NTFS文件系统原理
NTFS文件系统
NTFS文件系统
NTFS(New Technology File System,新技术文件系统),是以MFT(Master File Table,主文件表或主索引记录)为核心,将整个分区的系统文件和用户文件有机地组织起来的文件系统。NTFS最基本的原则:
·磁盘上任何对象包括目录都是一种文件,都使用文件记录进行管理。
·所有与文件相关的项目,包括数据都被认为是属性。
·属性分常驻(在记录中)和非常驻两种,非常驻的大文件夹使用B+树结构进行管理。
·簇是NTFS最小的基本单位,一个1字节的文件也要占用一簇的空间。
·流是NTFS最基本的存储单元,是文件属性和属性值的集合。
●MFT文件
◇MFT的位置和作用:
MFT文件和它的备份,位于NTFS分区中部,前后都是数据区,能更好地受到保护。与FAT 系统先放文件分配表,后接数据区的做法不同。XP系统的NTFS分区,大致布局如下图:
分区所有的文件,其相关的文件信息都保存在MFT中。小于1K的小文件(目录),其整个内容都保存在MFT中。大于1K的大文件(目录),只有它的起始信息保存在MFT中。
在NTFS中,文件通过主文件表MFT定位。MFT是组织、架构NTFS文件系统最主要的数据库文件,对NTFS分区的性能有着至关重要的影响。
◇ID编号(MFT Entry Value,文件号):
分区中的所有文件和目录(包括MFT文件自身),都被系统ID编号(编号0为MFT文件),并将它们的各类属性、起始信息或全部内容,以文件记录的形式,保存在MFT中。
分区高级格式化成NTFS文件系统时,首先建立了一个主文件表MFT。
NTFS文件系统结构分析
NTFS文件系统结构分析
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)。主文件表本身也有它自己的文件记录。
NTFS卷上的每个文件都有一个64位(bit)称为文件引用号(File Reference Number,也称文件索引号)的唯一标识。文件引用号由两部分组成:一是文件号,二是文件顺序号。文
件号为48位,对应于该文件在MFT中的位置。文件顺序号随着每次文件记录的重用而增加,
这是为NTFS进行内部一致性检查而设计的。
NTFS使用逻辑簇号(Logical Cluster Number,LCN)和虚拟簇号(Virtual Cluster Number,VCN)来进行簇的定位。LCN是对整个卷中所有的簇从头到尾所进行的简单编号。卷因子乘
以LCN,NTFS就能够得到卷上的物理字节偏移量,从而得到物理磁盘地址。VCN则是对属于特定文件的簇从头到尾进行编号,以便于引用文件中的数据。VCN可以映射成LCN,而不必
要求在物理上连续。
NTFS的目录只是一个简单的文件名和文件引用号的索引,如果目录的属性列表小于一个记
录的长度,那么该目录的所有信息都存储在主文件表的记录中,对于大于记录的目录则使用
ntfs 原理
ntfs 原理
NTFS(New Technology File System)是Windows操作系统中
使用的一种文件系统。它的设计目标是提供更高的性能、可靠性和安全性,以适应大型存储设备和复杂的操作环境。
NTFS的核心原理包括以下几个方面:
1. 文件存储结构:NTFS使用了一种称为“Master File Table (MFT)”的数据结构来存储文件和文件夹的元数据信息。每
个文件和文件夹在MFT中都有一个相应的记录,包括文件名、大小、创建时间、修改时间等属性。
2. 文件分配:NTFS将存储介质(如硬盘)划分为簇(Cluster),每个簇的大小可根据用户需要进行设置。文件在磁盘上的存储是以簇为单位进行分配的,相邻簇被组织在一起形成连续的簇链表。这样可以提高读写的效率,并减少文件的碎片化。
3. 文件安全:NTFS引入了权限控制机制,可以对文件和文件
夹进行细粒度的访问控制。每个文件和文件夹都有一个安全描述符,包含了访问控制列表(ACL)和访问策略等信息,可以设置哪些用户或组对文件有何种操作权限。
4. 容错和恢复:NTFS具备容错和恢复机制,可以在磁盘发生
