Структура тома с файловой системой NTFS

Файловая система NTFS

N ew T echnology F ile S ystem (файловая система новой технологии) содержит ряд значительных усовершенствований и изменений, существенно отличающих ее от других файловых систем. В отличие от FAT работа на дисках большого объема происходит намного эффективнее; имеются средства для ограничения доступа к файлам, введены механизмы, повышающие надежность файловой системы, сняты многие ограничения на максимальное количество дисковых секторов и/или кластеров.

Одним из основных понятий при работе с NTFS является понятии тома (volume). Все дисковое пространство тома делится на кластеры. NTFS поддерживает размеры кластеров от 512 байт до 64 Кбайт. Стандартом считается кластер размером 2 или 4 Кбайт.

Все дисковое пространство делится на две неравные части (рис.3). Первые 12% диска отводятся под MFT-зону (master file table) – пространство, которое может занимать, увеличиваясь в размере, главный служебный метафайл MFT. Эта MFT-зона всегда держится пустой, чтобы самый главный служебный файл MFT не фрагментировался при росте. Остальные 88% тома представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

MFT – централизованный каталог всех остальных файлов диска, в том числе и себя самого. Он поделен на записи фиксированной размера в 1 Кбайт, и каждая запись соответствует одному файлу. Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны ОС – они называются метафайлами, причем самый первый метафайл – сам MFT. Эти первые 16 элементов MFT – единственная часть диска, имеющая строго фиксированное положение. Копия этих 16 записей хранится в середине тома для надежности. Эти первые 16 файлов отвечают за какой-либо аспект работы системы. Таким образом, В MFT хранится вся информация о файлах, за исключением собственно данных.

Файл в томе с NTFS идентифицируется так называемой файловой ссылкой, которая представляется как 64-разрядное число. Файловая ссылка состоит из номера файла, который соответствует позиции его файловой записи в MFT, и номера последовательности. Последний увеличивается всякий раз, когда данная позиция в MFT используется повторно, что позволяет файловой системе выполнять внутренние проверки целостности.

Каждый файл представлен с помощью потоков. Один из потоков носит привычный нам смысл – данные файла. К файлу, например, можно «прилепить» еще один поток, записав в него любые данные. Эти дополнительные потоки не видны стандартными средствами: наблюдаемый размер файла – это лишь размер основного потока. Можно иметь файл нулевой длины, при стирании которого освободится 1 Гбайт свободного места – просто потому, что какая-нибудь хитрая программа «прилепила» к нему дополнительный поток большого размера (так на идее подмены потока был создан вирус для Windows 2000). В настоящее время потоки практически не используются.

Имя файла может содержать любые символы, включая полный набор национальных алфавитов. Максимальная длина имени – 255 символов.

Каталоги в NTFS представляют собой специальный файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT. Внутренняя структура каталога представляет собой бинарное дерево. Поиск файлов осуществляется с помощью получения двухзначных ответов на вопросы о положении файла. Каждый ответ сужает зону поиска примерно в два раза.