NTFS文件系统解析
- 格式:ppt
- 大小:2.43 MB
- 文档页数:53
NTFS稳定性和安全性微软做的很多事情都让他们受尽责备。
但是它做的一件非常好的事情就是创建了一个强壮、高效而且可扩展的文件系统。
NTFS(New Technology File System)文件系统最早出现在1993年的Windows NT操作系统中,它的出现大幅度地提高了微软原来的FAT文件系统的性能。
NTFS是一个日志文件系统,这意味着除了向磁盘中写入信息,该文件系统还会为所发生的所有改变保留一份日志。
这一功能让NTFS文件系统在发生错误的时候(比如系统崩溃或电源供应中断)更容易恢复,也让这一系统更加强壮。
在这些情况下,NTFS能够很快恢复正常,而且不会丢失任何数据。
在很少出错情况下,微软表示只要大概不到1%的概率才你需要运行CHKDSK修复程序来对磁盘卷进行维护。
NTFS另一个引人注目的特点,即良好的安全性是NTFS成为Windows网络中最常用的文件系统的最主要的原因。
NTFS的安全系统非常强大,可以对文件系统中对象的访问权限(允许或禁止)做非常精细的设置。
NTFS Master File Table (MFT)中包含了一个NTFS分区中所有文件的记录。
每个MFT入口都有一个特殊的metadata标签,叫做SD(security descriptor,安全描述符),这个标签中包含了谁可以访问这个文件或文件夹的所有控制信息。
每个SD标签都包含了一个用户列表,这个列表被称为Access Control List (ACL访问控制列表),只有包含在这个列表里的用户才被允许访问该对象。
请注意上面一段中出现的“metadata”一词。
NTFS是一个元数据驱动的系统。
事实上,当你第一次创建NTFS分区的时候,很多元数据文件就被创建了,每个元数据文件都帮助跟踪文件系统中某个特定的对象。
我在上一段中提到每个NTFS分区都会有一个Master File Table,这个关联文件被命名为$MFT。
事实上,NTFS创建了两个MFT文件。
了解计算机文件系统NTFSFAT和HFS的区别计算机文件系统是操作系统用来组织和管理计算机存储设备上的文件和目录的一种机制。
在不同的操作系统中,常见的文件系统有NTFS、FAT和HFS。
本文将就NTFS、FAT和HFS三种文件系统进行比较,以帮助大家更好地了解它们之间的区别。
一、NTFSNTFS(New Technology File System)是微软公司开发的一种高性能、可靠性和安全性较强的文件系统。
NTFS首次被引入Windows NT操作系统,并一直沿用至今。
1.1 文件系统结构NTFS采用了一种分层次的文件系统结构。
它包含了主引导记录(MBR)、分区表、文件记录、文件分配表等重要的组成部分。
而数据存储则是通过将文件分割成不同的簇来管理。
1.2 特点和功能NTFS具有许多先进的特点和功能,例如:- 安全性:NTFS支持访问控制列表(ACL)和文件加密,可以对文件和目录进行更细粒度的权限控制。
- 可靠性:NTFS采用了日志和冗余技术,使得文件系统更加稳定和可靠。
- 容量:NTFS最大支持16EB(1EB=1024PB)的存储容量,能够满足大容量存储的需求。
- 文件压缩和加密:NTFS支持文件压缩和加密,可以提高存储效率并保护敏感数据的安全性。
二、FATFAT(File Allocation Table)是一种较早的文件系统,最初是由微软开发的。
FAT文件系统广泛应用于早期的Windows操作系统和一些移动存储设备中。
2.1 文件系统结构FAT文件系统采用了一种比较简单的存储结构,它通过FAT表来管理文件和目录。
