Виды файловых систем.
Наиболее распространенные на сегодняшний день файловые системы - это: FAT, VFAT, FAT32, HPFS (High Performance File System), NTFS (New Technology File System), EXT2FS (Second Extended File System) и EXT3FS, BeFS, FFS (Fast File System) AMIGA, FFS BSD, NFS (Networked File System), FAT
Эта файловая система была разработана вместе с первой версией DOS и предположительно является работой Билла Гейтса. FAT - это очень простая файловая система, которая представляет собой одиночный связанный список кластеров. Такие файловые системы используют очень мало памяти и являются самыми простыми из существующих.
Распространены две основные версии FAT - FAT12 и FAT16. Первая из них разработана для дискет и может обслуживать диски размером не более 16мбайт, поскольку использует 12-битные номера кластеров. FAT16 была разработана для самых первых жестких дисков и максимальный размер диска для нее составляет 64кб*размер_кластера. Чем больше жесткий диск, тем больше должен быть кластер, что влечет за собой большие потери свободного места. Как FAT12, так и FAT16 имеют ограничение "8.3" для имен файлов и ограниченную поддержку атрибутов файлов.
VFAT. VFAT - расширение FAT, в котором добавилась возможность использовать длинные имена файлов (до 255 символов). Впервые введена в Windows 95
FAT32 Впервые введена в Windows 95 OSR2 и Windows 98. FAT32 избавился от некоторых проблем старой FAT. Как и следует из название, FAT32 использует 32 битные номера кластеров, т.е. - позволяет иметь около 4 миллиардов кластеров на раздел. Это позволяет использовать достаточно небольшой размер кластеров даже для больших дисков.
HPFS (High Performace Filesystem) HPFS была создана IBM и Microsoft для системы OS/2. Предполагалось, что эта система будет быстрой, поддерживающей длинные имена файлов, небольшие размеры кластеров, не имеющей проблем с дефрагментацией и поддерживающей больше атрибутов. HPFS, являясь предшественницей NTFS, является по сути дела NTFS минус атрибуты безопасности. Вместо того, чтобы хранить цепочки кластеров в связанном списке, HPFS сохраняет всю информацию в сортированном B-дереве, что значительно ускоряет поиск файлов.
HPFS - представитель семейства "inode" - файловых систем, в противопоставление FAT-семейству. Другие примеры inode: NTFS, ext2fs и большинство файловых систем, используемых в UNIX'ах. Вместо того, чтобы хранить таблицы директорий и другие дескрипторы в начале диска, HPFS размещает их по всему диску через определенные интервалы, поэтому для того, чтобы прочитать таблицы, головки диска должны добраться до ближайшей таблицы, а не до начала диска.
NTFS (New Technology Filesystem) NTFS - родная файловая система ОС Windows NT. Она очень похожа на HPFS, но поддерживает атрибуты безопасности, такие как контроль доступа. Поскольку Windows NT полностью Unicode, NTFS - тоже Unicode, т.е. каждый символ представляется двумя байтами. Кроме атрибутов безопасности, NTFS добавляет к HPFS и другие возможности. Во первых - это повышенная надежность - при использовании HPFS стирание кластера в нужном месте могло сделать весь диск недоступным. Во вторых - добавлена поддержка нескольких твердых ссылок на файл. В третьих - NTFS может использовать различные размеры сектора и поддерживает более одного кластера на сектор.
ext2fs (Second Extended Filesystem) ext2fs - родная файловая система ОС Linux. Она является еще одним примеров inode-файловых систем. Раздел ext2fs составлен из блоков, каждый из которых обычно имеет размер 1кб. Первый блок (загрузочный) обнулен, все остальные разделены на группы блоков (обычно от 256 до 8192 блоков в каждой). Каждая группа блоков содержит:
1. Копию суперблока. 2. дескрипторы ФС, 3. карту блоков, 4. карту inode, 5. блоки данных, на которых ссылаются inode.
Первый inode - особенный, он содержит список всех поврежденных блоков, пятый inode содержит загрузчик, а одиннадцатый - корневую директорию.
ext3fs (Third Extended Filesystem) Журнальная файловая система, по сути - то ext2fs с добавленным логгированием операций ввода/вывода.
