Ntfs что это
Ntfs что это
Обзор файловой системы NTFS
Область применения: Windows Server 2022, Windows 10, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2008
NTFS — основная файловая система в последних версиях Windows и Windows Server — предоставляет полный набор возможностей, включая дескрипторы безопасности, шифрование, дисковые квоты и расширенные метаданные. Ее можно использовать с общими томами кластера (CSV) для предоставления томов непрерывной доступности, доступ к которым можно осуществлять одновременно с нескольких узлов отказоустойчивого кластера.
Дополнительные сведения о функциях см. в этом разделе далее в этой статье. См. сведения о новой системе Resilient File System (ReFS).
повышенная надежность;
NTFS использует файл журнала и сведения о контрольных точках для восстановления согласованности файловой системы при перезагрузке компьютера после сбоя системы. После ошибки поврежденного сектора NTFS динамически изменяет конфигурацию кластера, содержащего поврежденный сектор, выделяет новый кластер для данных, отмечает исходный кластер как поврежденный и больше не использует старый кластер. Например, после сбоя сервера NTFS может восстановить данные путем воспроизведения файлов журнала.
NTFS непрерывно отслеживает и исправляет временные проблемы повреждения в фоновом режиме, не переводя том в автономный режим (эта функция, введенная в Windows Server 2008, известна как NTFS с самовосстановлением). При значительных проблемах с повреждением программа Chkdsk в Windows Server 2012 и более поздних версиях сканирует и анализирует диск, пока том подключен, ограничивая время автономной работы временем, необходимым для восстановления целостности данных в томе. Когда NTFS используется с CSV, простои не требуются. Дополнительные сведения см. в статье NTFS Health and Chkdsk (Работоспособность NTFS и Chkdsk).
Повышенная безопасность
Безопасность на основе списка управления доступом (ACL) для файлов и папок. NTFS позволяет устанавливать разрешения для файла или папки, указывать группы и пользователей, чей доступ требуется ограничить или разрешить, и выбрать тип доступа.
Поддержка шифрования диска BitLocker. Шифрование диска BitLocker обеспечивает дополнительную безопасность важных системных сведений и других данных, хранящихся на томах NTFS. Начиная с Windows Server 2012 R2 и Windows 8.1, BitLocker поддерживает шифрование устройств на компьютерах с архитектурой x86 и x64 с доверенным платформенным модулем, который поддерживает режим ожидания с подключением (ранее доступный только на устройствах Windows RT). Шифрование устройств помогает защитить данные на компьютерах под управлением Windows и помогает предотвратить доступ пользователей-злоумышленников к системным файлам, которые они используют для обнаружения пароля, или к диску путем физического удаления его с компьютера и установки в другой компьютер. Дополнительные сведения см. в статье What’s New in BitLocker (Новые возможности BitLocker).
Поддержка больших томов
NTFS может поддерживать тома размером до 8 ПБ в версии Windows Server 2019 и выше и Windows 10 версии 1709 и выше (более ранние версии поддерживают до 256 ТБ). Поддерживаемые размеры томов зависят от размера кластеров и их количества. Для кластеров (2 32 –1) (максимальное число кластеров, поддерживаемое NTFS) поддерживаются следующие размеры томов и файлов.
| Размер кластера | Самый крупный том и файл |
|---|---|
| 4 КБ (размер по умолчанию) | 16 ТБ |
| 8 КБ | 32 ТБ |
| 16 КБ | 64 ТБ |
| 32 КБ | 128 ТБ |
| 64 КБ (предыдущий максимальный размер) | 256 ТБ |
| 128 КБ | 512 ТБ |
| 256 KB | 1 ПБ |
| 512 КБ | 2 ПБ |
| 1024 КБ | 4 ПБ |
| 2048 КБ (максимальный размер) | 8 ПБ |
Обратите внимание, что при попытке подключить том с размером кластера, который превышает поддерживаемый максимум используемой версии Windows, вы получите ошибку STATUS_UNRECOGNIZED_VOLUME.
Службы и приложения могут накладывать дополнительные ограничения на размер файлов и томов. Например, ограничение размера тома составляет 64 ТБ, если вы используете функцию предыдущих версий или приложение резервного копирования, которое использует моментальные снимки службы теневого копирования томов (и не используете сеть SAN или RAID). Тем не менее, может потребоваться использовать тома меньшего размера в зависимости от рабочей нагрузки и производительности хранилища.
Требования к форматированию для больших файлов
Есть новые рекомендации по форматированию томов в отношении правильного расширения больших файлов VHDX. В ходе форматирования томов, которые будут использоваться при дедупликации данных, или при размещении очень больших файлов, таких как файлы VHDX размером больше 1 ТБ, используйте в Windows PowerShell командлет Format-Volume со следующими параметрами.
| Параметр | Описание |
|---|---|
| -AllocationUnitSize 64KB | Задает размер единицы распределения NTFS 64 КБ. |
| -UseLargeFRS | Включает поддержку сегментов записей больших файлов (FRS). Это необходимо для увеличения количества экстентов, допустимых для каждого файла в томе. Для больших записей FRS ограничение увеличивается с примерно 1 500 000 до 6 000 000 экстентов. |
Например, следующий командлет форматирует диск D как том NTFS с включенными FRS и размером единицы распределения 64 КБ.
Можно также использовать команду format. В системной командной строке введите следующую команду, где /L форматирует большой том FRS, а /A:64k задает размер единицы распределения 64 КБ:
Максимальная длина имени файла и пути к файлу
NTFS поддерживает длинные имена файлов и пути увеличенной длины со следующими максимальными значениями:
Поддержка длинных имен файлов с обратной совместимостью. NTFS допускает длинные имена файлов, сохраняя псевдоним 8.3 на диске (в кодировке Юникод), чтобы обеспечить совместимость с файловыми системами, которые накладывают ограничение 8.3 на имена и расширения файлов. При необходимости (по соображениям производительности) можно выборочно отключить именование 8.3 на отдельных томах NTFS в Windows Server 2008 R2, Windows 8 и более поздних версиях операционной системы Windows. В Windows Server 2008 R2 и более поздних версий короткие имена по умолчанию отключены при форматировании тома с помощью операционной системы. Для совместимости приложений на системном томе все еще включены короткие имена.
поддержка путей расширенной длины. многие функции API Windows имеют версии юникода, позволяющие использовать расширенный путь длиной приблизительно 32 767 символов, за исключением ограничений по сравнению с 260 символами, определенными параметром MAX_PATH. Подробные требования к именам файлов и формату путей, а также рекомендации по реализации путей увеличенной длины см. в статье Naming Files, Paths, and Namespaces (Имена файлов, пути и пространства имен).
Кластерное хранилище. При использовании в отказоустойчивых кластерах NTFS поддерживает постоянно доступные тома, к которым могут одновременно обращаться несколько узлов кластера при использовании совместно с файловой системой CSV. Дополнительные сведения см. в статье Use Cluster Shared Volumes in a Failover Cluster (Использование общих томов кластера в отказоустойчивом кластере).
Динамическое выделение емкости
Если пространство тома ограничено, NTFS предоставляет следующие возможности для работы с емкостью хранилища сервера:
Что такое файловая система NTFS – важные функции и преимущества
NTFS, аббревиатура от New Technology File System, является файловой системой, впервые представленной Microsoft в 1993 году с выпуском Windows NT 3.1. NTFS является основной файловой системой, используемой компанией Microsoft в производимых Windows 10, Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP, Windows 2000 и Windows NT.
Линейка операционных систем Windows Server также часто использует NTFS. Эта файловая система также поддерживается в других операционных системах, таких как Linux и BSD. macOS поддерживает NTFS только для чтения.
Как проверить диск на использование NTFS
Есть несколько способов, чтобы проверить, отформатирован ли жёсткий диск в формат файловой системой NTFS, или он использует другую файловую систему.
