32. Фс ntfs.Организация хранения файлов и каталогов

небольшие файлы до 1500 байт , могут целиком располагаться внутри одной записи MFT. запись MFT

SI

FN

Data

SD

SI – стандарт инфа FN имя файла SD – дескриптор безопасности

большие файлы располагаются в кластерах. Атрибут Data в MFT содержит список отрезков <LCN,k>=<номер первого кластера отрезка, длина отрезка>

очень большие файлы располагаются в кластерах. Список отрезков не помещается в одну запись MFT. Используют дополнительные записи MFT. Их номера помещают в основную запись.

сверхбольшие файлы располагаются в кластерах. Список дополнительных записей не помещается в основную запись MFT. Он помещается в область данных.

Каталоги (-объект в файловой системе, упрощающий организацию файлов. Типичная файловая система содержит большое количество файлов, и каталоги помогают упорядочить её путём их группировки.) Каждый каталог – запись в MFT, содержащий атрибут Index Root Индекс позволяет сортировать файлы по любому из резидентных атрибутов. Список файлов каталога представлен парами <имя_файла, номер_записи_MFT>

Небольшой каталог

Большие каталоги

Если список файлов не помещается в одну запись MFT, то его размещают в кластерах. В записи MFT содержатся атрибуты Index Root с узлами В-дерева Index Allocation со списком отрезков в которых расположены остальные записи о файлах каталога.

в-дерево - структура данных, дерево поиска. список – каждое 10 имя – узел

Большой каталог

33. Функция сжатия и шифрования в ntfs

NTFS поддерживает сжатие файлов. Сжатие проводится для отрезков по 16 кластеров. Если содержимое очередного отрезка в сжатом виде занимает менее 16 кластеров – отрезок сжимают, если нет – записывают в несжатом виде.

шифрование файлов

Любой каталог или файл может быть зашифрован.

Шифрование выполняет специальный драйвер – EFS (Encrypting File System) Для шифрования используют: симметричный алгоритм со случайным ключом K ассиметричный алгоритм с парой отрытый и закрытый ключи F и G симметричный алгоритм с ключом R При первом использовании EFS система генерирует пару ключей F и G, открытый ключ F хранится в реестре закрытый ключ G хранится в зашифрованном виде (шифруется ключом R, который генерируется из пароля пользователя).

Шифр\расшифр файлов

• Берется файл с открытым текстом

• Генерируется случайный 128 разрядный ключ

• Файл шифруется ключом К

• Ключ К шифруется открытым ключом F ,

• который хранится в реестре

• Зашифр докт вместе с зашифр ключом <К> сохран на диске

• В процессе регистрации пользователя система расшифровывает его закрытый ключ G и хранит его в памяти

• С помощью закрытого ключа G расшифр симметричный ключ К

• С помощью симметричн ключа К расшифр исходный файл

34. Восстанавливаемость в ntfs

Восстанавливаемость файловой системы – свойство, которое гарантирует, что в случае отказа питания или краха системы все начатые файловые операции будут либо успешно завершены, либо отменены без отрицательных последствий для работоспособности файловой системы.

Причины нарушения целостности файловой системы при сбое:

1.любая файловая операция - последовательность подопераций: сбой между выполнением подопераций приводит к ошибкам файловой системы 2.кэширование файловых операций в оперативной памяти: сбой приводит к потери несохраненной на диске информации из кэша.Средства обеспечения восстанавливаемости :1. использование транзакций2.ведение журнала регистрации транзакций В NTFS гарантируется восстанавливаемость только системной информации, но не пользовательских данных

Журнал регистрации транзакций

Журнал регистрации транзакций делится на части:

область рестарта – содержит информацию о записи, с которой необходимо читать журнал для восстановления (2 копии)

область протоколирования – содержит записи о всех операциях с файловой системой. Запись ведется циклически.

Запись транзакции содержит:

уникальный идентификатор LSN (Logical Sequence Number)

LSN предыдущей записи для данной транзакции

описание действия операции

описание действия по откату операции

Типы записей в журнале

Типы записей в журнале регистрации транзакций:

запись модификации запись контрольной точки запись фиксации транзакции запись таблицы модификации запись таблицы модифицированных страниц

Журнал транзакций, как и другие файлы, кэшируется в оперативной памяти и периодически сбрасывается на диск.

Служба LFS

Служба LFS (Log File Service) управляет журналом транзакций. Обеспечивает: размещение новых записей в журнале сохранение на диске записей журнала чтение записей в прямом и обратном порядке

При проведении транзакции NTFS вызывает LFS

LFS регистрирует в журнале все подоперации - подоперации выполняются над копиями блоков файлов в кэше - LFS создает в журнале запись фиксации транзакции - дается команда диспетчеру кэша на сброс на диск данных - сначала сохраняется информация из журнала, а затем – модифицированные блоки данных

Все операции между последним сбросом на диск и сбоем – отменяются автоматически, т.к. проводились в кэше, а не на диске.

Порядок восстановления файловой системы:

1. Из файла читается журнал транзакций 2. Из области рестарта журнала транзакций определяют LSN последней контрольной точки 3. Читают запись контрольной точки и определяют LSN таблицы незавершенных транзакций и таблицы модифицированных страниц 4. Читают в оперативную память таблицу незавершенных транзакций и таблицу модифицированных страниц 5. Корректировка таблицы незавершенных транзакций и таблицы модифицированных страниц по записям из журнала транзакций, сделанным после контрольной точки, но до последнего сброса кэша. 6. Анализ таблицы модифицированных страниц. Определение LSN самой ранней записи модификации страницы 7. Чтение журнала транзакций в прямом направлении и повторение всех завершенных транзакций. 8. Анализ таблицы незавершенных транзакций определение LSN последней операции каждой из незавершенных транзакций 9. Чтение журнала транзакций в обратном порядке и отмена всех незавершенных транзакций