Понятие стандартной файловой системы для семейства операционных систем Microsoft Windows NT. Деление полезного места на кластеры данных. Служебный характер метафайлов. Данные файла, его базовая сущность и строение. Безопасность и права файловой системы.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образованияNTFS заменила использовавшуюся в MS-DOS и Microsoft Windows файловую систему FAT. NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надежности и эффективности использования дискового пространства. NTFS имеет встроенные возможности разграничения доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа - Access Control Lists (ACL)), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объем дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями).Раздел NTFS, теоретически, может быть почти какого угодно размера. Предел, конечно, есть, но я даже не буду указывать его, так как его с запасом хватит на последующие сто лет развития вычислительной техники - при любых темпах роста. Максимальный размер раздела NTFS в данный момент ограничен лишь размерами жестких дисков. NT4, правда, будет испытывать проблемы при попытке установки на раздел, если хоть какая-нибудь его часть отступает более чем на 8 Гб от физического начала диска, но эта проблема касается, лишь загрузочного раздела.Как и любая другая система, NTFS делит все полезное место на кластеры - блоки данных, используемые единовременно. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров - от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом же считается кластер размером 4 Кбайт. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону - пространство, в которое растет метафайл MFT (об этом ниже). Механизм использования MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона просто сокращается (в текущих версиях операционных систем ровно в два раза), освобождая, таким образом, место для записи файлов.Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации: каждый элемент системы представляет собой файл - даже служебная информация. MFT поделен на записи фиксированного размера (обычно 1 Кбайт), и каждая запись соответствует какому либо файлу (в общем смысле этого слова). Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе - они называются метафайлами, причем самый первый метафайл - сам MFT. Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска - восстановить его положение можно с помощью его самого, "зацепившись" за самую основу - за первый элемент MFT. Преимущество настолько модульного подхода заключается в поразительной гибкости - например, на FAT-е физическое повреждение в самой области FAT фатально для функционирования всего диска, а NTFS может сместить, даже фрагментировать по диску, все свои служебные области, обойдя любые неисправности поверхности - кроме первых 16 элементов MFT.Тогда идет в ход довольно удачное решение: данные файла хранятся прямо в MFT, в оставшемся от основных данных месте в пределах одной записи MFT. Файлы, занимающие сотни байт, обычно не имеют своего "физического" воплощения в основной файловой области - все данные такого файла хранятся в одном месте - в MFT. Данная абстракция может использоваться для создания довольно удобных вещей - например, файлу можно "прилепить" еще один поток, записав в него любые данные - например, информацию об авторе и содержании файла, как это сделано в Windows 2000 (самая правая закладка в свойствах файла, просматриваемых из проводника). Вывод - для поиска одного файла среди 1000, например, FAT придется осуществить в среднем 500 сравнений (наиболее вероятно, что файл будет найден на середине поиска), а системе на основе дерева - всего около 12-ти (2^10 = 1024). Дело в том, что для того, чтобы добавить файл в каталог, нужно сначала убедится, что файла с таким именем там еще нет - и вот тут-то в линейной системе у нас будут трудности с поиском файла, описанные выше, которые с лихвой компенсируют саму простоту добавления файла в каталог.Сжатие осуществляется блоками по 16 кластеров и использует так называемые "виртуальные кластеры" - опять же предельно гибкое решение, позволяющее добиться интересных эффектов - например, половина файла может быть сжата, а половина - нет. Это достигается благодаря тому, что хранение информации о компрессированности определенных фрагментов очень похоже на обычную фрагментацию файлов: например, типичная запись физической раскладки для реального, несжатого, файла: кластеры файла с 1 по 43-й хранятся в кластерах диска начиная с 400-го, кластеры файла с 44 по 52-й хранятся в кластерах диска начиная с 8530-го. Физическая раскладка типичного сжатого файла: кластеры файла с 1 по 9-й хранятся в кластерах диска начиная с 400-го, кластеры файла с 10 по 16-й нигде не хранятся, кластеры файла с 17 по 18-й хранятся в кластерах диска начиная с 409-го, кластеры файла с 19 по 36-й нигде не хранятся.
План
Оглавление
Введение
Глава 1. Физическая структура NTFS
1.1 Структура раздела - общий взгляд
1.2 MFT и его структура
1.3 Файлы и потоки
1.4 Журналирование
1.5 Сжатие
1.6 Безопасность
1.7 Специальные возможности
Глава 2. Особенности дефрагментации NTFS
2.1 К истокам проблемы
2.2 Средства решения
2.3 Два варианта решения проблемы
Глава 3. Журналирование NTFS
3.1 Журналируемые операции
3.2 Отложенная запись и контрольные точки журналирования
3.3 Проблемы отложенного журналирования: концепция дублирования информации