故障或断电等异常情况下,通过文件系统的日志文件和元数据的冗余性来保证数据的完整性。当系统重新启动时,NTFS可
以通过检查日志文件进行自我修复,确保文件系统可用性。
5. 数据压缩和加密:NTFS支持对文件和文件夹进行数据压缩
和加密。压缩可以节省存储空间,而加密可以保护敏感数据不被非法访问。
综上所述,NTFS通过MFT存储文件的元数据信息,使用簇
ntfs分区
ntfs分区
NTFS 分区: 全面了解与管理
NTFS(新技术文件系统)是一种广泛应用于 Windows 操作系统的文件系统。它具有优异的性能、可靠性和可扩展性,因此被广泛用
于电脑硬盘、外接存储设备以及其他 Windows 系统支持的存储介质。本文将深入探讨 NTFS 分区的原理、功能以及管理方法,帮助
读者充分了解和有效管理 NTFS 分区。
第一部分:NTFS 分区的基础知识
几十年来,NTFS 一直是 Windows 系统的首选文件系统。以下是
一些关键的基础知识,有助于我们更好地理解 NTFS 分区。
1. NTFS 的历史和起源
NTFS 文件系统最早是在 Windows NT 操作系统中引入的。它被设计为取代较早的文件系统,如 FAT 和 FAT32。由于 FAT32 的限制,包括单个文件大小不能超过 4GB,NTFS 迅速成为首选文件系统,
并一直被使用至今。
2. NTFS 分区的优势
NTFS 分区具有多种优势,使其成为理想的文件系统选择。其中包
括更好的安全性、更快的文件读写速度、对大容量存储的有效支持
以及较低的碎片化程度。NTFS 还支持许多高级功能,如文件加密、磁盘配额和压缩等。
3. NTFS 分区的结构
NTFS 分区由多个组成部分组成。其中包括 MBR(主引导记录)、分区表、引导扇区以及文件记录和文件表。理解 NTFS 分区结构对
于数据恢复和分区管理至关重要。
第二部分:NTFS 分区的管理
管理 NTFS 分区涉及到多个方面,包括创建、格式化、调整大小、
备份和恢复以及问题解决等。以下是关于这些方面的详细介绍。
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主要NTFS文件系统小讲第一课,学会了你也可以使用WINHEX 进行底层数据分析,误删,误格式化,分区出错等一些故障在数据恢复软件处理不了时,你也可以通过这些知识来提高恢复几率。
由于篇幅有限不太可能一次讲解完毕,后续会不断更新,让我们一起来提高我们的数据恢复水平吧!
NTFS文件系统结构
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:即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文件系统的系统文件。
NTFS的16个元文件介绍如下
下面就分析一下元文件(只介绍部分常用的元文件)
$Boot元文件
$Boot元文件由分区的第一个扇区(DBR)和后面的15个扇区(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,下图是NTFS文件系统完整的DBR。
$MFT元文件
文件记录由两部分构成,一部分是文件记录头,另一部分是属性
列表,最后结尾是“FFFFFFFF”,如下是一个完整的文件记录:在NTFS文件系统中所有与文件相关的数据结构被认为属性,包括文件的内容,它记录了文件的所有属性。每个文件记录中都有多个属性,他们相对独立,有各自的类型和名称。每个属性都由两部分组成,既属性头和属性体。属性头的前四个字节为属性的类型。从文件记录头可以看到第一个属性流的偏移地址00C0000038下图是以10H为例的属性结构
文件系统fat和ntfs的原理
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。
NTFS文件系统结构分析
NTFS文件系统结构分析
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)。主文件表本身也有它自己的文件记录。
