NTFS详解:Windows NT的高级文件系统及其特性

5星 · 超过95%的资源 | 下载需积分: 50 | PDF格式 | 154KB | 更新于2025-02-16 | 7 浏览量 | 41 下载量 举报
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NTFS规范是Microsoft为Windows NT系列操作系统(包括Windows 2000)开发的一种高级文件系统,相较于FAT/FAT32,它显著改进了文件安全性、性能和管理效率。NTFS的特点在于: 1. **文件结构创新**: NTFS不再像FAT/FAT32那样将系统数据如文件分配表放置在分区头部,而是将所有信息组织成文件形式存在,包括扇区分配表、引导记录等,仅$Boot(分区引导记录)固定在分区开头。这种设计使数据读写更为统一,并简化了分区调整和碎片整理。 2. **系统文件**: NTFS分区包含多个重要的系统文件,如$MFT(Master File Table),这是核心文件,用于记录分区中所有文件的信息,包括$MFT本身。$MFT由多个MFT记录单元构成,每个文件的描述可能占用多个记录单元。另外,还有$MFTMirr(镜像)、$LogFile(日志文件)、$Volume(卷标)、$AttrDef(属性定义)、$Bitmap(位图)、$Boot(引导)、$BadClus(坏簇表)、$Secure(安全属性)、$UpCase(大写转换)、$Extend(扩展分区)等,它们各自负责不同的功能,如数据冗余、错误检测、权限管理等。 3. **性能提升**: NTFS通过优化数据结构和索引机制,提高了文件访问速度,特别是对于大型文件和大量小文件的处理。同时,其支持事务日志和回收站功能,增强了数据恢复能力。 4. **兼容性和限制**: NTFS分区只能被Windows NT或后续版本的Windows系统识别和操作,这在非Windows环境下造成了一些挑战。由于NTFS的内部分布式设计,使得它成为Windows平台上的标准,但也限制了跨平台的应用。 5. **研究与探索**: 尽管微软没有公开详细文档,但因为其商业性质的保密性,许多开发者和研究人员通过分析和网络资源来理解NTFS的工作原理,尽管仍有一些细节未能完全揭示。 总结来说,NTFS规范是Windows NT系统的核心组成部分,其设计原则和特点对现代操作系统文件系统的演变产生了深远影响。对于编程人员和系统管理员而言,理解NTFS的工作方式对于高效地管理和维护数据至关重要。
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关键字:Windows NT NTFS 文件系统 NTFS作为Microsoft Windows NT®操作系统的标配文件系统克服了FAT/FAT32文件系统的大量缺点;同时又随着Microsoft Windows 2000®、Microsoft Windows XP操作系统的推广得到越来越广泛的应用。 和FAT/FAT32文件系统相比,NTFS文件系统主要有以下优点。 •支持大容量存储单元(最大支持 GB) •内建数据压缩支持 •支持事务日志文件 •加强数据安全 目录 基本数据类型 3 MFT文件记录 3 更新序列号 4 虚拟簇号 4 逻辑簇号 4 数据流描述 4 系统文件 6 $MFT 7 未命名数据流格式 7 $MFTMirr 7 未命名数据流格式 8 $LogFile 8 Log file restart page header 8 Log file restart area record:(40 字节) 9 Log client record 9 $Volume 9 未命名数据流格式 9 $AttrDef 10 未命名数据流格式 10 整理规则 10 $AttrDef Flags 10 . (Root Directory) 10 $MountMgrDatabase 数据流 11 $Bitmap 11 $Boot 11 引导扇区与BPB 11 $BadClus 13 $Secure 13 $SDS 数据流 13 $SDH Index 13 $SII Index 14 $UpCase 14 未命名数据流格式 14 $Extend 15 $ObjId 15 $ObjId:$O 15 $Quota 15 $Quota:$O 16 $Quota:$Q 16 $Quota flags 17 $Reparse 17 $Reparse:$R 17 $UsnJrnl 18 $UsnJrnl:$J 18 $UsnJrnl reason flags 18 $UsnJrnl source info flags 19 $UsnJrnl:$Max 20 文件属性记录 20 属性记录头 21 STANDARD_INFORMATION (0x10 常驻属性 len=0x30,0x48) 22 ATTRIBUTE_LIST (0x20 len > 26) 23 FILE_NAME (0x30 常驻属性 len = 68~578)) 24 VOLUME_VERSION (0x40 NT) 25 OBJECT_ID (0x40 2K) 25 SECRUITY_DESCRIPTOR (0x50 ) 26 VOLUME_NAME (0x60) 26 VOLUME_INFORMATION (0x70 len = 0x0c ) 26 DATA (0x80) 27 INDEX_ROOT (0x90) 27 索引块头(16 bytes) 28 索引项(目录项) 28 INDEX_ALLOCATION (0xA0大目录使用) 28 IA索引块(INDEX_ALLOCATION指向的外部索引区) 29 BITMAP (0xB0 MFT文件或外部索引块使用) 29 SYMBOL_LINK (0xC0 NT) 29 REPARSE_POINT (0xC0 2K) 29 EA_INFORMATION (0xD0 ) 30 EA (0xE0 ) 30 PROPERTY_SET (0xF0 NT) 31 LOGGED_UNTILITY_STREAM (0x100 2K) 31 NTFS卷初始化 31 分区结尾与备份主引导扇区 31 目录结构 31
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