Структура тома NTFS

Лабораторная работа

Тема: «Файловая система NTFS»

Цель работы: изучить организацию файловой системы NTFS

Теоретические сведения

Файловая система NTFS была разработана для ОС Windows NT с учетом опыта разработки файловых систем FAT и HPFS. Основными отличиями являются:

· поддержка больших файлов и больших дисков объемом 2 ⁶⁴ байт;

· восстанавливаемость после сбоев и отказов программ и аппаратуры управления дисками;

· высокая скорость операций, в том числе и для больших дисков;

· низкий уровень фрагментации;

· гибкая структура, допускающая развитие за счет добавления новых типов записей и атрибутов файлов с сохранением совместимости с предыдущими версиями ФС;

· устойчивость к отказам дисковых накопителей;

· поддержка длинных символьных имен;

· контроль доступа к каталогам и отдельным файлам.

Структура тома NTFS

Все пространство тома (логического раздела) представляет собой либо файл, либо часть файла. Каждый файл на томе NTFS представлен записью в специальном файле, называемом главной файловой таблицей (MFT — Master File Table). Каждая запись MFT имеет фиксированную длину, зависящую от объема диска: 1, 2, 4 Кб. Все файлы на томе идентифицируются номером файла, который определяется позицией файла в MFT. Весь том NTFS состоит из последовательности кластеров, в отличие от FAT, где на кластеры делилась только область данных. Порядковый номер кластера в томе называется логическим номером кластера (Logical Cluster Number, LCN). Файл NTFS также состоит из последовательности кластеров, при этом порядковый номер кластера внутри файла называется виртуальным номером кластера (Virtual Cluster Number, VCN). Базовая единица распределения дискового пространства для файловой системы NTFS - это непрерывная область кластеров, называемая отрезком. В качестве адреса отрезка NTFS используется логический номер его первого кластера, а также количество кластеров в отрезке (LCN, к). Часть файла, помещенная в отрезок начинается с виртуального кластера VCN, характеризуется адресом, состоящим из 3-х чисел: (VCN, LCN, к). Для хранения номера кластера используются 64-разрядные указатели, что дает возможность поддерживать тома и файлы до 264 кластеров.

Загрузочный блок тома NTFS располагается в начале тома, а его копия - в середине тома. Он содержит стандартный блок параметров BIOS, количество блоков в томе, начальный логический номер кластера основной копии MFT и зеркальную копию MFT. Далее располагаются 1-й отрезок MFT, содержащий 16. стандартных, создаваемых при форматировании утилитой Format записей о системных файлах NTFS.

Первая запись этой таблицы описывает непосредственно главную файловую таблицу; за ней следует зеркальная запись (mirror record) MFT. Если первая запись MFT разрушена, то NTFS читает вторую запись для отыскания зеркального файла MFT, первая запись которого идентична первой записи MFT. Местоположения сегментов данных MFT и зеркального файла MFT записаны в секторе начальной загрузки. Дубликат сектора начальной загрузки находится в логическом центре диска.

Третья запись MFT — файл регистрации (log file); используется для восстановления файлов. Файл регистрации подробно описан в настоящей главе ниже. Семнадцатая и последующие записи главной файловой таблицы используются собственно файлами и каталогами (также рассматриваются как файлы NTFS) на томе. На рис. 5.5 показана упрощенная структура MFT.

Системные файлы скрыты от просмотра на томе и используются только файловой системой для хранения метаданных и поддержания работы файловой системы. Список системных файлов NTFS представлен в таблице 1

Таблица 1