NTFS卷上的每个文件都有一个64位(bit)称为文件引用号(File Reference Number,也称文件索引号)的唯一标识。文件引用号由两部分组成:一是文件号,二是文件顺序号。文件号为48位,对应于该文件在MFT中的位置。文件顺序号随着每次文件记录的重用而增加,这是为NTFS进行内部一致性检查而设计的。
NTFS使用逻辑簇号(Logical Cluster Number,LCN)和虚拟簇号(Virtual Cluster Number,VCN)来进行簇的定位。LCN是对整个卷中所有的簇从头到尾所进行的简单编号。卷因子乘以LCN,NTFS就能够得到卷上的物理字节偏移量,从而得到物理磁盘地址。VCN则是对属于特定文件的簇从头到尾进行编号,以便于引用文件中的数据。VCN可以映射成LCN,而不必要求在物理上连续。
NTFS的目录只是一个简单的文件名和文件引用号的索引,如果目录的属性列表小于一个记录的长度,那么该目录的所有信息都存储在主文件表的记录中,对于大于记录的目录则使用B+树进行管理。
ntfs是什么意思
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。
文件系统
文件系统
文件 A
2K
文件 B
6K
新文件存储必须以新簇开始 FAT32:实际占用空间 8K+8K=16K NTFS: 实际占用空间 4K+4K+4K=12K
NTFS特性:节约空间
FAT32:64G 因此,同为64G分区大小,同样对两个文件A和B进行存储, NTFS节省了4K的空间。
8K
NTFS:64G
NTFS特性:卷影副本 返回
文件系统
NTFS特性:单个文件最大64G
1. Fat32最大支持的单个文件大小是4G,所以有时我们想u盘中拷入一个超过4G的文件 是 拷不进去的,这个时候只需要将u盘备份,然后格式化选择NTFS就可以解决。
2. 服务器在安装WDS、AD等服务时都需要NTFS的文件系统,因为这些服务会产生大 于4G的文件。
共享该文件夹
文件系统
在共享文件夹内新建几个文件
NTFS特性:卷影副本
通过另一主机连接服务器并进入到该 共享文件夹,然后删除其中一个文件
文件系统
NTFS特性:卷影副本
无论是服务器的回收站还是另一主机 回收站都没有已删除的文件
文件系统
利用卷影副本可以对文件夹备份 ,类似于虚拟机当中的快照,通 过时间点还原来保证共享文件夹 内的数据安全。
文件系统
Windows Server 2012
ntfs 原理 -回复
ntfs 原理-回复
NTFS(New Technology File System,新技术文件系统)是Windows 操作系统中最常用的文件系统之一。它具有文件存储、访问和管理的高效性和可靠性。本文将以NTFS原理为主题,逐步介绍NTFS的文件分配、目录结构、文件属性和安全性等关键原理。
一、NTFS的文件分配
NTFS使用一种称为Master File Table(MFT,主文件表)的数据结构来管理文件和目录的分配。MFT位于卷的起始部分,并被分为许多大小相等的块,每个块称为MFT记录。每个MFT记录都包含关于特定文件或目录的元数据(metadata)。当文件或目录被创建时,一个新的MFT记录将被分配,并用于存储其相关元数据。而对于大文件,MFT记录可能无法存储所有元数据,此时将会使用扩展属性记录的形式进行存储。
二、NTFS的目录结构
NTFS中的目录使用B树(B-tree)数据结构组织。根目录位于MFT 的记录0,并包含对各个目录的引用。每个目录都有一个父目录和多个子目录,以形成层级结构。每个目录项包含文件或子目录的关键信息,例如其名称、MFT记录号等。通过递归地搜索目录树,可以定位到特定的文件或目录。
三、NTFS的文件属性
NTFS使用文件属性(File Attribute)来描述文件和目录的关键信息。常见的文件属性包括文件名、创建时间、修改时间、访问时间和文件大小等。此外,NTFS还支持其他属性,如文件的压缩状态、加密状态、访问
控制列表(ACL)和文件的副本等。属性允许操作系统和应用程序管理和识别文件。例如,操作系统可以通过属性判断文件是否是系统文件,从而决定是否进行保护。
文件系统fat和ntfs的原理
文件系统fat和ntfs的原理
FAT和NTFS是两种常见的文件系统,它们在计算机存储中起着重要的作用。本文将分别介绍FAT和NTFS的原理,以及它们在文件存储中的特点和应用。
