Файловая система NTFS

Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает такое сочетание производительности, надежности и эффективности, которое невозможно предоставить с помощью любой из реализаций FAT (как FAT16, так и FAT32). Основными целями разработки NTFS являлись обеспечение скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления дополнительных возможностей, включая восстановление поврежденной файловой системы на чрезвычайно больших дисках.

NTFS обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие исключительно важную роль в обеспечении целостности жизненно важных конфиденциальных данных. Папки и файлы NTFS могут иметь назначенные им права доступа вне зависимости от того, являются они общими или нет. NTFS — единственная файловая система в Windows NT/2000, которая позволяет назначать права доступа к отдельным файлам. Однако, если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT, все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утрачены.

Файловая система NTFS, как и FAT, в качестве фундаментальной единицы дискового пространства использует кластеры. В NTFS размер кластера по умолчанию (когда он не задается ни командой format, ни в оснастке Управление дисками) зависит от размера тома. Если для форматирования тома NTFS используется утилита командной строки FORMAT, то нужный размер кластера можно указать в качестве параметра этой команды. Размеры кластеров по умолчанию приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3. Зависимость размера кластера по умолчанию от размера раздела для NTFS

Размер разделаКоличество секторов в кластереРазмер кластера
До 512 Мбайт включительно1512 байт
513-1024 Мбайт (1 Гбайт)21 Кбайт
1025-2048 Мбайт (2 Гбайт)42 Кбайт
2049-4096 Мбайт (4 Гбайт)84 Кбайт
4097-8192 Мбайт (8 Гбайт)168 Кбайт
8193-16384 Мбайт (16 Гбайт)3216 Кбайт
16385-2768 Мбайт (32 Гбайт)6432 Кбайт
От 32 678 Мбайт12864 Кбайт

Примечание
Если размер кластера превышает 4 Кбайт, то это делает невозможным применение функции сжатия NTFS. Для установки размера кластера используется команда format с ключом /a: size, где size — размер кластера, отличающийся от устанавливаемого по умолчанию. Следует отметить, что в общем случае настоятельно рекомендуется использовать размер, устанавливаемый по умолчанию.

Основную информацию о томе NTFS содержит загрузочный сектор раздела (Partition Boot Sector), который начинается с сектора 0 и может иметь длину до 16 секторов. Он состоит из двух структур:

Форматирование тома для NTFS приводит к созданию нескольких системных файлов и главной таблицы файлов (Master File Table, MFT). MFT содержит информацию обо всех файлах и папках, имеющихся на томе NTFS. NTFS — это объектно-ориентированная файловая система, которая обрабатывает все файлы как объекты с атрибутами. Практически все объекты, существующие на томе, представляют собой файлы, а все что имеется в файле, представляет собой атрибуты — включая атрибуты данных, атрибуты системы безопасности, атрибуты имени файла. Каждый занятый сектор на томе NTFS принадлежит какому-нибудь файлу. Частью файла являются даже метаданные файловой системы (информация, которая представляет собой описание самой файловой системы).

В Windows 2000 была введена новая версия NTFS — NTFS 5.0. Новые структуры данных, появившиеся в составе этой реализации, позволяют использовать новые возможности Windows 2000, например, квоты на использование диска для каждого пользователя, шифрование файлов, отслеживание ссылок, точки перехода (junction points), встроенные наборы свойств (native property sets). Кроме того, добавлять дополнительное дисковое пространство к томам NTFS 5.0 можно без перезагрузки. Новые возможности NTFS 5.0 приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4. Дополнительные возможности, обеспечиваемые NTFS 4 и NTFS 5

Функциональная возможностьКомментарии
Система безопасности Windows NT/2000 позволяет устанавливать различные права доступа к файлам и папкам для пользователей и группПозволяет точно настроить доступ к данным, обеспечивая высокую степень контроля безопасности.
Ведение журнала дисковой активности позволяет быстро выполнить восстановление тома в случае сбоя подачи питания или других системных проблемЖурналирование помогает восстановить данные после сбоев, минимизируя потерю информации.
Гибкие опции форматирования позволяют более эффективно использовать дисковое пространство Windows NT/2000Позволяет пользователям настраивать размер кластеров и другие параметры для оптимизации использования пространства на диске.
Опции сжатия позволяют выполнять сжатие отдельных файлов и каталоговТома могут расширяться и использовать дисковое пространство, не выделенное другим томам. Поддерживается для размеров кластеров до 4 Кбайт. При использовании NTFS 4, для того чтобы внесенные изменения вошли в силу, требуется перезагрузить компьютер; NTFS 5 перезагрузки не требует.
Чередующиеся тома позволяют ускорить доступ к даннымНовые чередующиеся тома могут быть созданы только на динамических дисках (Dynamic disks).
Зеркальные тома и тома RAID-5 позволяют обеспечить отказоустойчивое хранение данныхЭта возможность обеспечивается только в Windows NT/2000 Server. Новые зеркальные тома и тома RAID-5 могут быть созданы только на динамических дисках (Dynamic disks).
Возможность использования файловых сервисов и сервисов печати для Macintosh (File and Print Services for Macintosh)Обеспечивается только в Windows NT/2000 Server.

NTFS — наилучший выбор для работы с томами большого объема. При этом следует учесть, что если к системе предъявляются повышенные требования (к числу которых относятся обеспечение безопасности и использование эффективного алгоритма сжатия), то часть из них можно реализовать только с помощью NTFS. Поэтому в ряде случаев нужно использовать NTFS даже на небольших томах.