cada archivo. Un amplio rango de derechos de acceso se ha venido usando. La siguiente lista representa los derecho de acceso que pueden ser asignados a un usuario en particular para un archivo en particular:
Ninguno: El usuario no puede siquiera determinar la existencia del archivo ni mucho menos acceder al mismo. No se permite al usuario leer el directorio de usuario que incluya al archivo.
Conocimiento: El usuario sabe de la existencia del archivo Y quien el dueño. El usuario puede solicitar los derechos de acceso adicionales al propietario.
Ejecución: El usuario puede ejecutar y cargar un programa pero no copiarlo.
Lectura: El usuario puede leer el archivo para cualquier propósito, incluyendo copia y ejecución.
Adición: El usuario puede añadir datos al archivo, generalmente al final, pero no puede modificar o borrar el contenido del mismo.
Actualización: El usuario puede modificar, borrar y añadir otros datos al archivo.
Cambio de protección: El usuario puede cambiar los derechos de acceso otorgados a usuarios.
Borrado: El usuario puede borrar el archivo del sistema de archivos.
Los derechos constituyen una jerarquía. Si un usuario adquiere el derecho de la actualización para un archivo determinado, también habrá adquirido los derechos siguientes: conocimiento, ejecución, lectura y adición.
El propietario de un archivo dispone de los derechos de acceso listados antes y puede otorgar derechos a los otros. Puede ofrecerse acceso a las siguientes clases de usuarios:
Usuario específico: Usuarios individuales quienes son designados por su ID de usuario.
Grupos de usuarios: Un conjunto de usuarios no definidos individualmente.
Todos: Todos los usuarios que tengan acceso al sistema. Estos serán archivos públicos.
|
