NTFS卷的结构

NTFS文件系统
Windows 2000带来了新版本的NTFS。

这个最新版本的NTFS提供了性能、可靠性和在脂肪中没有发现的功能。

一些新特性在Windows 2000,例如Active Directory™目录服务和存储特性基础上重新解析点只能与NTFS卷格式化
NTFS还包括在企业环境中文件服务器和高端个人计算机所需的安全特性，以及数据访问控制和对数据
谨慎
因为NTFS在软盘上不受支持，当您将NTFS文件复制到软盘时，数据流和其他不受脂肪支持的属性会在没有警告的情况下丢失。

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重新解析点
Reparse点是包含在Windows 2000中的NTFS版本中的新文件系统对象。

重新解析点有一个可定义属性包含用户数据和用于扩展功能的输入/输出(I / O)子系统。

关于重新解析点的更多信息,请参见平台软件开发工具包(SDK)在
/windows2000/reskit/webresources Web资源页面上的链接。

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改变期刊
变更日志被NTFS用于提供对卷中文件的所有更改的持久日志。

对于每个卷，NTFS使用变更日志来跟踪关于添加、删除和修改的文件的信息。

更改日志比时间戳或文件通知更有效，以确定给定名称空间中的更改。

更改日志被实现为一个稀疏的流，其中只有一个小的活动范围使用任何磁盘分配。

活动范围最初始于抵消0流和单调向前移动。

独特的序列号(USN)的一个特定的记录代表其虚拟流抵消。

当活动范围在流中向前移动时，较早的记录将被释放并变得不可用。

可以对稀疏文件中的活动范围的大小进行调整。

更多信息关于改变期刊和稀疏文件,看到平台软件开发工具包(SDK)在
/windows2000/reskit/webresources Web资源页面上的链接。

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加密
文件和目录级别加密实现NTFS的版本包含在Windows 2000增强安全NTFS卷。

Windows 2000使用加密文件系统(EFS)以加密的形式存储数据，当存储介质从运行Windows 2000的系统中删除时，它提供了安全性。

关于EFS的更多信息,请参见Microsoft®Windows®2000服务器资源工具包分布式系统指南。

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稀疏文件支持
稀疏文件允许程序创建非常大的文件，但只在需要时使用磁盘空间。

稀疏文件是一个文件的属性,使I / O 子系统分配文件的有意义的(非零)的数据。

所有非零数据分配磁盘上,而所有nonmeaningful数据(大型字符串数据由0)不是。

当读取一个稀疏文件时，分配的数据会在存储时返回，默认情况下，未分配的数据会根据C2安全需求规范返回。

NTFS包含对压缩和未压缩文件的全稀疏文件支持。

NTFS通过返回分配的数据和稀疏的数据来处理对稀疏文件的读操作。

可以将一个稀疏的文件读取为已分配的数据和一系列的数据，而不必检索整个数据集，但是，默认情况下，NTFS返回整个数据集。

您可以设置一个用户控制的文件系统属性，以利用NTFS中稀疏的文件功能。

稀疏文件属性设置,文件系统文件,并可以从任何地方释放数据,当一个应用程序调用时,收益率为零的数据范围而不是存储和返回的实际数据。

文件系统api允许将文件复制或支持为实际的位和稀疏流范围。

最终的结果是高效的文件系统存储和访问。

图3.4显示了如何在没有稀疏文件属性集的情况下存储数据。

图3.4稀疏数据存储
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磁盘配额
磁盘配额是NTFS中的一个新特性，它可以更精确地控制基于网络的存储。

磁盘配额是按每个卷的基础实现的，并且允许在每个用户的基础上实现硬和软的存储限制。

有关磁盘配额的更多信息，请参阅本书中的“数据存储和管理”。

分布式文件系统(Dfs)的引入,NTFS目录连接和卷挂载点还创建了逻辑目录的情况下不需要对应相同的物
理卷。

可用的磁盘空间是基于用户上下文的，而报告的空间并不一定代表用户可用的空间。

出于这个原因，不要依赖于空间查询来对除当前目录之外的目录中可用磁盘空间的数量进行假设。

有关Dfs的更多信息，请参阅分布式系统指南。

有关卷装入点的更多信息，请参阅本章后面的“卷装入点”。

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分布式链接跟踪
Windows 2000提供了一个分布式链接跟踪服务,使客户端应用程序来跟踪链接来源已经在本地或在一个域。

