Gerenciamento de ES e Sistema de Arquivos do Windows 2000

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1 1 Gerenciamento de ES e Sistema de Arquivos do Windows 2000

2 Gerenciador de E/S Objetivo é fornecer uma estrutura de modo eficiente para lidar com a grande variedade de dispositivos Bastante relacionado com o gerenciador plug and play Envia uma requisição aos slots de cada barramento e descobre os dispositivos instalados A medida que cada dispositivo vai sendo carregado, um objeto-driver é criado para ele Para alguns barramentos (SCSI) isso só acontece no boot, em outros (USB) a qualquer momento 2

3 Conceitos Gerenciador de Energia está intimamente ligado Juntos: Lidam com ligamento e desligamento de dispositivos Todo sistema de arquivo é tecnicamente um driver E/S para o windows As requisições de bloco são passadas para o gerenciador de cache Se não souber responder, é chamado o driver do sistema de arquivos apropriado 3

4 Conceitos Suporte a discos dinâmicos Podem se estender por múltiplas partições ou discos Não precisa reiniciar Suporte a E/S assíncrona Threads não precisam ficar bloqueadas 4

5 5 API

6 6 Drivers de Dispositivos A microsoft define um modelo de driver para o Windows a ser seguido É fornecido um kit de ferramentas para auxiliar o desenvolvedor Os drivers em conformidade devem 1. Tratar as requisições E/S em um formato padrão 2. Ser baseado em objetos 3. Permitir que dispositivos plug and play sejam adicionados ou removidos dinamicamente 4. Permitir o gerenciamento de energia 5. Ser configurável em relação ao uso de recursos 6. Ser reentrantes para uso em multiprocessadores 7. Ser transportável para Windows 98 e 2000

7 7 Drivers de Dispositivos DriverEntry Chamado assim que ele é carregado Inicia driver, criado tabelas e estruturas de dados Preenche campos do objeto-driver, como os ponteiros para os procedimentos O sistema cria um objeto-dispositivo que aponta para o objeto-driver AddDevice Chamado apenas uma vez pelo gerenciador plug and play Inicializa o hardware e configura o vetor de interrupções

8 Drivers de Dispositivo Outros Procedimentos Serviços de Interrupção Gerenciamento de Temporizadores Controle de DMA Cancelamento de requisições em execução 8

9 Drivers de Dispositivo Empilhamento Faz com que uma requisição passe por uma sequência de drivers Usado, por exemplo, para separa o código que gerencia o barramento específico do código que controla o dispositivo Filtro: realiza uma transformação sobre os dados como criptografar os dados transmitidos na rede 9

10 10 Drivers de Dispositivo

11 Sistema de Arquivos NTFS 11

12 NTFS (New Technology File System ) E o sistema de arquivos utilizado em todas as versões do Windows NT desde o 3.1. Desenvolvido inicialmente para servidores, o NTFS possui características importantes, que permitem ao Windows implementar uma série de noções originadas no UNIX, tal como a de sistema operacional multiusuario. 12

13 Breve Histórico Desde a época do DOS, a Microsoft vinha utilizando o sistema de arquivos FAT. Lançamento do sistema de arquivos NTFS. Entre os objetivos da idealização do NTFS estavam o fornecimento de um sistema de arquivos flexível, adaptável, altamente seguro e confiável. Herdado do HPFS. 13

14 Inovações NTFS fornece recursos como permissões de arquivo e de pasta, criptografia, cotas de disco, compressão, journaling e suporte para discos de maior capacidade Algumas melhorias também foram inseridas com a versão NTFS 5.0 (Windows 2000): Active Directory, Reparse Points, Diários de alterações, Codificação e suporte a arquivos esparsos 14