一、FAT文件系统的原理
FAT(File Allocation Table)文件系统是最早应用于个人计算机的一种文件系统。它的原理是将存储设备(如硬盘、U盘等)划分为若干个簇(Cluster),每个簇由若干个扇区(Sector)组成。FAT 文件系统通过使用文件分配表(File Allocation Table)来记录每个簇的使用情况,以便于管理文件的存储和检索。
在FAT文件系统中,文件和目录被组织为一个层次结构,最顶层是根目录(Root Directory),根目录下可以包含文件和子目录。每个文件或目录的相关信息,如名称、大小、属性等,都存储在目录项(Directory Entry)中。而目录项的内容则通过文件分配表来确定文件或目录所占用的簇的位置。
FAT文件系统的优点之一是兼容性强,几乎所有操作系统都能够识别和访问FAT格式的存储设备。此外,FAT文件系统还具有简单、易于实现和维护的特点。
二、NTFS文件系统的原理
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,它首次引入于Windows NT操作系统。相对于FAT文件系统,NTFS具有更多的功能和更好的性能。
NTFS文件系统的原理是将存储设备划分为一个个的簇,每个簇的大小可以根据实际需求进行调整。与FAT不同的是,NTFS使用了一种称为MFT(Master File Table)的结构来管理文件和目录的存储。在NTFS文件系统中,每个文件和目录都有一个唯一的MFT记录,该记录存储了文件的元数据(如文件名、大小、权限等)以及文件的数据存储位置。MFT记录中的数据可以直接存储在记录本身中,也可以通过指针指向其他数据簇。
NTFS文件系统结构分析
NTFS文件系统结构分析
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)。主文件表本身也有它自己的文件记录。
NTFS卷上的每个文件都有一个64位(bit)称为文件引用号(File Reference Number,也称文件索引号)的唯一标识。文件引用号由两部分组成:一是文件号,二是文件顺序号。文件号为48位,对应于该文件在MFT中的位置。文件顺序号随着每次文件记录的重用而增加,这是为NTFS进行内部一致性检查而设计的。
NTFS使用逻辑簇号(Logical Cluster Number,LCN)和虚拟簇号(Virtual Cluster Number,VCN)来进行簇的定位。LCN是对整个卷中所有的簇从头到尾所进行的简单编号。卷因子乘以LCN,NTFS就能够得到卷上的物理字节偏移量,从而得到物理磁盘地址。VCN则是对属于特定文件的簇从头到尾进行编号,以便于引用文件中的数据。VCN可以映射成LCN,而不必
要求在物理上连续。
NTFS的目录只是一个简单的文件名和文件引用号的索引,如果目录的属性列表小于一个记录的长度,那么该目录的所有信息都存储在主文件表的记录中,对于大于记录的目录则使用
了解电脑文件系统FAT和NTFS的区别
了解电脑文件系统FAT和NTFS的区别
在计算机科学领域,文件系统是指操作系统用来组织和存储计算机
中的文件和目录的方法。常见的文件系统包括FAT(File Allocation Table)和NTFS(New Technology File System)。本文将详细介绍这
两种文件系统的区别。
一、FAT文件系统
FAT文件系统最早由微软公司开发,被广泛应用于DOS和早期的Windows操作系统上。它的设计简单,具有一定的兼容性和易用性。
1. 文件分配方式:
FAT文件系统采用的是基于文件分配表的方式来分配和管理磁盘空间。文件分配表记录了磁盘上每个簇(一组连续的磁盘扇区)的使用
情况。FAT文件系统通过查询文件分配表来确定文件的物理位置。
2. 文件名和路径:
FAT文件系统支持短文件名和长文件名两种命名格式。短文件名最
多只能使用8个字符的文件名和3个字符的文件扩展名。而长文件名
则支持更长的文件名,并可以使用特殊字符和空格。
3. 文件大小和磁盘容量限制:
FAT16是FAT文件系统的一种变体,它支持的最大文件大小为
2GB,磁盘容量上限为2TB。而FAT32则支持的最大文件大小为4GB,磁盘容量上限为2TB。
二、NTFS文件系统
NTFS文件系统是微软为Windows NT系列操作系统而开发的一种高级文件系统。相比于FAT文件系统,NTFS具有更多的功能和更高的性能。
1. 安全性和权限控制:
NTFS文件系统支持文件和目录的权限设置,可以通过给用户和用户组分配不同的访问权限来实现安全控制。这种权限控制能力在多用户环境下尤为重要。
NTFS文件系统解析
• NTFS将文件作为属性/属性值的集合来处理, 这一点与其他文件系统不一样。文件数据就 是未命名属性的值,其他文件属性包括文件 名、文件拥有者、文件时间标记等。下图显 示了一个用于小文件的MFT记录
属性头
• 属性头主要用于说明该属性的类型、大小及 名字,同时包含压缩、加密等标志。
• 以上引导扇区最为关键的字节数是0B-0C( 每扇区字节数) 0B-0C(每扇区字节数) 0D(每簇扇区数)28-2F(文件系统扇区总 和) 30-37(MFT起始簇号)38-3F(MFT备 份的起始簇号) 40(每MFT项大小)44(每 个索引的簇数),但数据发生不可预料的损
坏时,可以根据以上信息重建分区表,定位 数据区,恢复MFT,重建DBR,这些关键字 节码的用处不言而喻。
或者读取它。
• $boot 引导文件 • $quota 磁盘配额信息 • $secure 安全文件 • $upcase 大小写字母的转换 • $extend metadata directry 扩展元文件目录 • $ extend\$reparse 解析文件 • $ extend\$usnjrnl 加密日志文件 • $ extend\$quotቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 配额管理文件 • $ extend\$objid 对象ID文件
系统是对文件内容进行读写,而NTFS则是对包含 文件内容的属性进行读写
深入了解电脑文件系统NTFSFAT等
深入了解电脑文件系统NTFSFAT等深入了解电脑文件系统NTFS、FAT等
随着计算机技术的不断发展,电脑成为人们生活和工作中不可或缺
的工具。而电脑中的文件系统则起到了至关重要的作用,它负责管理
和组织计算机中的文件和文件夹。本文将深入探讨电脑文件系统中的NTFS(New Technology File System)和FAT(File Allocation Table)
两种常见文件系统,旨在帮助读者更全面地了解和使用电脑文件系统。
一、NTFS(New Technology File System)
NTFS是由微软公司开发的一种高级文件系统,自Windows NT发
布以来,已成为Windows系统中主要的文件系统。相比于旧的FAT文
件系统,NTFS具有以下优势。
1. 安全性较高:NTFS支持对文件和文件夹进行细粒度的权限控制,可以通过权限设置限制用户对文件的访问权,提高文件的安全性。
2. 容错性强:NTFS具备自动磁盘错误修复的能力,在存储介质出
现故障时,可以通过磁盘检查修复工具自动修复错误,提高数据可靠性。
3. 支持大容量存储:NTFS支持更大的文件和磁盘容量,单个文件
大小可达16EB(1EB=1024PB),磁盘容量上限为256TB,满足了现
代计算机存储需求的不断增长。
4. 高效的文件加密和压缩功能:NTFS支持对文件和文件夹进行加
密和压缩,提供了更高级别的数据保护和存储空间利用率。
二、FAT(File Allocation Table)
FAT是一种较早的文件系统,最初由微软开发,被广泛应用于早期
了解电脑文件系统的不同类型
了解电脑文件系统的不同类型现代社会中,电脑可谓是人们生活中必不可少的一部分。尽管我们每天都在处理电脑文件,但是了解电脑文件系统的不同类型却是许多人所忽视的。今天,我将为大家介绍一下电脑文件系统的不同类型,帮助您更好地管理和使用电脑文件。
一、FAT文件系统