Через утилиту управления дисками
Первый и, возможно, самый простой способ получить статус одного или нескольких дисков – это использовать «Управление дисками». Чтобы открыть её, нажмите комбинацию клавиш Win + X и в открывшемся меню выберите Управление дисками.
Файловая система будет указана прямо в этом же окне, наряду с томом и другими сведениями о диске.
Откройте проводник Windows
Другой способ проверить, отформатирован ли диск в файловой системе NTFS, – щелкнуть правой кнопкой мыши или удерживать пальцем соответствующий диск, прямо из проводника Windows.
Затем выберите Свойства из выпадающего меню. Прочтите, что находится рядом с Файловой системой на вкладке Общие. Если диск NTFS, то будет указано Файловая система: NTFS.
Используйте командную строку
Ещё один способ узнать, какая файловая система используется жестким диском, использовать интерфейс командной строки.
fsutil fsinfo volumeinfo C:
Команда fsutil fsinfo volumeinfo C: / findstr «System» может быть использован, чтобы обрезать результаты.
Чтобы проверить другой жесткий диск, используйте букву тома этого диска вместо C:
Если вы не знаете букву диска, вы можете получить экранную распечатку с использованием команды fsutil fsinfo drives.
Особенности файловой системы NTFS
NTFS включает и другие функции, такие как жесткие ссылки, разреженные файлы и точки повторной обработки.
Альтернативы NTFS
Файловая система FAT была основной файловой системой в старых операционных системах Microsoft и, по большей части, NTFS её заменила. Однако, все версии Windows по-прежнему поддерживают FAT, и обычно можно найти диски, отформатированные с использованием её вместо NTFS.
ExFAT является новой файловой системой, она предназначена для использования, где NTFS работает недостаточно хорошо или несовместима, как на флэш-накопителях.
NTFS изнутри. Как устроена файловая таблица MFT в Windows
Партнер
Содержание статьи
Стандарт файловой системы NTFS версии 3.1 появился в 2001 году с выходом на рынок Windows XP и с тех пор не претерпел фундаментальных изменений. В Windows 10 также используется NTFS v3.1. Архитектуру и особенности внутреннего устройства этой файловой системы Крис Касперски подробно описал в своей книге «Восстановление данных», которая сейчас готовится к переизданию. Мы публикуем отрывок из этой книги, где Крис рассказывает о том, что представляет собой NTFS изнутри.
NTFS с высоты птичьего полета
Основным структурным элементом всякой файловой системы является том (volume), в случае с FAT совпадающий с разделом (partition). NTFS поддерживает тома, состоящие из нескольких разделов (см. рис.). Будем для простоты считать, что том представляет собой отформатированный раздел (то есть раздел, содержащий служебные структуры файловой системы).
Большинство файловых систем трактуют том как совокупность файлов, свободного дискового пространства и служебных структур файловой системы, но в NTFS все служебные структуры представлены файлами, которые (как это и положено файлам) могут находиться в любом месте тома, при необходимости фрагментируя себя на несколько частей.
Классическое определение, данное в учебниках информатики, отождествляет файл с именованной записью на диске. Большинство файловых систем добавляет к этому понятие атрибута (attribute) — некоторой вспомогательной характеристики, описывающей время создания, права доступа и так далее. В NTFS имя файла, данные файла и его атрибуты полностью уравнены в правах. Иначе говоря, всякий файл NTFS представляет собой совокупность атрибутов, каждый из которых хранится как отдельный поток байтов. Поэтому, во избежание путаницы, атрибуты, хранящие данные файла, часто называют потоками (streams).
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Крис Касперски
Известный российский хакер. Легенда ][, ex-редактор ВЗЛОМа. Также известен под псевдонимами мыщъх, nezumi (яп. 鼠, мышь), n2k, elraton, souriz, tikus, muss, farah, jardon, KPNC.
Файловая система NTFS
Операционные системы Microsoft семейства Windows NT нельзя представить без файловой системы NTFS — одной из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Данная статья расскажет вам, в чем особенности и недостатки этой системы, на каких принципах основана организация информации, и как поддерживать систему в стабильном состоянии, какие возможности предлагает NTFS и как их можно использовать обычному пользователю.
Начнем с общих фактов. Раздел NTFS, теоретически, может быть почти какого угодно размера. Предел, конечно, есть, но я даже не буду указывать его, так как его с запасом хватит на последующие сто лет развития вычислительной техники — при любых темпах роста. Как обстоит с этим дело на практике? Почти так же. Максимальный размер раздела NTFS в данный момент ограничен лишь размерами жестких дисков. NT4, правда, будет испытывать проблемы при попытке установки на раздел, если хоть какая-нибудь его часть отступает более чем на 8 Гб от физического начала диска, но эта проблема касается лишь загрузочного раздела.
Лирическое отступление. Метод инсталляции NT4.0 на пустой диск довольно оригинален и может навести на неправильные мысли о возможностях NTFS. Если вы укажете программе установки, что желаете отформатировать диск в NTFS, максимальный размер, который она вам предложит, будет всего 4 Гб. Почему так мало, если размер раздела NTFS на самом деле практически неограничен? Дело в том, что установочная секция просто не знает этой файловой системы 🙂 Программа установки форматирует этот диск в обычный FAT, максимальный размер которого в NT составляет 4 Гбайт (с использованием не совсем стандартного огромного кластера 64 Кбайта), и на этот FAT устанавливает NT. А вот уже в процессе первой загрузки самой операционной системы (еще в установочной фазе) производится быстрое преобразование раздела в NTFS; так что пользователь ничего и не замечает, кроме странного «ограничения» на размер NTFS при установке. 🙂
Структура раздела — общий взгляд
Как и любая другая система, NTFS делит все полезное место на кластеры — блоки данных, используемые единовременно. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров — от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом же считается кластер размером 4 Кбайт. Никаких аномалий кластерной структуры NTFS не имеет, поэтому на эту, в общем-то, довольно банальную тему, сказать особо нечего.
Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону — пространство, в которое растет метафайл MFT (об этом ниже). Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой — это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов. 
Свободное место диска, однако, включает в себя всё физически свободное место — незаполненные куски MFT-зоны туда тоже включаются. Механизм использования MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона просто сокращается (в текущих версиях операционных систем ровно в два раза), освобождая таким образом место для записи файлов. При освобождении места в обычной области MFT зона может снова расширится. При этом не исключена ситуация, когда в этой зоне остались и обычные файлы: никакой аномалии тут нет. Что ж, система старалась оставить её свободной, но ничего не получилось. Жизнь продолжается… Метафайл MFT все-таки может фрагментироваться, хоть это и было бы нежелательно.
MFT и его структура
Файловая система NTFS представляет собой выдающееся достижение структуризации: каждый элемент системы представляет собой файл — даже служебная информация. Самый главный файл на NTFS называется MFT, или Master File Table — общая таблица файлов. Именно он размещается в MFT зоне и представляет собой централизованный каталог всех остальных файлов диска, и, как не парадоксально, себя самого. MFT поделен на записи фиксированного размера (обычно 1 Кбайт), и каждая запись соответствует какому либо файлу (в общем смысле этого слова). Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе — они называются метафайлами, причем самый первый метафайл — сам MFT. Эти первые 16 элементов MFT — единственная часть диска, имеющая фиксированное положение. Интересно, что вторая копия первых трех записей, для надежности — они очень важны — хранится ровно посередине диска. Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска — восстановить его положение можно с помощью его самого, «зацепившись» за самую основу — за первый элемент MFT.
