Алексей Шашков - WinXP FAQ (Часто задаваемые вопросы по ОС Windows XP)
2.5. Что вообще такое NTFS, и как она работает?
NTFS выросла из файловой системы HPFS, разрабатываемой совместно IBM и Microsoft для проекта OS/2. Она начала использоваться вместе с Windows NT 3.1 в 1993 году. Windows NT 3.1 должна была составить конкуренцию серверам на базе NetWare и Unix, поэтому NTFS вобрала в себя все тогдашние технологические достижения. Вот основные из них:
1. Работа с большими дисками. NTFS имеет размер кластера 512 байт, что в принципе оптимально, но его можно менять до 64К. Более важно то, что NTFS способна теоретически работать с томами размером в 16,777,216 терабайт. Теоретически, потому что таких жестких дисков пока просто не существует, и появятся они весьма не скоро.
2. Устойчивость. NTFS содержит две копии аналога FAT, которые называются MFT (Master File Table). В отличие от FAT MSDOS, MFT больше напоминает таблицу базы данных. Если оригинал MFT повреждён в случае аппаратной ошибки (например, появления bad-сектора), то система при следующей загрузке использует копию MFT, и автоматически создаёт новый оригинал, уже с учётом повреждений. Но это не самое главное. Главное, что NTFS использует систему транзакций при записи файлов на диск. Эта система пришла из СУБД, где защита целостности данных - жизненно важное дело. Уже это говорит о её эффективности. В упрощённом виде она работает так:
Драйвер ввода/вывода NTFS инициирует процесс записи, одновременно сообщая сервису Log File Service вести лог всего происходящего.
Данные пишутся в кэш, под управлением сервиса Cache Manager.
Cache Manager посылает данные Virtual Memory Manager-у (менеджеру виртуальной памяти), для записи на диск в фоновом режиме.
Virtual Memory Manager посылает данные драйверу диска, пропустив их через Fault Tolerant Driver (если у вас массив дисков RAID).
Драйвер диска шлёт их контроллеру, который уже пишет их либо в кэш, либо прямо на диск.
Если эта операция проходит без ошибок, запись лога удаляется.
Если происходит сбой, запись лога остается в таблице транзакций, и при следующем доступе к диску Log File Service обнаруживает эту запись, и просто восстанавливает всё как было до этой операции.
Такая система гарантирует абсолютную сохранность данных в случае копирования, перемещения и удаления файлов или директорий. При внесении изменений в файл, вы теряете те изменения, которые находились в момент сбоя в памяти или в кэше контроллера, и не успели записаться на диск.
3. Защищенность. NTFS рассматривает файлы, как объекты. Каждый файловый объект обладает свойствами, такими как его имя, дата создания, дата последнего обновления, архивный статус, и дескриптор безопасности. Файловый объект также содержит набор методов, которые позволяют с ним работать, такие как open, close, read и write. Пользователи, включая сетевых, для обращения к файлу вызывают эти методы, а Security Reference Monitor определяет, имеет ли пользователь необходимые права для вызова какого-либо из этих методов. Кроме этого, файлы можно шифровать. Правда, с шифрованием стоит быть осторожнее. Если у вас рухнет система, или вы её переустановите то вы не сможете прочитать зашифрованные файлы, если не имеете ERD.
4. Компрессия данных. NTFS позволяет компрессировать отдельные каталоги и файлы, в отличие от DriveSpace, который позволял сжимать только диски целиком. Это очень удобно, для экономии пространства на диске, например можно сжимать "на лету" большие графические файлы формата BMP, или текстовые файлы, причём для пользователя всё это будет прозрачно.
5. Поддержка формата ISO Unicode. Формат Unicode использует 16bit для кодировки каждого символа, в отличие от ASCII, который использовал 8bit, или ещё хуже - 7bit. Для простого пользователя это означает то, что теперь он может называть файлы на любом языке, хоть на китайском - система это будет поддерживать, не требуя изменить кодовую страницу, как это делал DOS и W9x.
2.6. Что нового в файловой системе NTFS5, и в чем её отличия от NTFS4?
Самое главное, за что ругали NT4, и в чём она уступала NetWare, это за отсутствие квотирования. Квотирование - это ограничение максимального объёма дискового пространства для пользователя, которое он сможет использовать. Зачем это нужно? Ну, на компьютерах, работающих в больших сетях, в фирмах и организациях и без вопросов понятно зачем, ведь жесткие диски не резиновые. А на домашнем компьютере, можно например, выделить пользователю "жена" или "младший брат" не более 50МБ на винчестере, чтобы они не захламляли диск чем попало. Причём, вовсе не обязательно, чтобы все файлы пользователя хранились в одном месте, они могут быть разбросаны по всем дискам. Устанавливаются квоты через Properties NTFS раздела, закладка Quota. Через Quota Entries... можно выставлять квоты для каждого отдельного пользователя. Второе, достаточно важное отличие NTFS5 от старой версии - возможность поиска файла, по имени его владельца. Зачем это нужно? А вот зачем: например, вам нужно найти все файлы созданные в Word-е, каким-то одним пользователем, на диске, где этих файлов тысячи. В NT4 это было проблемой.
