Файлові системи fat і ntfs

Перейдемо до огляду файлових систем, які стандартно підтримуються цими ОС (а нестандартно, за допомогою сторонніх драйверів, можна забезпечити роботу з будь-якої файлової системою). Слід врахувати, що NTFS (New Technology File System) існує у вигляді кількох версій, які збігаються з номером NT (5.1 для XP, наприклад-наявність Service Pack`ов цю закономірність може порушити), відповідно нововведення ФС (файлової системи) не братимуть підтримуватися старої версією NT, тому краще використовувати з ОС рідну версію ФС. Ось список файлових систем, підтримка яких стандартно включена в Windows 2000 / XP:

Відео: Як перетворити файлову систему з FAT або FAT32 в NTFS

• NTFS - виключно для NT-систем.
• FAT12 - підтримка дискет.
• FAT16 - для сумісності з MS-DOS.
• FAT32 - ФС, яка використовується в Windows 95 і 98.
• CDFS - файлова система компакт-дисків.
• UDF - універсальний формат дисків.

Також підтримується розподілена файлова система (Distributed File System - DFS) і файлова система з шифруванням (Encrypted File System - EFS). Строго кажучи, це не справжні ФС. DFS є розширення мережевого сервісу і дозволяє об`єднувати в єдиний логічно тому мережеві ресурси, а EFS - надбудова над NTFS, що забезпечує функції шифрування. Ну, а тепер зупинимося докладніше на кожній файлової системи.

CDFS
CDFS (Compact Disk File System), яка використовується в Windows 2000 (на кшталт, і в XP) виконана за стандартом ISO 9660, згідно з яким до імен файлів пред`являються такі вимоги:

• Ім`я не перевищує 32 символу.
• Всі букви рядкові.
• Глибина вкладення каталогів - не більше 8 рівнів.

Досвідчені користувачі помітять, що ці обмеження в більшості випадків обходяться без проблем. В XP вбудовані засоби для запису дисків з цієї ФС.

UDF
UDF (Universal Disk Format) - файлова система, що відповідає стандарту ISO 13346, призначена для доступу в режимі читання до DVD-ROM- і CD-ROM-дискам. В майбутньому планується забезпечити доступ і на запис.

FAT12
ФС FAT (File Allocation Table) отримала свою назву через спосіб організації даних - таблиці розміщення файлів. Вона орієнтована на невеликі диски і прості структури каталогу. FAT12 є 12-бітної верcіей FAT, відповідно вона може адресовивалісь 212 кластерів (мінімальних логічно адресованих одиниць даних на диску). Це обмеження і невелика кількість входжень в кореневій каталог визначає використання цієї ФС. Зараз вона застосовується на дискетах, раніше її використовували на вінчестерах, але ця ФС була швидко витіснена покращеною версією - FAT16. Диск з використанням будь-якої FAT має наступну структуру

Кореневої каталог має фіксований розмір. Каталоги - спеціальні файли з елементами для кожного файлу, що міститься в цьому каталозі. Ці елементи включають:

Відео: Як поміняти файлову систему флешки FAT32 на NTFS

• Файл (8 + 3 символи).
• Байт атрибуту (8 біт).
• Час модифікації (16 біт).
• Дату модифікації (16 біт).
• Перший розміщується блок (12 біт для FAT12).
• Розмір файлу (32 біта).

Спеціальна надбудова над FAT, звана VFAT (Virtual FAT), забезпечує підтримку довгих імен файлів. Це слід врахувати, так як деякі старі DOS-утиліти можуть запороти диск з довгими іменами файлів, вважаючи пошкодженої структуру FAT. Всі версії FAT не володіють функціями захисту даних і автоматичного відновлення, тому я рекомендую їх застосовувати тільки для забезпечення сумісності.

Відео: PC-3000 Flash. Файлові системи. FAT, NTFS, MBR

FAT16
Покращена версія FAT. Максимальний розмір томи дорівнює 4095 Мб, розмір кластера визначається розміром томи і знаходиться в діапазоні від 512 байт до 64 Кб. Число кластерів не перевищує 216.