Метафайлы
Первые 16 файлов NTFS (метафайлы) носят служебный характер. Каждый из них отвечает за какой-либо аспект работы системы. Преимущество настолько модульного подхода заключается в поразительной гибкости — например, на FAT-е физическое повреждение в самой области FAT фатально для функционирования всего диска, а NTFS может сместить, даже фрагментировать по диску, все свои служебные области, обойдя любые неисправности поверхности — кроме первых 16 элементов MFT.
| $MFT | сам MFT |
| $MFTmirr | копия первых 16 записей MFT, размещенная посередине диска |
| $LogFile | файл поддержки журналирования (см. ниже) |
| $Volume | служебная информация — метка тома, версия файловой системы, т. д. |
| $AttrDef | список стандартных атрибутов файлов на томе |
| $. | корневой каталог |
| $Bitmap | карта свободного места тома |
| $Boot | загрузочный сектор (если раздел загрузочный) |
| $Quota | файл, в котором записаны права пользователей на использование дискового пространства (начал работать лишь в NT5) |
| $Upcase | файл — таблица соответствия заглавных и прописных букв в имен файлов на текущем томе. Нужен в основном потому, что в NTFS имена файлов записываются в Unicode, что составляет 65 тысяч различных символов, искать большие и малые эквиваленты которых очень нетривиально. |
Файлы и потоки
Довольно интересно обстоит дело и с данными файла. Каждый файл на NTFS, в общем-то, имеет несколько абстрактное строение — у него нет как таковых данных, а есть потоки (streams). Один из потоков и носит привычный нам смысл — данные файла. Но большинство атрибутов файла — тоже потоки! Таким образом, получается, что базовая сущность у файла только одна — номер в MFT, а всё остальное опционально. Данная абстракция может использоваться для создания довольно удобных вещей — например, файлу можно «прилепить» еще один поток, записав в него любые данные — например, информацию об авторе и содержании файла, как это сделано в Windows 2000 (самая правая закладка в свойствах файла, просматриваемых из проводника). Интересно, что эти дополнительные потоки не видны стандартными средствами: наблюдаемый размер файла — это лишь размер основного потока, который содержит традиционные данные. Можно, к примеру, иметь файл нулевой длинны, при стирании которого освободится 1 Гбайт свободного места — просто потому, что какая-нибудь хитрая программа или технология прилепила в нему дополнительный поток (альтернативные данные) гигабайтового размера. Но на самом деле в текущий момент потоки практически не используются, так что опасаться подобных ситуаций не следует, хотя гипотетически они возможны. Просто имейте в виду, что файл на NTFS — это более глубокое и глобальное понятие, чем можно себе вообразить просто просматривая каталоги диска. Ну и напоследок: имя файла может содержать любые символы, включая полый набор национальных алфавитов, так как данные представлены в Unicode — 16-битном представлении, которое дает 65535 разных символов. Максимальная длина имени файла — 255 символов.
Каталоги
Каталог на NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который уже предоставляет полную информацию об элементе каталога. Внутренняя структура каталога представляет собой бинарное дерево. Вот что это означает: для поиска файла с данным именем в линейном каталоге, таком, например, как у FAT-а, операционной системе приходится просматривать все элементы каталога, пока она не найдет нужный. Бинарное же дерево располагает имена файлов таким образом, чтобы поиск файла осуществлялся более быстрым способом — с помощью получения двухзначных ответов на вопросы о положении файла. Вопрос, на который бинарное дерево способно дать ответ, таков: в какой группе, относительно данного элемента, находится искомое имя — выше или ниже? Мы начинаем с такого вопроса к среднему элементу, и каждый ответ сужает зону поиска в среднем в два раза. Файлы, скажем, просто отсортированы по алфавиту, и ответ на вопрос осуществляется очевидным способом — сравнением начальных букв. Область поиска, суженная в два раза, начинает исследоваться аналогичным образом, начиная опять же со среднего элемента.
Вывод — для поиска одного файла среди 1000, например, FAT придется осуществить в среднем 500 сравнений (наиболее вероятно, что файл будет найден на середине поиска), а системе на основе дерева — всего около 12-ти (2^10 = 1024). Экономия времени поиска налицо. Не стоит, однако думать, что в традиционных системах (FAT) всё так запущено: во-первых, поддержание списка файлов в виде бинарного дерева довольно трудоемко, а во-вторых — даже FAT в исполнении современной системы (Windows2000 или Windows98) использует сходную оптимизацию поиска. Это просто еще один факт в вашу копилку знаний. Хочется также развеять распространенное заблуждение (которое я сам разделял совсем еще недавно) о том, что добавлять файл в каталог в виде дерева труднее, чем в линейный каталог: это достаточно сравнимые по времени операции — дело в том, что для того, чтобы добавить файл в каталог, нужно сначала убедится, что файла с таким именем там еще нет 🙂 — и вот тут-то в линейной системе у нас будут трудности с поиском файла, описанные выше, которые с лихвой компенсируют саму простоту добавления файла в каталог.
Какую информацию можно получить, просто прочитав файл каталога? Ровно то, что выдает команда dir. Для выполнения простейшей навигации по диску не нужно лазить в MFT за каждым файлом, надо лишь читать самую общую информацию о файлах из файлов каталогов. Главный каталог диска — корневой — ничем не отличается об обычных каталогов, кроме специальной ссылки на него из начала метафайла MFT.
Журналирование
NTFS — отказоустойчивая система, которая вполне может привести себя в корректное состояние при практически любых реальных сбоях. Любая современная файловая система основана на таком понятии, как транзакция — действие, совершаемое целиком и корректно или не совершаемое вообще. У NTFS просто не бывает промежуточных (ошибочных или некорректных) состояний — квант изменения данных не может быть поделен на до и после сбоя, принося разрушения и путаницу — он либо совершен, либо отменен.
Пример 1: осуществляется запись данных на диск. Вдруг выясняется, что в то место, куда мы только что решили записать очередную порцию данных, писать не удалось — физическое повреждение поверхности. Поведение NTFS в этом случае довольно логично: транзакция записи откатывается целиком — система осознает, что запись не произведена. Место помечается как сбойное, а данные записываются в другое место — начинается новая транзакция.
И все-таки помните, что журналирование — не абсолютная панацея, а лишь средство существенно сократить число ошибок и сбоев системы. Вряд ли рядовой пользователь NTFS хоть когда-нибудь заметит ошибку системы или вынужден будет запускать chkdsk — опыт показывает, что NTFS восстанавливается в полностью корректное состояние даже при сбоях в очень загруженные дисковой активностью моменты. Вы можете даже оптимизировать диск и в самый разгар этого процесса нажать reset — вероятность потерь данных даже в этом случае будет очень низка. Важно понимать, однако, что система восстановления NTFS гарантирует корректность файловой системы, а не ваших данных. Если вы производили запись на диск и получили аварию — ваши данные могут и не записаться. Чудес не бывает.
Сжатие
Файлы NTFS имеют один довольно полезный атрибут — «сжатый». Дело в том, что NTFS имеет встроенную поддержку сжатия дисков — то, для чего раньше приходилось использовать Stacker или DoubleSpace. Любой файл или каталог в индивидуальном порядке может хранится на диске в сжатом виде — этот процесс совершенно прозрачен для приложений. Сжатие файлов имеет очень высокую скорость и только одно большое отрицательное свойство — огромная виртуальная фрагментация сжатых файлов, которая, правда, никому особо не мешает. Сжатие осуществляется блоками по 16 кластеров и использует так называемые «виртуальные кластеры» — опять же предельно гибкое решение, позволяющее добиться интересных эффектов — например, половина файла может быть сжата, а половина — нет. Это достигается благодаря тому, что хранение информации о компрессированности определенных фрагментов очень похоже на обычную фрагментацию файлов: например, типичная запись физической раскладки для реального, несжатого, файла:
кластеры файла с 1 по 43-й хранятся в кластерах диска начиная с 400-го
кластеры файла с 44 по 52-й хранятся в кластерах диска начиная с 8530-го…
Физическая раскладка типичного сжатого файла:
кластеры файла с 1 по 9-й хранятся в кластерах диска начиная с 400-го
кластеры файла с 10 по 16-й нигде не хранятся
кластеры файла с 17 по 18-й хранятся в кластерах диска начиная с 409-го
кластеры файла с 19 по 36-й нигде не хранятся
Видно, что сжатый файл имеет «виртуальные» кластеры, реальной информации в которых нет. Как только система видит такие виртуальные кластеры, она тут же понимает, что данные предыдущего блока, кратного 16-ти, должны быть разжаты, а получившиеся данные как раз заполнят виртуальные кластеры — вот, по сути, и весь алгоритм.