FAT表是一个记录簇号和下一个簇号之间对应关系的查找表。
2.2 特点和功能FAT文件系统具有以下特点和功能:- 简单易用:FAT文件系统结构简单,易于实现和维护。
- 兼容性好:FAT文件系统具有较好的兼容性,可以在不同操作系统之间进行文件共享和传输。
- 存储限制:FAT文件系统的文件大小限制为4GB,对于大容量存储设备来说可能不够满足需求。
文件系统fat和ntfs的原理文件系统是计算机操作系统中的一部分,用于组织和管理计算机存储设备中的文件和目录。
常见的文件系统有FAT和NTFS两种。
本文将分别介绍FAT和NTFS文件系统的原理和特点。
一、FAT文件系统的原理和特点1. 原理:FAT(File Allocation Table)文件系统是由微软公司开发的一种简单的文件系统。
它使用了文件分配表来追踪磁盘上文件的存储位置。
FAT文件系统使用磁盘上的文件分配表来记录每个文件占用的簇号,并使用链表的方式将这些簇连接起来,从而形成完整的文件。
2. 特点:(1)FAT文件系统具有良好的兼容性,可以在多个操作系统中共享文件。
(2)FAT文件系统的存储结构简单,占用资源少,适用于较小容量的存储设备。
(3)FAT文件系统支持文件和目录的命名,可以对文件进行读写、删除、复制等操作。
(4)FAT文件系统对文件的大小和簇大小有一定的限制,无法支持大文件和大容量存储设备。
(5)FAT文件系统没有对文件进行加密和访问控制的能力,安全性较低。
二、NTFS文件系统的原理和特点1. 原理:NTFS(New Technology File System)文件系统是微软公司开发的一种高级文件系统。
它采用了B+树的数据结构来组织和管理文件和目录。
NTFS文件系统将磁盘空间划分为多个逻辑区域,通过文件记录和索引来管理文件的存储和访问。
2. 特点:(1)NTFS文件系统支持大容量存储设备和大文件,可以处理几TB 甚至PB级别的数据。
(2)NTFS文件系统具有高度的可靠性和稳定性,支持磁盘冗余和数据恢复。
(3)NTFS文件系统支持文件和目录的权限控制,可以对文件进行加密和访问控制。
(4)NTFS文件系统支持文件的压缩和加密,可以节省存储空间并提高数据安全性。
(5)NTFS文件系统支持文件的快照和防止数据损坏,可以提供更好的数据保护和恢复能力。
三、FAT和NTFS文件系统的比较1. 性能比较:FAT文件系统在小容量存储设备上性能较好,但在大容量存储设备上性能较差。
ntfs是什么意思NTFS是什么意思NTFS(New Technology File System)是一种面向Microsoft Windows操作系统的文件系统。
它于1993年引入,并作为Windows NT 3.1版本的一部分首次推出。
与旧版本的文件系统(如FAT和FAT32)相比,NTFS提供了更高的性能、更好的安全性和更多的功能。
NTFS是Windows操作系统的默认文件系统,它可以在各个Windows版本中找到,包括Windows NT、2000、XP、Vista、7、8和10。
它被设计用于支持大容量磁盘驱动器和大文件,同时提供了更高的数据可靠性和安全性。
NTFS的主要特点之一是支持文件和目录的访问控制。
通过访问控制列表(Access Control Lists,简称ACLs),NTFS可以配置每个文件和目录的权限,从而限制用户对其进行读取、写入和执行操作。
这意味着可以根据用户的需求来保护敏感数据并限制对重要文件的访问。
此外,NTFS还提供了文件压缩功能。
使用压缩,可以节省磁盘空间并提高存储效率,尤其是对于大量的文本文件。
但需要注意的是,压缩文件可能会导致读写速度减慢,因为操作系统需要对压缩和解压缩进行额外的处理。