客户端订阅这个链接跟踪服务可以保持他们的完整性,因为对象的引用可以透明地引用。

由NTFS管理的文件可以被一个唯一的对象标识符引用。

链接跟踪存储文件的对象标识符作为其跟踪信息的一部分。

分布式链接跟踪服务跟踪壳牌快捷键和OLE在NTFS卷在电脑上运行Windows 2000的链接。

例如,如果一个shell创建快捷方式到一个文本文件,分布式链接跟踪允许快捷方式保持正确,即使目标文件移动到一个新的驱动器或计算机系统。

同样,在Microsoft®Word文档,其中包含一个OLE链接到一个Microsoft®Excel 电子表格,链接仍然是正确的,即使Excel文件移动到一个新的驱动器或计算机系统。

如果一个链接到一个文件在一个卷格式化NTFS包含在Windows 2000的版本,和文件被转移到其他卷NTFS的相同版本在同一领域,找到该文件的跟踪服务,受到时间上的考虑。

此外，如果文件被移出域或工作组内，则很可能会找到该文件。

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转换到Windows 2000文件系统
NTFS的磁盘格式在Windows 2000中得到了增强，以支持新功能。

当Windows 2000安装了一个现有的NTFS卷时，升级到新的磁盘格式。

升级是快速和自动的;转换时间是独立于卷大小的。

注意，通过转换，可以在任何时候将FAT卷转换为NTFS格式。

exe实用程序。

important-icon
重要的
从脂肪转化而来的卷的性能并不像最初用NTFS格式化的卷那样高。

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Windows NT和Windows 2000的多个启动
在多启动Windows NT和Windows 2000时，您访问NTFS卷的能力取决于您使用的是哪个版本。

(重定向客户使用NTFS卷文件和打印服务器不受影响。

)
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Windows NT兼容性与Windows 2000版本的NTFS版本兼容
在将一个Windows 2000卷系统安装在运行Windows NT 4.0 Service Pack 4版本的NTFS的大多数特性包含在Windows 2000不可用。

但是，如果不使用任何新的NTFS特性，大多数读和写操作都是允许的。

受此配置影响的特性包括以下:
重新解析点。

Windows NT不能使用任何基于reparse点的特性，例如远程存储和卷挂点。

磁盘配额。

在运行Windows NT时，Windows 2000磁盘配额被忽略。

这允许您分配比配额所允许的更多的磁盘空间。

加密。

Windows NT不能对Windows 2000加密的文件执行任何操作。

稀疏文件。

Windows NT不能在稀疏文件上执行任何操作。

改变期刊。

Windows NT忽略了更改日志。

在访问文件时，不会记录任何条目。

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Windows NT卷的清理操作
因为卷上的文件格式与NTFS的版本包含在Windows 2000可以读取和写入到Windows NT,Windows 2000可能需要执行清理操作,以确保一致性的数据结构体积后,安装在电脑上运行Windows NT。