Безопасность
NTFS содержит множество средств разграничения прав объектов — есть мнение, что это самая совершенная файловая система из всех ныне существующих. В теории это, без сомнения, так, но в текущих реализациях, к сожалению, система прав достаточно далека от идеала и представляет собой хоть и жесткий, но не всегда логичный набор характеристик. Права, назначаемые любому объекту и однозначно соблюдаемые системой, эволюционируют — крупные изменения и дополнения прав осуществлялись уже несколько раз и к Windows 2000 все-таки они пришли к достаточно разумному набору.
Права файловой системы NTFS неразрывно связаны с самой системой — то есть они, вообще говоря, необязательны к соблюдению другой системой, если ей дать физический доступ к диску. Для предотвращения физического доступа в Windows2000 (NT5) всё же ввели стандартную возможность — об этом см. ниже. Система прав в своем текущем состоянии достаточно сложна, и я сомневаюсь, что смогу сказать широкому читателю что-нибудь интересное и полезное ему в обычной жизни. Если вас интересует эта тема — вы найдете множество книг по сетевой архитектуре NT, в которых это описано более чем подробно.
На этом описание строение файловой системы можно закончить, осталось описать лишь некоторое количество просто практичных или оригинальных вещей.
Hard Links
Эта штука была в NTFS с незапамятных времен, но использовалась очень редко — и тем не менее: Hard Link — это когда один и тот же файл имеет два имени (несколько указателей файла-каталога или разных каталогов указывают на одну и ту же MFT запись). Допустим, один и тот же файл имеет имена 1.txt и 2.txt: если пользователь сотрет файл 1, останется файл 2. Если сотрет 2 — останется файл 1, то есть оба имени, с момента создания, совершенно равноправны. Файл физически стирается лишь тогда, когда будет удалено его последнее имя.
Symbolic Links (NT5)
Гораздо более практичная возможность, позволяющая делать виртуальные каталоги — ровно так же, как и виртуальные диски командой subst в DOSе. Применения достаточно разнообразны: во-первых, упрощение системы каталогов. Если вам не нравится каталог Documents and settingsAdministratorDocuments, вы можете прилинковать его в корневой каталог — система будет по прежнему общаться с каталогом с дремучим путем, а вы — с гораздо более коротким именем, полностью ему эквивалентным. Для создания таких связей можно воспользоваться программой junction (junction.zip, 15 Кб), которую написал известный специалист Mark Russinovich. Программа работает только в NT5 (Windows 2000), как и сама возможность.
Для удаления связи можно воспользоваться стандартной командой rd.
ВНИМАНИЕ: Попытка уделения связи с помощью проводника или других файловых менеджеров, не понимающих виртуальную природу каталога (например, FAR), приведет к удалению данных, на которые ссылается ссылка! Будьте осторожны.
Шифрование (NT5)
Полезная возможность для людей, которые беспокоятся за свои секреты — каждый файл или каталог может также быть зашифрован, что не даст возможность прочесть его другой инсталляцией NT. В сочетании со стандартным и практически непрошибаемым паролем на загрузку самой системы, эта возможность обеспечивает достаточную для большинства применений безопасность избранных вами важных данных.Часть 2. Особенности дефрагментации NTFS
Вернемся к одному достаточно интересному и важному моменту — фрагментации и дефрагментации NTFS. Дело в том, что ситуация, сложившаяся с этими двумя понятиями в настоящий момент, никак не может быть названа удовлетворительной. В самом начале утверждалось, что NTFS не подвержена фрагментации файлов. Это оказалось не совсем так, и утверждение сменили — NTFS препятствует фрагментации. Оказалось, что и это не совсем так. То есть она, конечно, препятствует, но толк от этого близок к нулю… Сейчас уже понятно, что NTFS — система, которая как никакая другая предрасположена к фрагментации, что бы ни утверждалось официально. Единственное что — логически она не очень от этого страдает. Все внутренние структуры построены таким образом, что фрагментация не мешает быстро находить фрагменты данных. Но от физического последствия фрагментации — лишних движений головок — она, конечно, не спасает. И поэтому — вперед и с песней.
К истокам проблемы
Как известно, система сильнее всего фрагментирует файлы когда свободное место кончается, когда приходится использовать мелкие дырки, оставшиеся от других файлов. Тут возникает первое свойство NTFS, которое прямо способствует серьезной фрагментации.
Диск NTFS поделен на две зоны. В начала диска идет MFT зона — зона, куда растет MFT, Master File Table. Зона занимает минимум 12% диска, и запись данных в эту зону невозможна. Это сделано для того, чтобы не фрагментировался хотя бы MFT. Но когда весь остальной диск заполняется — зона сокращается ровно в два раза :). И так далее. Таким образом мы имеем не один заход окончания диска, а несколько. В результате если NTFS работает при диске, заполненном на около 90% — фрагментация растет как бешенная.
Попутное следствие — диск, заполненный более чем на 88%, дефрагментировать почти невозможно — даже API дефрагментации не может перемещать данные в MFT зону. Может оказаться так, что у нас не будет свободного места для маневра.
Далее. NTFS работает себе и работает, и всё таки фрагментируется — даже в том случае, если свободное место далеко от истощения. Этому способствует странный алгоритм нахождения свободного места для записи файлов — второе серьезное упущение. Алгоритм действий при любой записи такой: берется какой-то определенный объем диска и заполняется файлом до упора. Причем по очень интересному алгоритму: сначала заполняются большие дырки, потом маленькие. Т.е. типичное распределение фрагментов файла по размеру на фрагментированной NTFS выглядит так (размеры фрагментов):
Так процесс идет до самых мелких дырок в 1 кластер, несмотря на то, что на диске наверняка есть и гораздо более большие куски свободного места.
Вспомните сжатые файлы — при активной перезаписи больших объемов сжатой информации на NTFS образуется гигантское количество «дырок» из-за перераспределения на диске сжатых объемов — если какой-либо участок файла стал сжиматься лучше или хуже, его приходится либо изымать из непрерывной цепочки и размещать в другом месте, либо стягивать в объеме, оставляя за собой дырку.
Смысл в сего этого вступления в пояснении того простого факта, что никак нельзя сказать, что NTFS препятствует фрагментации файлов. Наоборот, она с радостью их фрагментирует. Фрагментация NTFS через пол года работы доведет до искреннего удивления любого человека, знакомого с работой файловой системой. Поэтому приходится запускать дефрагментатор. Но на этом все наши проблемы не заканчиваются, а, увы, только начинаются.
Средства решения?
«Временно занятое место» служит для облегчения восстановления системы в случае аппаратного сбоя и освобождается через некоторое время, обычно где-то пол минуты.
Допустим, мы хотим положить файлы подряд в начало диска. Кладем один файл. Он оставляет хвост занятости дополнения до кратности 16. Кладем следующий — после хвоста, естественно. Через некоторое время, по освобождению хвоста, имеем дырку
Ntfs что это
Шаблон:Карточка файловой системы
Содержание
История [ ]
Файловая система NTFS заменила файловую систему FAT, использовавшуюся в ОС MS-DOS и ОС Windows.
Версии NTFS [ ]
Различают несколько версий NTFS. Номер версии драйвера файловой системы (NTFS.sys) не стоит в зависимости от версии самой файловой системы.
Поддержка операционными системами [ ]
Спецификации файловой системы NTFS закрыты. Это создаёт определённые трудности при реализации её поддержки в продуктах, не принадлежащих фирме Microsoft, например, разработчикам драйверов для свободных операционных систем приходится заниматься обратной разработкой файловой системы NTFS.