С помощью Access Control List (Список управления доступом), можно легко проверить, какие файлы доступны пользователю, и установить права доступа к отдельным файлам или каталогам. Кроме непосредственного изменения самой структуры NTFS, в XP добавлен Microsoft Index Server, который значительно ускоряет поиск файлов, особенно по их содержимому, за счёт индексации содержимого дисков. Управляется эта служба через раздел Indexing Service окна Computer Management. В этом разделе можно просмотреть, какие директории индексируются, и, при желании, добавить новые или удалить старые. Работает это c любыми разделами, а не только NTFS. В NTFS5 добавлена такая функция как точки монтирования или, по-другому, точки соединения (junction point). Функция эта давно знакома пользователям различных вариантов Unix/Linux, но в продуктах Microsoft она появилась впервые недавно (только с W2k). С помощью этой технологии можно присоединить любой дисковый ресурс в любое место файловой системы.
Например, можно присоединить жёсткий диск D: в любой из каталогов на диске C:, например, в C:games Теперь, зайдя в директорию C:games, можно будет видеть содержимое корневого каталога диска D:. Все изменения, которые будут произведены в этой директории, будут произведены на диске D:. После этого, можно в окне Computer management -> Disk Management убрать букву, присвоенную этому диску (Change disk letter and path), и пользователь даже не будет знать, что на компьютере установлено два диска! Он будет работать с одним диском C: и директория C:games для него ничем не будет отличаться от других. Смонтировать диск или раздел в директорию на NTFS разделе или диске, можно из уже знакомого нам меню Change disk letter and path, выбором пункта Add.. -> Mount in this Ntfs folder -> Browse... Управлять этой функцией можно и через командную строку, командой mountvol. Сразу после примонтирования диска, директория в которую он смонтировался, будет показываться другим значком:
Но стоит переименовать её, как она примет такой же вид, как и все остальные.
Что бы размонтировать диск, используйте Disk Management, меню Change disk letter and path, выбором пункта Remove. Если просто удалите папку с примонтированым диском в Explorer'е, то вместе с папкой вы удалите ВСЁ содержимое примонтированого диска. Так что будьте внимательны. Кроме монтирования целых дисков, можно монтировать отдельные директории, но для этого придётся воспользоваться сторонней утилиткой. Взять её можно здесь. Зайдите в консоль, запустите её, и ознакомитесь с её операндами.
2.7. Что такое кластер, и какого размера он должен быть?
Кластер - минимальный размер места на диске, которое может быть выделено файловой системой для хранения одного файла. Определяется он, как правило, автоматически, при форматировании винчестера, по зависимости указанной в таблице:
Небольшое исключение для системного раздела: если он меньше 2048МБ, то размер кластера, при использовании NTFS, всегда 512 байт. Кроме этого, при конвертации Fat32 раздела в NTFS встроенной в XP утилиткой convert, размер кластера всегда будет 512 байт. Что бы избежать, придётся воспользоваться внешними программами, например Partition Magic.
Узнать размер кластера в XP можно несколькими способами. Во первых, можно зайти в Administrative Tools -> Computer Management -> Storage -> Disk Defragmenter. Выбрать нужный диск и нажать на Analyze. Через несколько секунд появится табличка, где есть три кнопки. Нажатие на View Report запускает окошко, в котором море информации про выбранный диск, в том числе и Cluster size.
Есть ещё один метод, который подходит не только для XP. Создаётся, или берётся готовый, маленький файлик размером от 1 байта до 500 байт. Нажимается на нём правая кнопка мыши, выбирается Properties. Смотрим на два пункта, Size и Size on disk. Size должен быть чем-то вроде 10 байт (или какой там размер он реально имеет), а Size on disk будет, к примеру, 4096 байт, что соответствует размеру кластера, т.е. 4K.
Размер кластера можно выбрать и самому, вручную, правда, только при форматировании. Делается это так: "format d: /A:size", где size это размер кластера в байтах. Однако существуют некоторые правила, которых следует придерживаться: во-первых, размер кластера должен быть кратен размеру физического сектора, то есть 512 байтам в подавляющем большинстве случаев; во-вторых, есть ограничения по количеству кластеров на разделе.