NTFS还支持文件和目录的加密。
通过加密,可以保护文件和目录中的数据免受非授权访问。
只有拥有加密密钥的用户才能解密和访问这些文件。
这对于保护包含敏感信息的文件和数据非常重要。
另一个重要的特性是NTFS的日志功能。
NTFS使用事务日志(Transaction Log)记录文件系统的变化和操作。
这些日志记录允许进行恢复操作,在系统或磁盘故障发生时,可以恢复文件系统到一个一致的状态。
NTFS还提供了一些高级功能,例如文件和目录的链接。
链接可以允许一个文件或目录在多个位置上出现,而不需要实际的副本。
这种机制有助于提高存储效率和组织文件系统结构。
虽然NTFS是Windows操作系统的默认文件系统,但它并不是唯一的选择。
NTFS⽂件系统详细分析第⼀部分什么是NTFS⽂件系统想要了解NTFS,我们⾸先应该认识⼀下FAT。
FAT(File Allocation Table)是“⽂件分配表”的意思。
对我们来说,它的意义在于对硬盘分区的管理。
FAT16、FAT32、NTFS是⽬前最常见的三种⽂件系统。
FAT16:我们以前⽤的DOS、Windows 95都使⽤FAT16⽂件系统,现在常⽤的Windows 98/2000/XP等系统均⽀持FAT16⽂件系统。
它最⼤可以管理⼤到2GB的分区,但每个分区最多只能有65525个簇(簇是磁盘空间的配置单位)。
随着硬盘或分区容量的增⼤,每个簇所占的空间将越来越⼤,从⽽导致硬盘空间的浪费。
FAT32:随着⼤容量硬盘的出现,从Windows 98开始,FAT32开始流⾏。
它是FAT16的增强版本,可以⽀持⼤到2TB(2048GB)的分区。
FAT32使⽤的簇⽐FAT16⼩,从⽽有效地节约了硬盘空间。
NTFS:微软Windows NT内核的系列操作系统⽀持的、⼀个特别为⽹络和磁盘配额、⽂件加密等管理安全特性设计的磁盘格式。
随着以NT为内核的Windows 2000/XP的普及,很多个⼈⽤户开始⽤到了NTFS。
NTFS也是以簇为单位来存储数据⽂件,但NTFS中簇的⼤⼩并不依赖于磁盘或分区的⼤⼩。
簇尺⼨的缩⼩不但降低了磁盘空间的浪费,还减少了产⽣磁盘碎⽚的可能。
NTFS⽀持⽂件加密管理功能,可为⽤户提供更⾼层次的安全保证。
在NTFS⽂件系统中,⽂件存取是按簇进⾏分配,⼀个簇必需是物理扇区的整数倍,⽽且总是2的整数次⽅。
NTFS⽂件系统并不去关⼼什么是扇区,也不会去关⼼扇区到底有多⼤(如是不是512字节),⽽簇⼤⼩在使⽤格式化程序时则会由格式化程序根据卷⼤⼩⾃动的进⾏分配。
⽂件通过主⽂件表(MFT)来确定其在磁盘上的存储位置。
主⽂件表是⼀个对应的数据库,由⼀系列的⽂件记录组成--卷中每⼀个⽂件都有⼀个⽂件记录(对于⼤型⽂件还可能有多个记录与之相对应)。
解读NTFSNTFS是一个比FAT复杂的多的文件系统,我们一起努力来把它完整的解读出来NTFS的引导扇区也是完成引导和定义分区参数,和FAT分区不同,FAT分区的B OOT记录正常,就显示分区没有错误,即使文件不正确,而NTFS分区的BOOT不是分区的充分条件,它要求必须MFT中的系统记录如$MFT等正常该分区才能正常访问。
其BPB参数如下表所示。
