Вопрос 5. Основные характеристики файловой системы NTFS.

Восстанавливаемость. После отказа гарантировано восстановление состояния файловой системы. На случай повреждения отдельных дисковых блоков, в которых хранятся системные данные, существуют копии всех системных данных.

Защищенность. Аутентифицированный вход в систему и проверка прав доступа к каждому файлу с использованием списка контроля доступа обеспечивают защиту от несанкционированных файловых операций.

Избыточность данных и отказоустойчивость. Необходима приложениям, для которых недопустима потеря данных из-за отказа носителя. Многослойная структура системы ввода-вывода позволяет динамически загружать необходимые дисковые драйверы, в частности обеспечить чередование дисков.

Поддержка больших дисков и файлов.

Поддержка многих потоков данных. В NTFS каждая единица информации, связанная с файлом, в том числе его имя, а также имя владельца, содержимое и т. д., представлена как атрибут файла. Каждый атрибут состоит из одного потока, то есть последовательности байтов. Можно добавлять к файлу новые атрибуты, включая дополнительные именованные потоки содержимого. В частности, один поток может использоваться для основных операций над данными. Разделителем между именем файла и именем потока данных служит двоеточие, например:file.dat:stream2

Хранение имен в кодировке Unicode. Благодаря использованию универсальной 16-разрядной кодировки имен файлы можно свободно переносить с одного компьютера на другой. Такая разрядность обеспечивает уникальное представление каждого символа существующих естественных языков. Имена файлов могут содержать пробелы и произвольное количество точек.

Универсальное средство индексации. Архитектура NTFS позволяет индексировать атрибуты файлов тома, благодаря чему возможен быстрый поиск файлов, удовлетворяющих заданному критерию. Кроме того, NTFS может сортировать файлы по заданному атрибуту.

Замена секторов. Суть технологии заключается в динамической замене потерянных данных, когда сектор диска становится нечитаемым. Для этого используется метод их избыточного хранения. NTFS заменяет поврежденный сектор и больше его не использует, но восстановить его данные не может.

Поддержка POSIX. В соответствии с требованиями этого стандарта в NTFS реализована поддержка имен файлов и каталогов, различающихся только регистром букв и отметкой времени изменения файла.

Сменные диски. Сменные диски, отформатированные для NTFS, защищены теми же механизмами контроля доступа, что и постоянные.

 

 

Вопрос 6. Структура раздела с файловой системой NTFS.

Каждый дисковый раздел NTFS содержит файлы, каталоги, битовые массивы и другие структуры данных.

Каждый раздел организован как линейная последовательность блоков (кластеров по терминологии Microsoft).

Размер блока фиксирован для каждого раздела и варьируется в пределах от 512 байт до 64 Кбайт в зависимости от размера раздела.

Для большинства дисков NTFS используются блоки размером в 4 Кбайт, как компромисс между большими блоками (для эффективности операций чтения/записи) и маленькими блоками (для уменьшения потерь дискового пространства на внутреннюю фрагментацию).

Адресация блоков осуществляется по их смещению от начала раздела, используются 64-разрядные числа.

Главной структурой данных в каждом разделе является главная файловая таблица MFT (Master File Table), представляющая собой линейную последовательность записей фиксированного (1 Кбайт) размера.

 

Вопрос 7. Главная файловая таблица MFT файловой системы NTFS. Структура таблицы MFT.

Главной структурой данных в каждом разделе является главная файловая таблица MFT (Master File Table), представляющая собой линейную последовательность записей фиксированного (1 Кбайт) размера.

Структура таблицы MFT.

Каждая запись MFT описывает один файл или один каталог.

В ней содержатся

· атрибуты файла,

· список дисковых адресов блоков файла.

Если файл очень большой, то используются две и более записей MFT, чтобы вместить список всех блоков файла. В этом случае первая запись MFT, называемая базовой записью, указывает на другие записи MFT.

Свободные элементы MFT учитывается в битовом массиве.

Главная файловая таблица представляет собой файл и, как и любой файл, может располагаться в любом месте тома, тем самым устраняется проблема дефектных секторов на первой дорожке дискового раздела.

Кроме того, этот файл может, при необходимости, расти до максимального размера в 218 записей.

Первые 16 записей MFT зарезервированы для описания файлов метаданных NTFS.

Каждая такая запись описывает обычный файл, у которого есть атрибуты и блоки данных, как у любого файла. У каждого файла метаданных есть имя, начинающееся с символа доллара, указывающего на то, что это файл метаданных.

Первая запись MFT(Запись 0) описывает сам файл MFT. В частности, она содержит информацию о расположении блоков файла MFT, что позволяет системе найти файл MFT.

Запись 1 указывает на дубликат первой части MFT (для описания файлов метаданных NTFS). Наличие второй копии может быть необходимо на случай, если один из первых блоков главной файловой таблицы вдруг станет дефектным.

Запись 2 указывает на журнал. Когда в файловой системе производятся изменения (такие как добавление нового каталога или удаление существующего каталога, изменения атрибутов файлов), информация о предстоящей операции регистрируется в журнале. Таким образом, увеличивается вероятность корректного восстановления файловой системы в случае сбоя во время выполнения операции. В этом журнале не регистрируются только изменения данных пользователя.

Запись 3 содержит информацию о томе

Запись 4 содержитсписок стандартных атрибутов файлов.

Запись 5 с одержит данные о корневом каталоге, который сам представляет собой файл и может произвольно увеличиваться в размерах.

Запись 6. Свободное место на диске учитывается с помощью битового массива. Битовый массив сам является файлом, и его атрибуты и дисковые адреса хранятся в таблице MFT.

Запись 7 указывает на файл начальной загрузки.

Запись 8 используется для того, чтобы связать вместе все дефектные блоки и гарантировать, что они никогда не встретятся в файлах.

Запись 9 содержит информацию о защите.

Запись 10 используется для преобразования регистра для символов латинского алфавита и национальных алфавитов. Этот файл содержит необходимые инструкции.

Запись 11 представляет собой каталог, содержащий различные файлы для дисковых квот, идентификаторов объектов, точек повторного анализа и т. д.

Последние четыре записи MFT зарезервированы на будущее.

 

Вопрос 8. Атрибуты файлов в файловой системе NTFS. Структура записи MFT.

Файл в системе NTFS состоит из множества атрибутов, каждый из которых представляется в виде потока байтов. В качестве атрибутов можно указать имя файла, список атрибутов -перечисляет все другие атрибуты (только в больших файлах), дескриптор безопасности - фиксирует информацию о том, кто может обращаться к файлу, кто является его владельцем и так далее. Большинство файлов имеет несколько коротких потоков, таких как имя файла и его 64-битовый идентификатор, плюс один длинный (неименованный) поток с данными.

Однако у файла может быть и несколько длинных потоков данных. При обращении к каждому потоку после имени файла через двоеточие указывается имя потока, например foo:stream1. У каждого потока своя длина.

Если данные атрибута имеют небольшой размер, они будут сохранены непосредственно в записи MFT, Такие атрибуты называются резидентными. Если данные слишком велики для хранения в MFT, сохраняется информация о расположении этих данных (номера кластеров, в которых размещены необходимые данные). Такие атрибуты называются нерезидентными.

Структура записи MFT.