Структура файловой системы NTFS.

Здесь мы рассмотрим структуру тома NTFS, включая способы разбиения дискового пространства и его организации в кластеры, принципы хранения на дис­ке реальных файловых данных.

Тома в NTFS.

Структура NTFS начинается с тома. Том соответствует логическому разделу на диске и создаётся при форматировании диска или его части под NTFS. Оснастка Disk Management (Управление дисками) консоли ММС также позволяет со­здать том RAID, охватывающий несколько дисков.

На диске может быть один или несколько томов. NTFS обрабатывает каждый том независимо от других. Три примера конфигурации 150-мегабайтного жесткого диска показаны на рисунке.

Том состоит из набора файлов и свободного пространства, оставшегося в данном разделе диска. В FAT том также содержит области, специально отфор­матированные для использования файловой системой. Но в томе NTFS все дан­ные файловой системы вроде битовых карт, каталогов и даже начального за­грузочного кода хранятся как обычные файлы.

Кластеры в NTFS.

Размер кластера на томе NTFS, или кластерный множитель (cluster factor), уста­навливается при форматировании тома командой formatили в оснастке Disk Management. Размер кластера по умолчанию определяется размером тома, но всегда содержит целое число физических секторов с дискретностью N² (т.е. 1 сектор, 2 сектора, 4 сектора, 8 секторов и так далее). Кластерный множитель выражается числом байт в кластере, например 512 байт, 1 Кб или 2 Кб.

Внутренне NTFS работает только с кластерами. (Однако NTFS инициирует низкоуровневые операции ввода-вывода на томе, выравнивая передаваемые дан­ные по размеру сектора и подгоняя их объем под значение, кратное размеру секторов.) NTFS использует кластер как единицу выделения пространства для поддержания независимости от размера физического сектора. Это позволяет NTFS эффективно работать с очень большими дисками, используя кластеры большего размера, и поддерживать нестандартные диски с размером секторов, отличным от 512 байт. Применение больших кластеров на больших томах умень­шает фрагментацию и ускоряет выделение свободного пространства за счет небольшого проигрыша в эффективности использования дискового пространства. Команда format или оснастка Disk Management выбирает кластерный мно­житель в зависимости от размера тома, но Вы можете изменить это значение.

NTFS адресуется к конкретным местам на диске, используя логические номе­ра кластеров (logical cluster numbers, LCN). Для этого все кластеры на томе про­сто нумеруются по порядку — от начала до конца. Для преобразования LCN в физический адрес на диске NTFS умножает LCN на кластерный множитель и получает байтовое смещение от начала тома, воспринимаемое интерфейсом драйвера диска. На данные внутри файла NTFS ссылается по виртуальным но­мерам кластеров (virtual cluster numbers, VCN), нумеруя кластеры, которые при­надлежат конкретному файлу (от 0 до т). VCN не обязательно должны быть физически непрерывными.

35. Основные файлы NTFS, назначение основных файлов NTFS.

Главная таблица файлов.

В NTFS все данные, хранящиеся на томе, содержатся в файлах. Это относится и к структурам данных, используемым для поиска и выборки файлов, к начально­му загрузочному коду и битовой карте, в которой регистрируется состояние пространства всего тома (метаданные NTFS). Хранение всех видов данных в файлах позволяет файловой системе легко находить и поддерживать данные, а каждый файл может быть защищен дескриптором защиты. Кроме того, при по­явлении плохих секторов на диске, NTFS может переместить файлы метаданных.

Главная таблица файлов (MFT) занимает центральное место в структуре NTFS-тома. MFT реализована как массив записей о файлах. Размер каждой запи­си фиксирован и равен 1 Кб. Логически MFT содержит по одной строке на каждый файл тома, включая строку для самой MFT. Кроме MFT на каждом томе NTFS имеется набор файлов метаданных с информацией, необходимой для реализации структуры файловой си­стемы. Имена всех файлов метаданных NTFS начинаются со знака доллара ($), хотя эти знаки скрыты.

Метофайл