15 Comparativo FAT NTFS Nome do arquivo e tamanho da pasta 255 caracteres 255 caracteres Tamanho Máximo da Partição 4 GB (2 32 bytes) 4 GB a 64 GB reais, 16 exabytes (2 64 bytes) teóricos Atributos Somente Leitura, Sistema, Leitura-Gravação, Oculto Adicionalmente estendido e extensível Pode ser acessado através de Windows NT, Windows 95, MS-DOS e OS/2 Windows NT Segurança Interna Não Sim Nível de Segurança Mínima Máxima Suporta Compactação de Arquivo Não Sim Estrutura de Diretórios Lista Encadeada Árvore-B Pode ser Acessado DOS, OS/2 e NT Apenas NT 15

16 Vantagens FAT Vantagens Baixo overhead do sistema. Adequado para unidades de disco ou partições de até 400 MB. Desvantagens Sem permissões de arquivo ou pasta. A utilização da FAT com unidades de disco ou partições maiores que 400 MB pode diminuir o desempenho. NTFS Adequado para volumes de 400 MB ou mais. Mais eficaz que a FAT. Suporta segurança local. Não eficiente para volumes menores que 400 MB, devido ao overhead. O overhead de espaço em disco varia de 1 a 5 MB ou mais, dependendo do tamanho da partição. 16

17 Principais Características Sistema de journaling Permissões Compressão de arquivos Encriptação transparente de arquivos Quotas de espaço em disco

18 Chamada API:CreateFile Um ponteiro para o nome de arquivo a ser criado ou aberto Bits indicando se o arquivo pode ser lido escrito ou ambos Bits indicando se vários processos podem abrir o arquivo ao mesmo tempo Um ponteiro para o descritor de segurança, indicando quem pode ter acesso 18

19 Chamada API:CreateFile Bits indicando o que fazer se existir ou não o arquivo Bits relacionados com atributos tais como arquivamento, compressão etc Manipulador de arquivo cujos atributos devem ser clonados para um novo arquivo 19

20 Estrutura do Sistema de Arquivos Cada volume é organizado como uma sequência linear de blocos com tamanho fixo, dependendo do volume, indo de 512 bytes até 64kb A maioria dos discos utiliza blocos de 4kb Blocos são referenciados por seus deslocamentos a partir do início do volume usando números de 64 bits 20

21 MFT Master File Table Estrutura de dados principal de cada volume É uma sequência linear de registros com tamanho fixo de 1kb Cada registro descreve apenas um arquivo ou diretório O registro contém atributos de arquivo, como seu nome, tempo e lista de endereços de seus blocos no disco Às vezes é necessário mais de um registro MFT para descrever um arquivo em disco 21

22 MFT Master File Table A MFT é um arquivo que pode ser colocado em qualquer lugar de um volume Eliminando o problema com setores defeituosos na primeira trilha O windows encontra o primeiro bloco da MFT no bloco do boot, onde seu endereço é inserido durante a instalação do sistema Ela pode conter até 2 48 registros Os primeiros 16 registros são utilizados para meta-dados do NTFS 22

23 23 MFT Master File Table

24 Registro MFT Cada registro é constituído de uma seqüência de cabeçalhos de arquivo Cada cabeçalho identifica o atributo, informa seu tamanho e a localização do campo de valor Em geral, os valores dos atributos ficam logo após seus cabeçalhos, mas caso não caiba na MFT, ele será colocado em um bloco de disco separado Este atributo é chamado de atributo não residente O atributo de dados é um candidato óbvio a ser não residente Cabeçalhos de atributos residentes tem 24 bytes 24

25 Atributos nos registros da MFT 25

26 Registro MFT para um arquivo de 3 séries e nove blocos 26

27 Um arquivo que requer 3 registros MFT 27

28 Busca por nome de arquivo O SO busca na raiz do espaço de nomes do gerenciador de objetos por C: no diretório \?? Este arquivo é uma ligação simbólica para uma entrada no diretório \Device \Device\HardDiskVolume1 Este objeto corresponde à primeira partição do primeiro disco rígido A partir dele é possível determinar qual MFT utilizar 28