FAT32
Модифікована версія FAT. Розмір тому збільшений до 127 Гб, число кластерів - до 232. Дозволяє використовувати при однакових розмірах томів кластери меншого розміру, ніж FAT16, що збільшує ефективність організації даних. Вперше підтримка цієї ФС з`явилася в Windows 95 OSR2. Всі версії NT до 4.0 включно її не підтримують (для підтримки в NT 4.0 потрібен відповідний Service Pack).

NTFS
Ну ось і дійшли до самого цікавого. Дана ФС є основною для NT. Без неї Windows NT вже і не NT (з цим важко посперечатися з огляду на відсутність в інших ФС підтримки управління виборчим доступом і аудиту). Ця файлова система забезпечує ефективність, надійність і сумісність, неможливі в інших підтримуваних файлових системах, здатна адресовивалісь до 264 кластерів (в поточній реалізації - до 232) і працювати з кластерами оптимальних розмірів. NTFS - журнальована, заснована на транзакціях ФС, що володіє функціями самовідновлення. Тут необхідні невеликі пояснення.

Всі операції з метаданими в NTFS розбиваються на неподільні блоки - транзакції. Кожна транзакція може бути виконана успішно або, в разі збою, відкачано назад. Незавершені транзакції не допускаються. Усі транзакції реєструються у файлі журналу. Такий механізм забезпечує абсолютну цілісність структури ФС, але допускає втрату призначених для користувача даних (архіредкое явище), так як журналіровать всі дані було б неефективно. У разі збою системи, наприклад, в результаті втрати харчування, при завантаженні запускається програма AUTOCHK, що перевіряє прапор "Брудний" томи. Якщо він встановлений, запускається утиліта CHKDSK, що виконує 3 проходу: аналізу, повторів і відкатів. Таким чином забезпечується виконання або відкат всіх незавершених транзакцій. Це дуже спрощена схема, але вона дозволяє зрозуміти переваги журнальованою ФС над іншими.

Структура NTFS досить проста, хоча і складніше, ніж в FAT. Кожен розподілений на томі сектор належить деякому файлу, навіть метадані - інформація, яка описувала саму ФС. NTFS заснована на атрибутах і обробляє всі файли як об`єкти з набором атрибутів, визначених як системою, так і користувачем. Кожен файл на томі з NTFS представлений записом в головній файловій таблиці (MFT - Master File Table), аналогу FAT. Записи в MFT сортуються за алфавітом, що дозволяє використовувати двійковий пошук, істотно прискорює роботу ФС. Для ще більшої оптимізації диспетчером кешу використовується алгоритм відкладеної (lazy - ледачий) записи, коли дані не пишуться відразу на диск, а зберігаються в пам`яті до тих пір, поки навантаження на процесор не зменшитися, а потім скидаються на диск фоновим процесом. Однак подібна практика чревата нехорошими наслідками в разі відмови харчування. Журнал роботи не врятує призначених для користувача даних, хоча і забезпечить цілісність структури ФС. Ось чому будь-який поважаючий себе адміністратор не ставить сервер без ДБЖ (Джерело безперебійного живлення). У підсумку, згідно авторитетним тестів, по швидкодії FAT виграє тільки на невеликих томах з невеликою кількістю файлів, в інших випадках пальма лідерства залишається за NTFS. Якщо ви хочете ще більше прискорити роботу NTFS, скористайтеся наступним радою: вимкніть автоматичне оновлення часу останнього доступу до файлу. Для цього до реєстру за адресою

HKLM SYSTEM CurrentControlSet Control FileSystem

додайте параметр NtfsDisableLastAccessUpdate типу REG_DWORD і встановіть його в 1. Існують і інші способи оптимізації роботи ФС, однак про них як-небудь іншим разом. Ну, а зараз я перерахую ті функції, які підтримує наша героїня.