特性受到清理行动解释如下。

磁盘配额如果关闭磁盘配额，则Windows 2000不执行清理操作。

如果打开磁盘配额，Windows 2000将清理配额信息。

如果一个用户超过了磁盘配额，而NTFS卷是由Windows NT 4.0系统挂载的，那么该用户的所有数据的磁盘分配将会失败。

用户仍然可以读写数据到任何现有的文件，但是不能增加文件的大小。

但是，用户可以删除和缩小文件。

当用户低于指定的磁盘配额时，他或她可以恢复数据的磁盘分配。

当一个系统从Windows NT系统升级到一个有配额的Windows 2000系统时，同样的行为也会发生。

重新解析点因为文件重新解析点与他们不能访问计算机运行Windows NT 4.0或更早,在Windows 2000没有清理行动是必要的。

由于运行Windows NT 4.0或更早的计算机无法访问加密文件，因此不需要进行清理操作。

由于稀疏文件不能通过运行Windows NT 4.0或更早版本的计算机访问，所以不需要清理操作。

对象标识符Windows 2000维护了两个对对象标识符的引用。

一个是文件;另一个是在volume-wide对象标识符的索引。

如果您删除一个带有对象标识符的文件，那么Windows 2000必须扫描并清除索引中剩余的条目。

更改运行Windows NT 4.0或更早版本的计算机，不要在更改日志中记录文件更改。

当Windows 2000启动时，Windows NT上访问的数量的变化日志会被重新设置，以表明日志的历史是不完整的。

使用变更日志的应用程序必须有能力接受不完整的日志。

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NTFS卷的结构
与FAT一样，NTFS使用集群作为磁盘分配的基本单元。

在磁盘管理快照中，您可以指定最多4 KB的集群大小。

如果在命令提示符处键入格式格式NTFS卷,但没有指定一个分配单元大小使用/:<大小>开关,将使用的值在表3.4。

able 3.4 Default Cluster Sizes for NTFS
Volume Size Sectors Per Custer Default Cluster Size
512 MB or less 1 512 bytes
513 MB–1,024 MB (1 GB) 2 1,024 bytes (1 KB)
1,025 MB–2,048 MB (2 GB) 4 2,048 bytes (2 KB)
Greater than 2,049 MB 8 4 KB
Windows 2000,Windows NT 3.51和Windows NT 4.0,支持文件压缩。

因为不支持文件压缩在集群大小4 K 以上,Windows 2000的默认NTFS集群大小不超过4 K对NTFS压缩的更多信息,见“文件和文件夹压缩”在本章后面。

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引导扇区
在NTFS卷中发现的第一个信息是引导扇区。

引导扇区从扇区0开始，最长可达16个扇区。

它由两个结构组成:
BIOS参数块，它包含关于卷布局和文件系统结构的信息。

描述如何为正在加载的操作系统查找和加载启动文件的代码。

对于Windows 2000,这段代码Ntldr加载文件。

有关引导扇区的更多信息，请参阅本书中的“磁盘概念和故障排除”。

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主文件表和元数据
当一个体积与NTFS格式,一个主文件表(MFT)文件和其他元数据创建。

元数据是NTFS用来实现文件系统结构的文件。

NTFS为元数据文件保留了MFT的前16个记录。

note-icon
请注意
数据段位置的Mft美元MftMirr引导扇区记录。

如果第一个分区,记录损坏,NTFS读取第二记录找到分区镜像文件。

引导扇区的副本位于卷的末尾。

表3.5列出并简要描述了存储在MFT中的元数据。

表3.5元数据存储在主文件表中
System File
File
Name
MFT
Record
Purpose of the File
Master file table $Mft 0
Contains one base file record for each file and
directory on an NTFS volume. If the allocation
information for a file or directory is too large to fit
within a single record, other file records are allocated
as well.
Master file table 2 $MftMirr 1
A duplicate image of the first four records of the
MFT. This file guarantees access to the MFT in case of
a single-sector failure.
Log file $LogFile 2 Contains a list of transaction steps used for NTFS recoverability. Log file size depends upon the volume size. It is used by Windows 2000 to restore consistency to NTFS in the event of a system failure. For more information about the log file, see "NTFS Recoverability" later in this chapter.
Volume $Volume 3 Contains information about the volume, such as the
volume label and the volume version.
Attribute definitions $AttrDef 4
A table of attribute names, numbers, and
descriptions.
Root file
name index
$ 5 The root directory.
Cluster bitmap $Bitmap 6
A representation of the volume showing which
clusters are in use.
Boot sector $Boot 7 Includes the bootstrap for the volume if it is a bootable volume.
Bad cluster
file
$BadClus 8 Contains bad clusters for the volume.
Security file $Secure 9 Contains unique security descriptors for all files within a volume.
Upcase table $Upcase 10
Converts lowercase characters to matching Unicode
uppercase characters.
NTFS
extension file $Extend 11
Used for various optional extensions such as quotas,
reparse point data, and object identifiers.
12–15 Reserved for future use
他保存的MFT记录包含了文件和目录上的每个文件和目录的文件和目录记录。