В данный момент полноценная поддержка NTFS присутствует только в ОС семейства Windows NT от фирмы Microsoft. Существующие средства доступа к разделам NTFS для других ОС перечислены ниже.
MS-DOS [ ]
Windows 9x [ ]
Linux [ ]
OpenSolaris / Solaris [ ]
KolibriOS [ ]
ReactOS [ ]
Реализована поддержка NTFS «на чтение» через свободный драйвер собственного производства.
Mac OS X [ ]
Сравнение файловых систем FAT и NTFS [ ]
минимальный размер тома : 8 МиБ
минимальный рекомендуемый размер тома : 10 МиБ [8]
практически — 2 44 байт минус 64 килобайта (
16 384 гигабайт или
FAT32 поддерживает файлы размером не более 4 Гигабайт
Примечания [ ]
Ссылки [ ]
Контакты • DVD Maker • Факсы и сканирование • Internet Explorer • Журнал • Экранная лупа • Media Center • Проигрыватель Windows Media • Программа совместной работы • Центр устройств Windows Mobile • Центр мобильности • Экранный диктор • Paint • Редактор личных символов • Удалённый помощник • Распознавание речи • WordPad • Блокнот • Боковая панель • Звукозапись • Календарь • Калькулятор • Ножницы • Почта • Таблица символов • Исторические: Movie Maker • NetMeeting • Outlook Express • Диспетчер программ • Диспетчер файлов • Фотоальбом • Windows To Go
Ntoskrnl.exe • Слой аппаратных абстракций (hal.dll) • Бездействие системы • svchost.exe • Реестр • Службы • Диспетчер управления сервисами • DLL ( формат модулей ) • PE • NTLDR • Диспетчер загрузки • Программа входа в систему (winlogon.exe) • Консоль восстановления • Windows RE • Windows PE • Защита ядра от изменений
Autorun.inf • Фоновая интеллектуальная служба передачи • Файловая система стандартного журналирования • Отчёты об ошибках • Планировщик классов мультимедиа • Теневая копия • Планировщик задач • Беспроводная настройка
ReFS • NTFS (Жёсткая ссылка • Точка соединения • Точка монтирования • Точка повторной обработки • Символьная ссылка • TxF • EFS) • WinFS • FAT • exFAT • CDFS • UDF • DFS • IFS
Active Directory • Службы развёртывания • Служба репликации файлов • DNS • Домены • Перенаправление папок • Hyper-V • IIS • Media Services • MSMQ • Защита доступа к сети (NAP) • Службы печати для UNIX • Удалённое разностное сжатие • Службы удаленной установки • Служба управления правами • Перемещаемые профили пользователей • SharePoint • Диспетчер системных ресурсов • Удаленный рабочий стол • WSUS • Групповая политика • Координатор распределённых транзакций
NT • Диспетчер объектов • Пакеты запроса ввода/вывода • Диспетчер транзакций ядра • Диспетчер логических дисков • Диспетчер учетных записей безопасности • Защита ресурсов • lsass.exe • csrss.exe • smss.exe • spoolsv.exe • Запуск
BitLocker • Защитник • Предотвращение выполнения данных • Обязательный контроль целостности • Защищённый канал данных • UAC • UIPI • Брандмауэр • Центр обеспечения безопасности • Защита файлов
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
NTFS (New Technology File System)
| Полное название | New Technology File System |
|---|---|
| Содержимое каталога | B+ дерево |
| Распределение файлов | Bitmap [1] |
| Limits | |
| Макс. размер тома | |
| Макс. размер файла | 1 EiB (8 TiB on 32 bit systems) |
| Макс. количество файлов | 4,294,967,295 (232-1) |
| Макс. длина имени файла | |
| Транспорантное шифрование | No |
| Другие | |
| Операционная система | Linux |
NTFS (англ. New Technology File System — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft. NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — MFT (Master File Table). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists, ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КиБ в зависимости от размера тома и версии ОС. [2]
Содержание
История
Файловая система NTFS заменила файловую систему FAT, использовавшуюся в ОС MS-DOS и ОС Windows.
Файловая система NTFS разработана на основе файловой системы HPFS. HPFS (англ. High Performance File System ) — высокопроизводительная файловая система, разработку которой вела фирма Microsoft совместно с фирмой IBM для операционной системы OS/2. Впоследствии разработчики из фирмы Microsoft добавили в HPFS-квотирование, журналируемость, разграничение доступа и аудит, назвали файловую систему NTFS. NTFS в значительной степени утратила присущую прародительнице (HPFS) весьма высокую производительность файловых операций.
Возможности NTFS
Файловая система NTFS разрабатывалась Microsoft в начале 1990 х гг. как основная файловая система для серверных версий операционных систем Windows. NTFS была представлена в 1993 году в операционной системе Windows NT 3.1. В настоящее время NTFS рассматривается в качестве предпочтительной файловой системы как для серверных, так и для клиентских версий Windows. В NTFS используются 64 разрядные идентификаторы кластеров, поэтому теоретически том NTFS может содержать 264 кластеров (16 ЭБ3 ). Однако текущие реализации в Windows поддерживают только 32 разрядную адресацию кластеров, что при размере кластера максимум 64 КБ (216 байт) позволяет NTFS тому достигать размера до 256 ТБ:
Для томов, больших 4 ГБ, при форматировании Windows предлагает размер кластера по умолчанию 4 КБ.
Перечислим некоторые возможности NTFS:
Работа без ошибок: что такое файловые системы NTFS и FAT 32, в чем их отличие и какую выбрать?
Наверняка каждый пользователь компьютера или ноутбука под управлением ОС Windows видел ошибку, которая появляется при копировании файлов большого объема. Она возникает из-за работы в разных файловых системах (ФС). Обычно на виндовс стоит FAT32, но в некоторых случаях возникает необходимость работы с NTFS. Именно об этой файловой системе пойдет речь в нашей статье.
Что такое файловая система NTFS?
NTFS (New Technology File System) была специально разработаны под нужды компании Microsoft. Первая версия NTFS была выпущена в 1993 году. Она была написана под ОС NT 3.1. Современная версия NTFS 3.1 работает по сей день. Она является альтернативой для системы типа FAT на операционной системе Windows. Также NTFS используют на ОС: Linux, OpenSolaris/Solaris, macOS и проч. Однако полная поддержка системы реализована именно в ОС Windows.
ФС позволяет компьютеру обрабатывать файлы: копировать, записывать и сохранять их на жестком диске. Отличительная особенность NTFS: способность работы с документами большого объема. На практике максимальный раздел диска в данной системе может составить 255 Тб. Однако гибкая работа с объемными файлами отражается на скорости и производительности ПК в целом.
Эта ФС использует шифрование типа «Encryption File System». Считается, что такой подход увеличивает безопасность системы. Все файлы хранятся в сводной таблице «Master File Table». Она разграничивает права доступа для разных пользователей.
Что такое FAT 32?
FAT 32 (File Allocation Table) также разрабатывалась под нужды Microsoft. Однако ее выход был приурочен к запуску Windows 95. Собственно, операционная система и FAT 32 работают в 32 битной среде. Разрядность процессоров тех лет стала нарицательным префиксом для данной ФС.
Файловая система FAT 32 разделена на три условных части: зарезервированную область для служебных структур, табличную форму указателей и непосредственную зону записи содержимого файлов. Максимальный размер файла в системе: не более 4 Гб. Максимальный размер раздела: не более 4 Тб. FAT 32 стабильно работает как на новых версиях Windows, так и на старых редакциях ОС, включая 95 и 98 генерации.
Какая между ними разница?
Разница между двумя ФС большая. Например, вы не сможете записать некоторые программы на USB-флешку, если не отформатируете ее под нужную ФС. Windows просто покажет вам ошибку. Если говорить об отличиях, то можно выделить несколько конкретных фактов:
Конечно, выбор конечной файловой системы всегда остается за пользователем.