BeFS Используется в BeOS. Очень похожа на файловую систему MacOS, является 64-битной файловой системой.
FFS (Amiga) Используется ОС Amiga DOS.
FFS (BSD) Обычно используется операционными система FreeBSD, NetBSD и т.п.
NFS Разработана Sun Microsystems. Широко распространилась, благодаря простоте реализации. Оборотная сторона медали - это плохое быстродействие и практически полное отсутствие безопасности. Она хорошо подходит для read-only доступа, но если использовать ее например для совместного доступа к базе данных, то проявляется крайняя ненадежность NFS - например, если одновременно два клиента ведут запись в файл базы данных, то информация одного из них будет потеряна. Многие проблемы были разрешены в новых версиях
NetWare. Операционная система NetWare всегда была оптимизирована для использования сетевого сервера, чего нельзя сказать об операционных системах общего назначения, таких как Unix, Windows NT, OS/2, Macintosh и DOS. Файловая система NetWare во многом отличается от файловых систем, предлагаемых данными операционными системами. Это включает в себя несколько ключевых моментов, в том числе обеспечение целостности данных в NetWare и высокой производительности, а также удивительную емкость файловой системы NetWare.
При создании файловой системы NetWare были запроектированы следующие цели (которые перечислены в порядке их важности):
1. сохранение целостности данных;
2. достижение высокой производительности;
3. обеспечение емкости на уровне файловой системы большой ЭВМ;
4. предоставление приложениям широкого диапазона услуг.
Ядро файловой системы операционной системы NetWare 4.0 включает в себя программы, перенесенные из NetWare 3.x. Таким образом, большинство интерфейсов API файловой системы NetWare 4.0 обладает обратной совместимостью с NetWare 3.1 и старше. Однако, файловая система NetWare 4.0 предлагает несколько новых возможностей.
EFS (Encrypting file system) Шифрующая файловая система это тесно интегрированная с NTFS служба, располагающаяся в ядре Windows 2000. Ее назначение: защита данных, хранящихся на диске, от несанкционированного доступа путем их шифрования. Появление этой службы не случайно, и ожидалось давно. Дело в том, что существующие на сегодняшний день файловые системы не обеспечивают необходимую защиту данных от несанкционированного доступа.
Возникает вопрос: а как же, к примеру, файловая система NTFS, которая обеспечивает разграничение доступа и защиту данных от несанкционированного доступа. Но файловая система NTFS не может обеспечить безопасность в том случае, когда доступ к разделу NTFS осуществляется не с помощью средств операционной системы, а напрямую, на физическом уровне. А это сравнительно легко реализовать, например, загрузившись с дискеты и запустив специальную программу: например, весьма распространенную ntfsdos. Конечно можно задать пароль на запуск системы, однако такая защита малоэффективна, особенно в том случае, когда за одним компьютером работают сразу несколько пользователей. А если не исключена возможность извлечения жесткого диска из компьютера, то здесь уже не помогут никакие пароли. Подключив диск к другому компьютеру, его содержимое можно будет прочитать без особых проблем. Таким образом, можно свободно овладеть конфиденциальной информацией, которая хранится на жестком диске.
Единственный способ защиты от физического чтения данных это шифрование файлов. Простейший случай такого шифрования - архивирование файла с паролем. Однако здесь есть ряд серьезных недостатков. Во-первых, пользователю требуется каждый раз вручную шифровать и дешифровать (то есть, в данном случае архивировать и разархивировать) данные перед началом и после окончания работы, что уже само по себе уменьшает защищенность данных. Пользователь может забыть зашифровать (заархивировать) файл после окончания работы, или просто оставить на диске копию файла. Во-вторых, пароли, придуманные пользователем, как правило, легко угадываются. В любом случае, существует достаточное количество утилит, позволяющих распаковывать архивы, защищенные паролем. Как правило, такие утилиты осуществляют подбор пароля путем перебора слов, записанных в словаре.
Система EFS была разработана с целью преодоления этих недостатков