FAT文件系统(File Allocation Table),即文件分配表文件系统,是最早应用于计算机的文件系统之一。它采用了一种磁盘数据存储方式,通过使用文件分配表来记录文件在磁盘上的存储位置和状态。FAT文件系统适用于小容量磁盘(如1.44MB的软盘),以及较旧的Windows操作系统。
二、NTFS文件系统
NTFS文件系统(New Technology File System),是Windows NT 操作系统和以后版本的默认文件系统。相比于FAT文件系统,NTFS 文件系统具有更高的安全性、更好的性能和更大的文件容量支持。它支持文件和文件夹的权限控制、压缩和加密,还能记录和恢复文件系统的状态。NTFS文件系统适用于大容量磁盘和专业用户。
三、HFS+文件系统
HFS+文件系统(Hierarchical File System Plus),是苹果Mac OS X 操作系统中广泛使用的文件系统。它基于HFS文件系统的升级版本,
提供了更好的性能和更大的文件容量支持。HFS+文件系统还支持资源
派生机制、元数据日志和快照等特性,使得文件管理更加方便和安全。
四、EXT文件系统
EXT文件系统(Extended File System),是Linux操作系统中常见
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NTFS文件系统原理
NTFS是新技术文件系统(New Technology File System)的英文缩写。与FAT 相比,NTFS具有许多新的特性,主要有以下4点。
① 容错性:NTFS可以自动地修复磁盘错误而不会显示出错信息。WindowsNT/2000/XP向NTFS分区中写入文件时,会在内存中保留文件的一份
拷贝,然后检查,磁盘中写入的文件与内存中保留的拷贝是否一致。如果两者不一致,Windows就把相应的扇区标为坏扇区而不再使用它(即簇重
映射),然后,用内存中保留的文件拷贝重新向磁盘上写文件。如果在读文件时出现错误,NTFS返回一个读错误信息,并告知相应的应用程序数据
已经丢失。
② 安全性:NTFS有许多安全性能方面的选项,可以在本机上和通过远程的方法保护文件及目录。NTFS还支持加密文件系统EFS(Encrypting
File System),可以阻止没有授权的用户访问文件。
EFS提供对存储在NTFS分区中的文件进行加密的功能。EFS加密技术基于公共密钥(Public Key),并作为集成的系统服务运行,具有管理容
易、攻击困难、对文件所有者透明等优点。EFS具有如下5点特性。
1.透明的加密过程。不要求用户(文件所有者)每次使用都进行加、解密。
2.强大的加密技术。基于公共密钥加密。
3.强大的加密技术。基于公共密钥加密。
4.完整的数据恢复。加密密钥的列表文件被“恢复代理”的公共密钥再次加密,可以有多个恢复代理,每一个恢复代理都有不同的公共密钥
5.可保护临时文件和页面文件。
6.文件加密的密钥驻留在操作系统的内核中,并且保存在非分页内存中,这保证了密钥绝不会被拷贝到页面文件中,因而不会被非法访问。
加密或解密文件、文件夹通过其属性完成,也可用命令行工具Cipher.exe来完成。
③ 文件压缩(Compress):NTFS支持文件压缩功能,用户可以选择压缩单个文件或整个文件夹。
④ 磁盘配额(Disk Quotas):磁盘配额功能允许系统管理员管理分配给各个用户的磁盘空间,合法用户只能访问属于自己的文件,Windows
NT/2000/XP中的磁盘配额功能是基于用户和卷(Windows NT/2000/XP下文件系统以卷为单位划分,相当于Windows 95/98/Me下逻辑分区的概念)的所谓磁盘配额,就是管理员可以对本域中的每个用户所能使用的磁盘空间进行配额限制,即每个用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。
需要注意以下5点。
1. 磁盘配额只有Windows NT/2000/XP的NTFS文件系统才支持,不能在NT 4.0的NTFS分区上设置磁盘配额。
2.磁盘配额可以对每个用户在每个卷上的磁盘使用情况进行跟踪和控制。这种跟踪是利用文件或文件夹的所有权来实现的。当一个用户在
NTFS分区上拷贝或存储一个新的文件时,他就拥有对这个文件的所有权,这时磁盘配额程序就将此文件的大小计入这个用户在该卷上的磁盘配额空