Что лучше выбрать?
Это спорный вопрос. На самом деле каждая из систем подходит под свой круг задач. Например, NTFS выбирают для большей надежности. На этом виде ФС хорошо хранить системную информацию, саму ОС, а также важные документы и программы. Здесь надежность идет в угоду скорости работы компьютера.
Если вам нужен накопитель с быстрой скоростью работы, стоит выбрать FAT 32. Эта ФС отлично подойдет для небольших флешек и прочих накопителей, которые используют для хранения большого количества файлов небольшого размера.
Если подвести краткий итог, то получится, что NTFS – это более надежная ФС, однако при этом она значительно медленнее. FAT 32 подходит для хранения не очень важной информации. В таком разделе можно держать документы, музыку и фильмы, размер которых не превышает 4 Гб.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
NTFS (New Technology File System)
| Полное название | New Technology File System |
|---|---|
| Содержимое каталога | B+ дерево |
| Распределение файлов | Bitmap [1] |
| Limits | |
| Макс. размер тома | |
| Макс. размер файла | 1 EiB (8 TiB on 32 bit systems) |
| Макс. количество файлов | 4,294,967,295 (232-1) |
| Макс. длина имени файла | |
| Транспорантное шифрование | No |
| Другие | |
| Операционная система | Linux |
NTFS (англ. New Technology File System — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft. NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — MFT (Master File Table). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists, ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КиБ в зависимости от размера тома и версии ОС. [2]
Содержание
История
Файловая система NTFS заменила файловую систему FAT, использовавшуюся в ОС MS-DOS и ОС Windows.
Файловая система NTFS разработана на основе файловой системы HPFS. HPFS (англ. High Performance File System ) — высокопроизводительная файловая система, разработку которой вела фирма Microsoft совместно с фирмой IBM для операционной системы OS/2. Впоследствии разработчики из фирмы Microsoft добавили в HPFS-квотирование, журналируемость, разграничение доступа и аудит, назвали файловую систему NTFS. NTFS в значительной степени утратила присущую прародительнице (HPFS) весьма высокую производительность файловых операций.
Возможности NTFS
Файловая система NTFS разрабатывалась Microsoft в начале 1990 х гг. как основная файловая система для серверных версий операционных систем Windows. NTFS была представлена в 1993 году в операционной системе Windows NT 3.1. В настоящее время NTFS рассматривается в качестве предпочтительной файловой системы как для серверных, так и для клиентских версий Windows. В NTFS используются 64 разрядные идентификаторы кластеров, поэтому теоретически том NTFS может содержать 264 кластеров (16 ЭБ3 ). Однако текущие реализации в Windows поддерживают только 32 разрядную адресацию кластеров, что при размере кластера максимум 64 КБ (216 байт) позволяет NTFS тому достигать размера до 256 ТБ:
Для томов, больших 4 ГБ, при форматировании Windows предлагает размер кластера по умолчанию 4 КБ.
Перечислим некоторые возможности NTFS:
Различия FAT и NTFS
NTFS, FAT или exFAT это совершенно разные файловые системы, которые могут использоваться для хранения данных на различных носителях. Обе созданы в компании Microsoft и в основном используются для Windows, но поддержка в ядре Linux для них тоже есть.
Чаще всего NTFS используется для установки операционной системы Windows или разделов Windows для файлов, в то время как FAT часто применяется на флешках или других внешних накопителях. Также FAT может часто использоваться в качестве основной файловой системы для Android. В этой статье мы рассмотрим различия FAT и NTFS, подробно разберем чем они отличаются и зачем нужны.
Что такое файловая система?
Определенная часть данных под названием файл размещается в нужной области накопителя. Файловая система выполняет все необходимые вычисления, а также определяет минимальный неделимый размер блока данных, максимальный размер файла, следит за фрагментацией. Существует множество различных типов файловых систем, это, например, файловые системы для установки ОС, для внешних носителей, для оптических дисков, распределенные файловые системы. Но в этой статье мы только выполним сравнение fat и ntfs.
Что такое файловая система FAT?
Файловые системы fat32 и ntfs очень сильно отличаются. FAT расшифровывается как File Allocation Table. Это очень давняя файловая система в истории вычислительных систем. Ее история началась в 1977 году. Тогда была разработана 8 битная файловая система, которая использовалась в NCR 7200 на основе Intel 8080. Это был терминал ввода, который работал с гибкими дисками. Файловая система была написана сотрудником Microsoft, Марком Макдональдом после обсуждения ее концепции с Билом Гейтсом.
Затем файловая система FAT начала использоваться в операционной системе MDOS для платформы Z80. Спустя несколько лет были выпущены новые версии, такие как FAT12, FAT16 и FAT32.
Что такое файловая система NTFS?
Но сотрудничество компаний продлилось недолго, и IBM выпустила HPFS, которая использовалась в OS/2, а в Microsoft создали NTFS 1.0. Максимальный размер одного файла в NTFS может достигать 16 экзабайт, а это значит, что в ней поместятся даже самые большие файлы.
NTFS 3.1 была выпущена для Windows XP и получила множество интересных улучшений, таких как поддержку уменьшения размера разделов, автоматическое восстановление и символические ссылки, а максимальный размер диска с файловой системой увеличен до 256 ТБ. Это несмотря на максимальный размер файла в 16 Эб.
Из других интересных функций, которые были добавлены позже можно отметить отложенную запись на диск, поддержка дефрагментации, настройка дисковых квот, отслеживание ссылок и шифрование на уровне файлов. При всем этом, NTFS сохраняет совместимость с прежними версиями.
Сейчас это журналируемая файловая система, все действия с файлами заносятся в специальный журнал, с помощью которого файловая система может быть очень быстро восстановлена при повреждениях. NTFS поддерживается в Windows XP и более поздних версиях. Если сравнивать fat или ntfs, то последняя в Linux поддерживается не полностью, возможна запись и восстановление при повреждениях, а в MacOS поддерживается только чтение.
Что такое файловая система exFAT?
Большинство стран признают патентное право США, поэтому любая реализация exFAT невозможна в любых системах с закрытым или открытым исходным кодом. Но Microsoft хочет чтобы эта файловая система свободно распространялась и использовалась. Поэтому была разработана версия exFAT на основе FUSE под названием fuse-exfat. Она дает полный доступ на чтение и запись. Также была создана реализация на уровне ядра Linux в Samsung, которая сейчас тоже есть в открытом доступе.
Эта файловая система тоже имеет максимальное ограничение на размер файла 16 ЭБ, но она намного легче и не имеет никаких дополнительных возможностей. Если говорить про совместимость, то она полностью поддерживается в Windows, MacOS, Android и Linux.
Различия FAT и Ntfs
А теперь рассмотрим основные различия FAT и NTFS в виде краткого резюме по каждой из файловых систем:
FAT32
exFAT
Выводы
В этой статье мы выполнили сравнение fat и ntfs. Это очень разные файловые системы. Но понять какая файловая система лучше fat или ntfs сложно, с одной стороны NTFS имеет намного больше возможностей, но зато FAT более легкая и поддерживается везде, где это возможно. Для разделов данных в Linux, которые должны быть доступны в Windows лучше использовать FAT, а не NTFS, поскольку она поддерживается лучше. А по-вашему что лучше fat или ntfs для Linux?
У меня большая флешка, но на неё не влезают большие файлы. Почему?
Рассказываем о файловых системах
Иногда можно встретить такое: есть пустая флешка большого размера, например 32 гигабайта. И есть скачанный фильм на 8 гигабайт. Место на флешке явно есть. Но при попытке скинуть этот файл на флешку компьютер выдаёт, что ему не хватает места для записи.
Казалось бы, пустого места на флешке точно хватает, но записать файл всё равно не получается. Оказывается, всё дело в том, какая файловая система используется на этой флешке.
