Macam-macam File System

Kali ini saya mau sharing tentang File System yang ada di Sistem Operasi Windows dan Linux.

Sebelum kita ngebahas macam-macam file system yang ada di sistem operasi, terlebih dahulu kita cari tahu apa itu file system atau dalam Bahasa Indonesianya dikenal dengan Sistem Berkas.

Apa sih File System itu??

Menurut beberapa literatur yang saya temukan dan saya baca, File System / Sistem Berkas merupakan metoda penyimpanan file pada komputer atau media penyimpanan komputer dalam mengatur lokasi file tersebut. Ada juga yang menyebut bahwa File System adalah struktur logika yang digunakan untuk mengendalikan akses terhadap data yang ada pada disk. File System memiliki dua bagian:

Kumpulan file yang masing-masingnya menyimpan data-data yang berhubungan.
Struktur direktori yang mengorganisasi dan menyediakan informasi mengenai seluruh file dalam sistem.

Fungsi File System salah satunya untuk memberi nama pada berkas dan meletakkannya pada media penyimpanan. Fungsi lainnya adalah sebagai konvensi penamaan berkas dan peletakkan berkas pada struktur direktori. Semua sistem operasi memiliki File Systemnya sendiri untuk meletakkan file dalam sebuah struktur hirarki.

Lalu apa hubungannya File System dengan Sistem Operasi??

File system merupakan interface yang menghubungkan sistem operasi dengan disk. Ketika program menginginkan pembacaan dari harddisk atau media penyimpanan lainnya, sistem operasi akan meminta file system untuk membuka file yang diminta tersebut.

File system akan mencari lokasi dari file yang diinginkan. Setelah file itu ditemukan, file system akan membaca file tersebut kemudian mengirimkan informasinya kepada sistem operasi dan akhirnya bisa dibaca oleh kita.

Jadi sekarang uda cukup tau kan apa itu File System? Sekarang waktunya kita menelusuri lebih dalam lagi tentang File System.

Saya akan membagi penjelasan File System ini dalam dua bagian. Pertama, yang akan dibahas adalah File System yang ada pada Sistem Operasi Microsoft Windows. Kemudian berikutnya akan dibahas mengenai File System yang ada pada Sistem Operasi Linux. Dan sebagai tambahan, di akhir tulisan ini akan diberikan perbedaan di antara 2 sample File System.

File System pada Windows :

Kita masuk dulu yuu ke bahasan pertama. Teman-teman tentunya sudah sangat familiar dengan Sistem Operasi Windows. Terus jika teman-teman melihat Properties harddisk, pernah liat ada tulisan ‘NTFS’ atau ‘FAT’ kan?? Nah itu adalah jenis File System yang digunakan pada Windows.

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:

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.
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.
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.
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:

Skalabilitas untuk HDD berukuran besar.
Ukuran besar teoritis maksimal 2⁶⁴ (16 EiB).
Ukuran cluster yang didukung hingga 2255 sektor, dengan batasan implementasi hingga 32 MB.
Performa untuk alokasi ruangan kosong dan penghapusan ditingkatkan karena File System ini memperkenalkan implementasi baru, yaitu Free Space Bitmap.
Mendukung lebih dari 2¹⁶ (65536) berkas di dalam sebuah direktori tunggal.
Mendukung fitur Access Control List (ACL), seperti halnya NTFS.
Mendukung Transaction-Safe FAT File System (sebuah fungsi optional untuk Windows CE yang diaktifkan)
Memiliki ruangan tersendiri yang bisa digunakan oleh OEM untuk melakukan kustomisasi terhadap sistem berkas untuk karakteristik perangkat tertentu.
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.

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:

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.
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).
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.
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
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.
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:

NTFS dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna
Mendukung sistem berkas terenkripsi secara transparan dengan menggunakan beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan.
Mendukung kompresi data yang transparan, meskipun tidak memiliki rasio yang besar, namun dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan harddisk.
Mendukung hard link serta symbolic link seperti halnya sistem berkas dalam sistem operasi keluarga UNIX, meskipun dalam NTFS implementasinya lebih sederhana.
Mendukung penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter.
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.

Nah, sekarang uda cukup tau kan tentang File System yang ada di Windows?? Segitu aja sih yang saya tau berdasarkan literatur yang saya dapatkan. J

File System pada Linux

Sekarang waktunya kita masuk ke pembahasan kedua. Kali ini kita cari tau tentang File System yang ada di Sistem Operasi Linux. Mungkin beberapa orang belum begitu familiar dengan Linux karena belum banyak yang pake, terus juga sosialisasi mengenai Open Source ini belum merata, khususnya di Indonesia. Namun, alangkah baiknya kita juga mencoba eksplorasi semuanya. Yu kita mulai aja, cekidot gan.

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.

Ext 3 (3^rd Extended)

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

Journaling

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

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.

Perbedaan File System FAT dengan NTFS

Akhirnya selesai sudah pembahasan mengenai macam-macam File System, baik itu yang ada di Windows maupun yang ada di Linux. Namun, sebelum tulisan ini diakhiri, seperti yang saya janjikan di awal bahwa akan ada tambahan pembahasan mengenai perbedaan dua file system. Sebagai samplenya, saya akan memberi sedikit pengetahuan mengenai perbedaan karakteristik File System FAT dengan NTFS. Berikut penjelasannya.

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