NTFS为每个文件创建一个文件记录，并为在NTFS卷上创建的每个目录创建一个目录记录。

MFT为MFT本身提供了一个单独的文件记录。

这些文件和目录记录存储在MFT中。

文件的属性被写入到MFT中分配的空间中。

除了文件属性之外，每个文件记录都包含关于MFT中文件记录位置的信息。

每个文件通常使用一个文件记录。

但是，如果一个文件有大量的属性，或者变得高度分散，它可能需要多个文件记录。

如果是这种情况，文件的第一个记录，称为基本文件记录，存储文件所需要的其他文件记录的位置。

小文件和目录(通常是1500字节或更小)是完全包含在文件的分区,记录。

目录记录包含索引信息。

建议小目录可能完全驻留在结构,而大型目录被组织成 b -树结构和有记录指针指向外部集群包含目录条目,不能包含在分区结构。

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NTFS文件属性
NTFS卷上的每个分配的扇区都属于一个文件。

甚至文件系统元数据也是文件的一部分。

NTFS观点每个文件(或文件夹)为一组文件属性。

诸如文件的名称、它的安全信息、甚至它的数据等元素都是文件属性。

每个属性都由属性类型代码标识，并可选地指定属性名。

当文件的属性可以适应该文件的MFT文件记录时，它们被称为常驻属性。

诸如文件名和时间戳之类的信息都是常驻属性。

当文件的信息太大，无法适应其MFT文件记录时，一些文件属性就是非常驻的。

非驻留属性被分配一个或多个磁盘空间集群，并将其作为数据流存储在卷中。

NTFS创建属性列表属性来描述常驻和非驻留属性记录的位置。

表3.6列出了NTFS定义的文件属性，尽管将来可能会定义其他文件属性。

表3.6 NTFS文件属性类型
属性类型
描述
标准信息
包括时间戳和链接计数等信息。

属性列表
列出不符合MFT记录的所有属性记录的位置。

文件名称
一个可重复的属性，用于长和短的文件名。

该文件的长名称最多可达255个Unicode字符。

短名称是MS-DOS-readable,8.3,大小写不敏感的文件的名称。

POSIX所需的附加名称或硬链接可以作为附加的文件名属性包含。

安全描述符
显示关于谁拥有该文件以及谁可以访问该文件的信息。

数据
包含文件数据。

NTFS允许每个文件的多个数据属性。

每个文件通常都有一个未命名的数据属性。

一个文件也可以有一个或多个命名的数据属性，每个都使用特定的语法。

对象ID
volume-unique文件标识符。

用于链接跟踪服务。

并不是所有的文件都有对象标识符。

记录工具流
类似于一个数据流，但是在一个已登录的工具流上的操作被记录到NTFS日志文件，就像NTFS元数据更改一样。

由EFS使用。

重新解析点
用于目录连接点和卷挂点。

文件系统过滤驱动程序也使用它们来标记特定的文件，以对该驱动程序进行特殊处理。

指数根
用于实现文件夹和其他索引。

指标分配
用于实现文件夹和其他索引。

位图
用于实现文件夹和其他索引。

卷信息
只在$卷系统文件中使用。

包含卷版本。

卷名
只在$卷系统文件中使用。

包含卷标签。

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在NTFS卷ms - dos可读文件的名字
默认情况下,Windows NT和Windows 2000生成MS-DOS-readable文件名称在所有NTFS卷。

提高性能与许多卷长,类似的名称,您可以更改注册表项的默认值NtfsDisable8dot3NameCreation(控制HKEY_LOCAL_MACHINE \ System \ CurrentControlSet \ \文件系统)为1。

Windows 2000不生成短(8.3)文件名称由基于posix的应用程序创建的文件在一个NTFS卷,不管NtfsDisable8dot3NameCreation注册表项的值。

这意味着产品线的苟延残喘,16位基于windows的应用程序将不能查看这些文件名称如果不有效的8.3文件名称。

如果你想使用标准的ms - dos 8.3命名约定使用POSIX文件由应用程序与产品线的苟延残喘或基于windows的应用程序。