字节偏移长度常用值意义0x0B 字 0x0002 每扇区字节数0x0D 字节 0x08 每簇扇区数0x0E 字 0x0000 保留扇区0x10 3字节 0x000000 总为00x13 字 0x0000 NTFS未使用,为00x15 字节 0xF8 介质描述0x16 字 0x0000 总为00x18 字 0x3F00 每磁盘扇区数0x1A 字 0xFF00 磁头数0x1C 双字 0x3F000000 隐含扇区0x20 双字 0x00000000 NTFS未使用,为00x28 8字节 0x4AF57F0000000000 扇区总数0x30 8字节 0x0400000000000000 $MFT的逻辑簇号0x38 8字节 0x54FF070000000000 $MFTMirr的逻辑簇号0x40 双字 0xF6000000 每MFT记录簇数0x44 双字 0x01000000 每索引簇数0x48 8字节 0x14A51B74C91B741C 卷标0x50 双字 0x00000000 检验和MFT中的文件记录大小一般是固定的,不管簇的大小是多少,均为1KB。
文件记录在MFT文件记录数组中物理上是连续的,且从0开始编号,所以,NTFS是预定义文件系统。
MFT仅供系统本身组织、架构文件系统使用,这在NTFS中称为元数据(metadata,是存储在卷上支持文件系统格式管理的数据。
它不能被应用程序访问,只能为系统提供服务)。
其中最基本的前16个记录是操作系统使用的非常重要的元数据文件。
详解NTFS⽂件系统⼀、分析NTFS⽂件系统的结构当⽤户将硬盘的⼀个分区格式化为NTFS分区时,就建⽴了⼀个NTFS⽂件系统。
NTFS⽂件系统同FAT32⽂件系统⼀样,也是⽤“簇”为存储单位,⼀个⽂件总是占⽤⼀个或多个簇。
NTFS⽂件系统使⽤逻辑簇号(LCN)和虚拟簇号(VCN)对分区进⾏管理。
逻辑簇号:既对分区内的第⼀个簇到最后⼀个簇进⾏编号,NTFS使⽤逻辑簇号对簇进⾏定位。
虚拟簇号:既将⽂件所占⽤的簇从开头到尾进⾏编号的,虚拟簇号不要求在物理上是连续的。
NTFS⽂件系统⼀共由16个“元⽂件”构成,它们是在分区格式化时写⼊到硬盘的隐藏⽂件(以”$”开头),也是NTFS⽂件系统的系统信息。
NTFS的16个元⽂件介绍:⾸先找到该分区的起始扇区,具体可以参考这篇⽂章。
⼆、分析$Boot⽂件$Boot元⽂件由分区的第⼀个扇区(既DBR)和后⾯的15个扇区(既NTLDR区域)组成,其中DBR由“跳转指令”、“OEM代号”、“BPB”、“引导程序”和“结束标志”组成,这⾥和FAT32⽂件系统的DBR⼀样。
下图是⼀个NTFS⽂件系统完整的DBR。
下⾯我们分析⼀下DBR中的各参数EB 58 90:(跳转指令)本⾝占2字节它将程序执⾏流程跳转到引导程序处。
“EB 58 90″清楚地指明了OS引导代码的偏移位置。
jump 52H加上跳转指令所需的位移量,即开始于0×55。
4E 54 46 53 20 20 20 20:(OEM代号)这部分占8字节,其内容由创建该⽂件系统的OEM⼚商具体安排。
为“NTFS”。
BPB:NTFS⽂件系统的BPB从DBR的第12个字节开始,占⽤73字节,记录了有关该⽂件系统的重要信息,下表中的内容包含了“跳转指令”、“OEM代号”以及“BPB”的参数。
对照上⾯的BPB分析如下:02 00:每个扇区512个字节08:每个簇8个扇区00 00:保留扇区为000 00 00:为000:不使⽤F8:为硬盘00 00:为000 3F:每磁道63个扇区00 FF:每柱⾯255个磁头00 00 00 3F:隐藏扇区数(MBR到DBR)00 00 00 00:不使⽤80 00 80 00:不使⽤00 00 00 00 0C 80 33 FF:扇区总数20972851100 00 00 00 00 00 00 03:$MFT的开始簇号00 00 00 00 00 85 57 80:$MFTmirr的开始簇号00 00 00 F6:每个MFT记录的簇数00 00 00 01:每索引的簇数B8 11 2A 0C B8 11 2A 0C:分区的逻辑序列号引导程序:DBR的引导程序占⽤426字节,其负责完成将系统⽂件NTLDR装⼊,对于没有安装系统的分区是⽆效的。