• Розріджені файли. Це файли, дуже великі логічно, але займають на диску тільки необхідний обсяг. Ця технологія використовується самої NT і СУБД (Системами Управління Базами Даних)
• Журнал змін. Служить для реєстрації всіх змін файлів на томі. Використовується службою каталогів Active Directory і службою індексування. Знаходиться в папці System Volume Informa-tion в корені диска.
• Підтримка коротких імен. Це необхідно для сумісності з MS-DOS-програмами. Кожен раз при створенні файлу NTFS робить додаткову запис в MFT, яка містить короткий еквівалент імені. Цю опцію можна відключити, скориставшись ключем реєстру Ntfs Disable8 dot3NameCreation в папці

  HKLM SYSTEM Current Control Set Control FileSystem

  встановивши його в 1.

• Компресія файлів і каталогів. NTFS забезпечує динамічне, прозоре для додатків стиснення файлів і каталогів на манер MS-DOS-утиліт DriveSpace і Stack. Атрибут Стиснутий можна встановити як для всього томи, так і для окремих файлів і каталогів. Стиснення можливо на розділах з кластером, що не перевищує 4 КБ. Ступінь стиснення варіюється в залежності від типу даних і максимальна для текстових документів і файлів, створених за допомогою MS Office. Раджу спробувати застосувати утилітою COMPACT.
• Багатопотокові файли. Один і той же файл може містити кілька іменованих потоків, що містять різну інформацію, причому розмір файлу вираховується згідно вмісту головного, безіменного потоку. Жартома можна створити файл, що займає все місце на диску, але володіє нульовою довжиною з точки зору програмного забезпечення. Писати в потоки можна за допомогою перенаправлення вводу-виводу: Echo Бла-бла-бла! gt; File.txt: First. Аналогічно читаємо: More lt; File.txt: First. Увага! Ця функція підтримується лише в NTFS, і при копіюванні на томи з іншого ФС інформація в іменованих потоках пропаде.
• Жорсткі зв`язку. Для одного і того ж файлу можна створити кілька імен всередині томи. При цьому ми не збільшуємо кількість файлів, а лише робимо своєрідний ярлик. Файл залишається на диску до тих пір, поки не видалять останню жорсткий зв`язок на нього. Ця та 2 наступні технології давно використовуються в UNIX-системах.
• Точки перевизначення. Будь-який файл або каталог може бути точкою перевизначення. Це спосіб представлення імен системою введення / виводу. Найпростіший приклад: Диск D: монтується в каталог C: Disks D . У підсумку, зайшовши в цей каталог, ми потрапимо на диск D :, хоча шлях не зміниться.
• Переходи NTFS. Дозволяють спроектувати каталог-адресат в інший підкаталог. Тобто, зайшовши в такий каталог, ми потрапимо в зовсім інше місце ФС. Чимось нагадує попередній пункт, чи не так? Доступні тільки на NTFS 5.0 і 5.1.
• Динамічне відстеження ярликів. Відстежує переміщення файлів, на які вказують ярлики, відповідно змінюючи посилання на ці файли в ярликах. Працює тільки на локальних дисках з NTFS 5.0 і 5.1.
• Управління виборчим доступом. За допомогою таблиць управління доступом (Access Control List - ACL) можна гнучко розмежовувати доступ до файлів і папок. Можна працювати як з окремими користувачами, так і з групами, одночасно використовуючи успадкування прав доступу.
• Аудит доступу. Ця функція забезпечує запис в журнал аудиту всі дії користувача або групи аудиту, вжиті до зазначеного файловому об`єкту.
• Квотування дискового простору. Щоб користувачі не захаращували диски своїми файлами, для кожного з них можна створити квоту на використовуваний простір диска. В результаті користувач не зможе бездумно тягнути на комп`ютер все, що під руку потрапить: квота не гумова, її не перевищить. Ця функція з`явилася в Windows 2000.

Відео: 015. Файлові системи - Віктор Ашик

На додаток до всього вищесказаного: існуючий тому з FAT можна перетворити в NTFS без втрати даних за допомогою команди CONVERT, проте ефективність такого рішення не дуже висока через особливості процесу перетворення. Ось, власне, і все, що повинен знати користувач про файлових системах. Якщо потрібна більш детальна інформація - шукайте відповідну літературу. Я ж широко використовував в даній статті матеріали книги Федора Зубанова "Microsoft Windows 2000. Планування, розгортання, управління