29 29 Busca por nome de Arquivo

30 Compressão de Arquivos O NTFS permite compressão transparente de arquivos A compressão é realizada a cada 16 blocos do arquivo Se os dados comprimidos puderem ser armazenados em 15 blocos ou menos, eles serão mantidos comprimidos no disco Escolha de 16: Se fosse menor tornaria a compressão menos efeicaz Se fosse maior tornaria o acesso aleatório mais custoso 30

31 Compressão de Arquivos a. Um arquivo de 48 blocos sendo comprimido para 32 blocos b. O regitro MFT depois da compressão 31

32 EFS (Encrypting File System) Característica do sistema de arquivos NTFS Transparente para o usuário significa que o usuário não precisa descriptografar manualmente o arquivo criptografado para poder usá-lo. Ele pode abrir e alterar o arquivo da maneira habitual.

33 Transparência para o usuário Qual a magica para acessar pastas e arquivos criptografados sem a necessidade direta de senha ou nome de usuário? O sistema não foi concebido para proteger os dados de você mesmo. O EFS foi concebido para impedir que terceiros tenham acesso a seus dados mesmo que consigam os arquivos ou pastas em que eles se abrigam. Segredo: Quando você efetua o logon em Windows, entra com sua identidade de usuário (UserID) e sua senha, a máquina o identifica e, partir de então, libera o acesso a seus arquivos ou pastas criptografadas durante todo o tempo em que você estiver usando o micro. Mas se efetuar o logoff e outro usuário passar a usar a máquina, mesmo que por algum alvitre ele consiga acesso aos arquivos ou pastas que você protegeu através de criptografia, não conseguirá acesso aos dados.

34 34 Criptografia de Arquivos

35 Restrições Apenas arquivos e pastas armazenados em unidades de disco que utilizam o sistema NTFS podem ser criptografados pelo EFS. Arquivos compactados (ou zipados ) não podem ser criptografados Arquivos que detenham o atributo Sistema não podem ser criptografados.

36 Observações Você pode ordenar que sejam criptografados apenas arquivos ou também as pastas que os contêm. A partir do momento em que você ordenou que uma pasta seja criptografada, todo arquivo que nela for armazenado será igualmente criptografado. Depois que um usuário criptografar um arquivo, esse arquivo permanecerá automaticamente criptografado quando for armazenado em disco.

37 Certificados Dois tipos de certificados desempenham um papel no EFS: Certificados do sistema de arquivos com criptografia. Este tipo de certificado permite que seu possuidor use o EFS para criptografar e descriptografar dados. Certificados de recuperação de arquivos. Este tipo de certificado permite que o proprietário recupere arquivos e pastas criptografados em todo um domínio ou em outro escopo, independentemente de quem os tenha criptografado.

38 Journaling O journaling consiste em reservar um espaço no início do disco (journal, daí o nome journaling) para gravar informações sobre as operações que serão realizadas, antes delas serem realmente feitas. Como no journaling é necessário gravar as informações no journal antes de realizar as operações de fato, o processo de gravação pode se tornar mais lento. Entretanto, a velocidade nas operações com dados está mais relacionada a outros aspectos do sistema de arquivos do que com a presença ou não do journaling. A principal vulnerabilidade dos sistemas de arquivos sem journaling é quanto ao desligamento repentino do computador.

39 Permissões no NTFS Uma das principais vantagens do NTFS é que ele permite que sejam definidas permissões de acesso para arquivos e pastas E possivel ter arquivos em uma mesma pasta, com permissões diferentes para usuários diferentes. As permissões NTFS têm efeito localmente

40 Permissões para pastas

41 Permissões para arquivos

42 Observações Permissões NTFS são cumulativas Permissões NTFS para um arquivo têm prioridade sobre permissões NTFS para pastas Negar uma permissão NTFS tem prioridade sobre permitir

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