Что такое файловая система и зачем она нужна
Чтобы компьютер всегда точно знал, где какой файл находится, он использует таблицу файлов — какой-то свой внутренний способ записи информации о каждом файле.
👉 Файловая система — это как раз тот самый способ организации хранения файлов, который компьютер использует для этого диска или флешки. От файловой системы зависит:
Файловая система есть у каждого носителя, где есть хоть один файл — в компьютерах, телефонах, фотоаппаратах, роутерах, умных часах, приставках и даже в умных чайниках.
Что такое кластер
В каждой файловой системе используется понятие кластера — минимального количества байтов, которые может занимать файл (или его часть). Например, если размер кластера в системе равен 32 килобайтам, то каждый файл будет состоять из множества фрагментов по 32 килобайта. Даже если файл гораздо меньше и занимает несколько байтов, то система всё равно выделит для него 32 килобайта.
От размера кластера и от того, сколько их может быть на диске, часто зависит скорость файловой системы. Если размер кластера большой, то файл записывается и читается быстро, но место на диске заканчивается быстрее. А если поставить размер кластера совсем маленьким, то место на диске будет расходоваться экономно, но для доступа к файлу нужно будет прочитать очень много таких кластеров (а значит, файл будет считываться медленнее).
Самая популярная файловая система в мире — FAT32
Файловую систему FAT32 придумала компания Микрософт в 1996 году для Windows 95, и с тех пор это самая популярная файловая система в мире, потому что она очень простая:
👉 Благодаря такой простой организации FAT32 встраивают везде, где нужно быстро организовать простой доступ к небольшим файлам.
Почему файл может не записываться на пустую флешку
Эта ситуация почти всегда означает, что на флешке, куда вы хотите что-то записать, используется файловая система FAT32. Обратная сторона её простоты — ограничение в 4 гигабайта на максимальный размер одного файла.
Работает это ограничение так:
Когда мы пытаемся записать файл на 8 гигабайт на такую флешку, система сразу пробует выделить место для нового файла в таблице. Когда компьютер запишет в память 4 гигабайта, то в этот момент он выяснит, что данных ещё много и нужно выделить больше места. Но FAT32 не может выделить больше места, потому что она на это не рассчитана, и поэтому мы видим ошибку:
Какие ещё бывают файловые системы
NTFS — файловая система компании Микрософт, которая работает по другой технологии. Вместо простой таблицы файлов в ней используется собственная база данных, в которой связано много таблиц. Благодаря этому NTFS позволяет хранить файлы размером больше сотни терабайт и управлять правами доступа пользователей к разным файлам. Примечательно, что эту систему придумали раньше, чем FAT32, но из-за технической сложности она не стала такой популярной.
APFS — система компании Apple, в которую разработчики добавили много дополнительных возможностей:
С этой файловой системой без проблем работает только техника Apple, а для остальных устройств нужен дополнительный драйвер, который не поддерживает всех возможностей этой системы. Поэтому если сломается аймак, то диски от него можно будет прочитать только на другом аймаке или макбуке.
exFAT — расширенная FAT-система, в которой исправили все ограничения FAT32, но оставили всю простоту работы с файлами. Её понимают почти все современные компьютеры, но старые с exFAT работать не будут. Если у вас макбук и вам нужен внешний диск, который может одновременно работать и с MacOS, и с Windows, лучше использовать exFAT — так вы получите максимальную совместимость в обеих системах.
ext4 — файловая система для Linux-дистрибутивов. Умеет многое из того, что умеет APFS.
Как узнать файловую систему на диске
Щёлкните правой кнопкой мыши на диске и выберите пункт «Свойства»:
Как поменять файловую систему
Чтобы поменять на флешке, например, FAT32 на NTFS, её нужно отформатировать. Это значит, что вся информация будет стёрта, а старая файловая система будет заменена на новую.
Чтобы отформатировать флешку на Windows, щёлкните по ней правой кнопкой мыши, выберите пункт «Форматировать» и выберите нужную файловую систему:
На MacOS зайдите в Дисковую утилиту, выберите флешку, нажмите на «Стереть» и выберите новую файловую систему:
Файловая система NTFS
Основные понятия
Файловая система ( file system ) – способ организации данных в виде файлов на устройствах внешней памяти (жестких и оптических дисках, устройствах флеш-памяти и т. п.).
Файловая система должна обеспечивать:
Windows поддерживает несколько файловых систем для различных внешних устройств:
Раздел ( partition ) – непрерывная часть жесткого диска. Диск может содержать несколько разделов.
Том ( volume ) или логический диск (logical disk ) – область внешней памяти, с которой операционная система работает как с единым целым. Тома бывают простые и составные.
Простой том (simple volume ) – том, состоящий из одного раздела.
Составной том (multipartition volume ) – том, состоящий из нескольких разделов (необязательно на одном диске).
Понятия раздела и простого тома отличаются: во первых, разделы формируются, в основном, только на жестких дисках, а тома создаются и на других устройствах внешней памяти (например на оптических дисках и устройствах флеш памяти), во вторых, понятие «раздел» связано с физическим устройством, а понятие «том» – с логическим представлением внешней памяти.
При записи на диск файл всегда будет занимать целое число кластеров. Например, файл размером 100 байт в файловой системе с размером кластера 4 КБ будет занимать ровно 4 КБ.
Выбор размера кластера связан со следующими соображениями. Малые кластеры позволяют сократить размер фактически неиспользуемого дискового пространства, возникающего за счет размещения файла в целом числе кластеров. Но при этом общее количество кластеров на диске увеличивается и размер служебных структур файловой системы, в которых хранится информация о файлах, возрастает.
Возможности NTFS
В NTFS используются 64 разрядные идентификаторы кластеров, поэтому теоретически том NTFS может содержать 264 кластеров (16 ЭБ 3 2 10 байт = 1 килобайт (КБ), 2 20 байт = 1 мегабайт (МБ), 2 30 байт = 1 гигабайт (ГБ), 2 40 байт = 1 терабайт (ТБ), 2 50 байт = 1 петабайт (ПБ), 2 60 байт = 1 экзабайт (ЭБ), 2 70 байт = 1 зеттабайт (ЗБ). ). Однако текущие реализации в Windows поддерживают только 32 разрядную адресацию кластеров, что при размере кластера максимум 64 КБ (216 байт ) позволяет NTFS тому достигать размера до 256 ТБ:
2 32 * 2 16 байт = 2 48 байт = 2 8 * 2 40 байт = 256 ТБ.
Для томов, больших 4 ГБ, при форматировании Windows предлагает размер кластера по умолчанию 4 КБ.
Перечислим некоторые возможности NTFS [5, стр. 761]:
Структура NTFS
Структура тома NTFS представлена на рис.17.1.
Остальное место на томе NTFS отводится под файлы – системные и пользовательские.
Рассмотрим более подробно структуру MFT (рис.17.2).
Перечислим следующие несколько записей в таблице MFT и кратко опишем назначение соответствующих системных файлов:
Файловая система NTFS
Определение файловой системы NTFS
NTFS – это основная файловая система, используемая в операционных системах Microsoft Windows 10, Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP, Windows 2000 и Windows NT.
Линейка операционных систем Windows Server также в основном использует NTFS. Файловая система также поддерживается в других операционных системах, таких как Linux и BSD. macOS поддерживает NTFS только для чтения.
Как посмотреть, если диск отформатирован как NTFS
Есть несколько способов проверить, был ли жесткий диск отформатирован в NTFS или использует другую файловую систему.
Использовать управление дисками
Первый и, вероятно, самый простой способ получить статус одного или нескольких дисков – это использовать Управление дисками. См. Как я могу открыть Управление дисками в Windows? если вы никогда не работали с управлением дисками раньше.
Файловая система указана прямо здесь, наряду с томом и другими сведениями о диске.
Откройте проводник Windows
Другой способ проверить, отформатирован ли диск в файловой системе NTFS, – щелкнув правой кнопкой мыши или удерживая соответствующий диск, прямо из проводника Windows.
