10. Файловая система ntfs. Принципы организации.

(New Technology File System)

• надежность. Высокопроизводительные компьютеры и системы совместного использования должны обладать повышенной надежностью, для этой цели введен механизм транзакций, при котором ведется журналирование файловых операций;

• расширенная функциональность. В NTFS введены новые возможности: усовершенствованная отказоустойчивость, эмуляция других файловых систем, мощная модель безопасности, параллельная обработка потоков данных, создание файловых атрибутов, определенных пользователем;

• поддержка стандарта POSIX. К числу базовых средств относятся необязательное использование имен файлов с учетом регистра, хранение времени последнего обращения к файлу и механизм альтернативных имен, позволяющий ссылаться на один и тот же файл по нескольким именам;

• гибкость. Распределение дискового пространства отличается большой гибкостью: размер кластера может изменяться от 512 байт до 64 Кбайт.

NTFS хорошо работает с большими массивами данных и большими томами. Максимальный размер тома (и файла) – 16 Эбайт. (1 Эбайт равен 2**64 или 16000 млрд. гигабайт.)

Количество файлов в корневом и некорневом каталогах не ограничено.

Поскольку в основу структуры каталогов NTFS заложена эффективная структура данных, называемая «бинарным деревом», время поиска файлов в NTFS не связано линейной зависимостью с их количеством.

Система NTFS обладает некоторыми средствами для самовосстановления и поддерживает различные механизмы проверки целостности системы, включая ведение журнала транзакций, позволяющий отследить по системному журналу файловые операции записи.

Файловая система NTFS поддерживает объектную модель безопасности и рассматривает все тома, каталоги и файлы как самостоятельные объекты NTFS. Права доступа к томам, каталогам и файлам зависит от учетной записи пользователя и той группы, к которой он принадлежит.

Файловая система NTFS обладает встроенными средствами сжатия, которые можно применять к томам, каталогам и файлам.

Основой структуры тома NTFS является главная таблица файлов (Master File Table, MFT), которая содержит по крайней мере одну запись для каждого файла тома, включая запись для самой себя. Запись от 1 до 4 Кб, стандарт 2 Кб.

Все файлы идентифицируются номером файла, который определяется позицией файла в MTF.

Весь том NTFS состоит из последовательности кластеров (в других системах на кластеры делилась только область данных). Порядковый номер кластера в томе NTFS называется логическим номером кластера (Logical Cluster Number, LCN).

Файл NTFS также состоит из последовательности кластеров, при этом порядковый номер кластера внутри файла называется виртуальным номером кластера (Virtual Cluster Number, VCN).

Для хранения номера кластера в NTFS используется 64-разрядный указатель.

В NTFS файл целиком размещается в записи таблицы MFT, если это позволяет

сделать размер. Если размер файла больше размера записи MFT, в запись помещаются только некоторые атрибуты файла, а остальная часть размещается в отдельном отрезке тома (или нескольких отрезках).

Часть файла, размещаемая в записи MFT – называется резидентной частью, а остальные части – нерезидентными.

Структура файлов NTFS

Каждый файл и каталог на томе NTFS состоит из набора атрибутов. Имя файла и его данные также рассматриваются как атрибуты.

Каждый атрибут файла NTFS состоит из полей: тип атрибута, длина атрибута, значение атрибута и, возможно, его имя. Тип, длина и имя образуют заголовок атрибута.

Имеются системные атрибуты и атрибуты, определяемые пользователем.

Файлы NTFS в зависимости от способа размещения делятся на небольшие, большие, очень большие и сверхбольшие.

Каталоги NTFS

Каждый каталог NTFS представляет собой один вход в таблицу MFT, который содержит атрибут Index Root. Индексы позволяют сортировать файлы для ускорения поиска, основанного на значении определенного атрибута (обычно по имени).