间内。
3.磁盘配额不支持文件压缩,磁盘配额程序统计磁盘使用情况时,统一按未压缩文件的大小进行统计,而不管它实际占用了多少磁盘空间。
4.设置磁盘配额后,Windows NT/2000/XP报告的剩余空间,是当前这个用户的磁盘配额范围内的剩余空间。
5.磁盘配额程序按卷独立跟踪和控制磁盘使用情况,与物理磁盘无关。
由FAT转换而来的NTFS:从FAT转换到NTFS的卷将失去NTFS的一些性能优点。
把一个FAT卷转换成NTFS后,簇的大小是512字节,增加了出现碎片的可能性,而且在整理碎片时需要花费更多的时间。基于上述原因,最好
在最初的格式化时就把分区格式化成NTFS文件系统。
NTFS文件压缩功能:NTFS压缩功能可以对单个文件、整个文件夹或NTFS卷上的整个目录树进行压缩。使用压缩功能将会引起NTFS卷的性能下
降,原因是每次访问被压缩的文件时,都需要对它进行解压缩。如果要拷贝一个压缩文件,其过程是:解压缩、拷贝、重新对拷贝的文件进行压缩
,大大增加了CPU的处理时间。NTFS压缩功能在Windows 2000/XP专业版上的效率要高于在Windows 2000/XP服务器版上的效率。
碎片整理:当磁盘上出现碎片时,访问一个文件就需要磁头做更多地运动,它对性能有极大的不良影响。使磁盘上的碎片维持在一个较低的
水平是提高NTFS卷性能的最重要的因素。用户可以经常地运行碎片整理工具来完成这一工作。
Windows 2000/XP的磁盘碎片整理工具可以快速地对一个卷进行分析,并提出是否需要对这个卷进行整理的建议。
禁止非必需的NTFS功能,可以提高系统性能。
禁止创建短文件名。NTFS为保持与MS-DOS和Windows 3.x兼容,也支持8.3格式的文件名。如果不想支持这些系统,到注册表中的HKEY_LOCAL
_MACHINE\SYSTEM\ CurrentControlSet\Control\FileSystem,将
NtfsDisable8dot3NameCreation的值由0改为1。
禁止最近访问更新。在各个目录之间来回切换时,NTFS将更新最近访问的目录的日期/时间标签,在容量比较大的NTFS卷上,它会降低NTFS卷
的性能。在注册表的HKEY_LOCAL_
MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem中把NtfsDisable LastAccessUpdate的值由0改为1,
就可以禁止自动更新功能。如果没有这个条目,就加上它。
为主文件表(MFT)保留适当的空间。MFT在NTFS卷中扮演着重要的角色,对其性能的影响很大。系统空间分配、读写磁盘时会频繁地访问
MFT,因此,MFT对NTFS卷的性能有着至关重要的影响。NTFS文件系统的开发者在MFT附近预留着一个特定区域,用来减少MFT中的碎片,默认状态下
,这一区域占整个卷大小的12.5%。尽管这个区域能使得MFT中的碎片最少,但它并非总是合适的。要对MFT的空间进行管理,可以在HKEY_LOCAL_ MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem中增加一个类型为REG_DWORD的NtfsMftZoneReservation,它的默认值是1,其范围是1~
(1表示MFT占整个卷的12.5%,2表示25%,3表示37.5%,4表表示50%)。
必须在创建NTFS卷之前改变注册表。对注册表的修改只影响此后建立的NTFS 卷,对现有的卷没有影响,这些卷还会保持原来的MFT设置。为
MFT分配更多的空间不会影响正常的存储空间,因为一旦正常的文件存储空间满后,NTFS将使用MFT区,有时这也是导致MFT区更容易出现碎片的原
因。因此必须注意用户文件已经占用的存储空间,在卷上保留一定的可用空间,这样MFT就可以有足够的保留空间。
关于NtfsMftZoneReservation的设置,其默认的12.5%的设置对大多数用户而言已经足够了。
Windows NT/2000/XP的NTFS结构非常复杂,感兴趣的读者请参考《Windows 操作系统原理》及其他资料做更深入的研究。