Организации файловой системы NTFS

Источник:

структура тома NTFS. Весь том NTFS состоит из последовательности кластеров, что отличает эту файловую систему от FAT, где на кластеры делилась только область данных. NTFS поддерживает размеры кластеров от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом считается кластер в 4 Кбайт. Том (раздел) NTFS условно делится на две части (рис. 7.12). Первые минимум 12,5% тома отводятся под так называемую MFT-зону, в которой располагается главный служебный метафайл MFT, растущий от начала MFT-зоны к ее концу по мере создания новых пользовательских файлов/подкаталогов. Таким образом, чем больше файлов содержаться на дисковом томе, тем больше размер MTF. Запись данных в эту область невозможна, чтобы файл MFT не фрагментировался при своем росте. Остальные 87,5% тома представляют собой обычное пространство для хранения файлов. В зависимости от значения параметра NtfsMftZoneReservation, MFT-зона может составлять 25%, 37% или 50%. Рис. 7.12. Структура тома NTFS Свободное место тома включает в себя всё физически свободное место, в том числе незаполненные куски MFT-зоны. Механизм использования MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона сокращается (в текущих версиях операционных систем ровно в два раза), освобождая таким образом место для записи файлов. Освободившееся пространство уже не является MFT-зоной, поэтому в него можно записывать данные. При освобождении места в обычной области MFT-зона может снова расшириться. При этом не исключена ситуация, когда в MFT-зоне остались и обычные файлы: аномалии тут нет, система старалась оставить её свободной, но не получилось. Из-за этого метафайл MFT все-таки может фрагментироваться, хоть это и нежелательно. В отличие от FAT каждый элемент системы NTFS представляет собой файл, даже служебная информация. Самый главный файл в NTFS называется MFT (Master File Table) – общая таблица файлов. Он размещается в MFT-зоне и представляет собой централизованный каталог всех файлов диска, включая сам MFТ. MFТ позволяет определять местонахождение всех остальных файлов. MFT поделен на записи фиксированного размера, размер которых задается при форматировании – 1, 2 или 4 кбайт (обычно 1 Кбайт). Каждая запись соответствует какому-либо файлу. Приблизительный размер MFT-файла равен: Размер записи х NFiles, где NFiles – полное количество файлов раздела. 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. Вторая копия этих 16 записей, для надежности хранится ровно посередине диска. Остальной MFT-файл, при недостатке места в MFT-зоне, может фрагментироваться, т.е. располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска. Установить расположение частей MFT можно с помощью его самого, "зацепившись" за первый элемент MFT. Нулевая запись MFT содержит описание самой MFT, в том числе и адреса всех ее отрезков. Иными словами, сама таблица MFT системой рассматривается как файл, к которому применим метод размещения в виде нескольких отрезков, произвольно расположенных в томе. Напомним, что в системе FAT таблица размещения файлов занимает строго отведенную для нее часть дискового пространства и не может быть фрагментирована. Каждый из метафайлов отвечает за какой-либо аспект работы системы. Преимущество такого модульного подхода заключается в поразительной гибкости. Например, в FAT физическое повреждение в самой области FAT фатально для функционирования всего диска, а NTFS может сместить и даже фрагментировать по диску, все свои служебные области, обойдя любые неисправности поверхности, кроме первых 16 элементов MFT. Метафайлы находятся корневом каталоге NTFS-диска, они начинаются с символа имени "$"