Введите команду командной строки
Еще один способ узнать, какая файловая система используется жестким диском через интерфейс командной строки.
Особенности NTFS
Теоретически NTFS может поддерживать жесткие диски до 16 EB. Размер отдельного файла ограничен чуть менее 256 ТБ, по крайней мере, в Windows 8 и Windows 10, а также в некоторых более новых версиях Windows Server.
NTFS поддерживает квоты использования диска. Квоты использования диска устанавливаются администратором для ограничения объема дискового пространства, которое может занимать пользователь. Он используется в основном для контроля количества общего дискового пространства, которое кто-то может использовать, обычно на сетевом диске.
Атрибуты файлов, ранее невиданные в операционных системах Windows, такие как сжатый атрибут и индексированный атрибут, доступны для дисков в формате NTFS.
Служба теневого копирования томов (VSS) – это функция NTFS, которая может использоваться программами службы онлайн-резервного копирования и другими программными инструментами резервного копирования для резервного копирования файлов, которые используются в настоящее время, а также самой Windows для хранения резервных копий ваших файлов.
Транзакционная NTFS – действительно интересная тема. Вы можете прочитать больше об этом в этих статьях из Википедии и Microsoft.
NTFS Альтернативы
Файловая система FAT была основной файловой системой в старых операционных системах Microsoft, и по большей части NTFS заменила ее.Однако все версии Windows по-прежнему поддерживают FAT, и обычно можно найти диски, отформатированные с использованием его вместо NTFS.
Файловая система exFAT является более новой файловой системой, но предназначена для использования там, где NTFS не работает, как на флеш-накопителях.
Разумеется, большинство пользователей не знают разницы между ними, и обычно выбирают тот вариант, который установлен по умолчанию. Чем же отличается файловая система FAT32 от NTFS и exFAT?
Файловая система FAT32
Большой возраст этой файловой системы имеет свои преимущества и недостатки.
Однако, в связи с возрастом этой системы, она имеет и некоторые недостатки, основным из которых является ограничение по размеру файла и всего тома. Каждый отдельный файл в этой файловой системе не может иметь размер больше 4 гигабайт, а весь раздел с файловой системой FAT32 не может быть более 8 терабайт.
Однако пока что эта файловая система еще вполне подходит для переносных устройств (вроде флешек и SD-карт, на которых размещаются множество небольших файлов), но вот для жесткого диска компьютера она уже совсем не годится.
Совместимость FAT32
Устройства с файловой системой FAT32 являются наиболее универсальными и совместимы со всеми версиями операционных систем Windows, Mac OS, Linux, любыми игровыми консолями и в общем практически всем, что имеет USB порт.
Ограничения FAT32
Применение FAT32
Основной сферой использования этой файловой системы являются внешние накопители данных, на которых не предполагается хранение файлов большого размера и которым требуется максимальная совместимость с как можно большим количеством разнообразных устройств.
Файловая система NTFS
NTFS используется Windows как основная файловая система для диска, на котором установлена эта операционная система, и она также отлично подходит и для других встроенных дисков и разделов жесткого диска компьютера под управлением Windows.
Начиная с версии операционной системы от Microsoft под названием XP, в которой система NTFS впервые и стала стандартном, при установке Windows диалоговое окно обязательно попросит вас отформатировать системный раздел именно в эту файловую систему. На данный момент считается, что об ограничениях файловой системы NTFS вам, теоретически, не придется беспокоиться еще долгие годы.
Помимо отсутствия серьезных ограничений на размер файла и раздела, NTFS имеет несколько дополнительных преимуществ, таких как: поддержка прав доступа к файлам (для повышения безопасности данных), журналирование изменений (для восстановления файловой структуры в случае сбоя), шифрование, дисковые квоты, жесткие ссылки, и другие современные функции, которые делают NTFS идеальной для системного диска.
Именно поэтому раздел вашего диска, на который установлена операционная система Windows, обязательно должен быть в отформатирован в NTFS. Если вы собираетесь устанавливать программы на другие разделы того же диска или другие жесткие диски, они также должны иметь соответствующую файловую систему.
К несчастью, NTFS не совместима с большинством других операционных систем, так как она была разработана под требования ОС Windows. С ней отлично работают все версии операционной системы от Microsoft начиная с XP и заканчивая последней на сегодняшний день Windows 10, но вот другие ОС имеют значительные ограничения при работе с ней.
К примеру, Mac OS может только считывать данные с дисков с файловой системой NTFS, но не может записывать на них. Некоторые редкие дистрибутивы линукса могут иметь возможность записи на диски с NTFS, но большинство все же ограничены лишь чтением информации. Ни одна из версии Playstation не может работать с NTFS, так же как и Xbox 360 от Microsoft, и лишь новая Xbox One поддерживает эту файловую систему.
Совместимость NTFS
Эта файловая система отлично работает со всеми последними версиями операционной системы Windows начиная с XP, имеет ограничения на запись в Mac OS и Linux, и не работает с большинством других устройств, за исключением разве что Xbox One.
Ограничения NTFS
Ограничения на размер фалов или разделов в NTFS еще долго не должны упереться в рамки, так что можно сказать, что на данный момент их нет.
Применение NTFS
Использование этой файловой системы разумно только на жестких дисках и SSD, на которых установлена операционная система Windows, так как только лишь с ней этот формат раскрывает все свои преимущества.
Если установить ее на съемный носитель, то скорость передачи данных будет довольно низкой. Обуславливается это использованием кэша при копировании данных.
Работает это так:
В ситуации с компьютерами и ноутбуками эта фишка работает отлично, потому что объем кэша больше, а это позволяет сгладить кривую передачи данных и повысить скорость.
Файловая система exFAT
exFAT была впервые представлена в 2008 году и является более современным аналогом устаревшей системы FAT32 и ее поддерживает большее количество устройств, чем NTFS, но все еще не так много, как «классическую» FAT32.
Файловая система exFat разработана компанией Microsoft и представляет собой модернизированную версию системы FAT32. В новом воспроизводстве были сняты такие ограничения:
Также exFAT обладает лучшей совместимостью с различными операционными системами, чем NTFS, и устройства с ней отлично читаются и перезаписываются как на Windows и Mac OS, так и на Linux (при условии установки некоторого программного обеспечения).
Так как exFAT поддерживается операционной системой Mac OS по умолчанию, то вероятно она будет поддерживаться и большинством других современных девайсов, с которым работают устройства от Apple, например, цифровыми камерами.
Современные версии игровых консолей, такие как Xbox One и Playstation 4, также поддерживают устройства с файловой системой exFAT, в отличие от их предыдущих версий (Xbox 360 и Playstation 3).
Совместимость exFAT
exFAT отлично работает со всеми современными версиями Windows (WindowsXP не поддерживает exFAT по умолчанию, но пользователь может с официального сайта скачать обновление, которое снимет это ограничение) и Mac OS. Для работы с Linux потребуется установка дополнительного программного обеспечения. Эту файловую систему поддерживает намного больше различных устройств, чем NTFS, однако некоторые из них (в основном старые версии) все еще могут работать только с FAT32.
Ограничения exFAT
Также, как и в случае с NTFS, реалистичных ограничений на размер файла или раздела в системе exFAT пока что нет.
Применение exFAT
Эта файловая система отлично подходит для использования на различных съемных носителях, размер файлов на которых может превышать 4 GB (внешние жесткие диски, флешки большого объема). Если все устройства, с которыми вы работаете, являются современными, вы вполне можете отказаться от FAT32 на съемных накопителях в пользу exFAT.
Подводя итог можно сделать следующие выводы:
NTFS отлично подходит для системного жесткого диска с ОС Windows, exFAT лучше использовать на съемных носителях информации, а FAT32 стоит использовать лишь в том случае, если вы хотите добиться максимальной совместимости со всем разнообразием ваших устройств.
© По материалам ochprosto.com
Автор материала: likbezz [Профиль]
