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  • NTFS文件系统 文档主要分为两大部分: 1.NTFS文件系统简介 2.文件磁盘位置计算 NTFS文件系统简介 NTFS(New Technology File System)是微软1993年推出的用于Windows系统的文件系统,用于代替原来的FAT文件系统,...

    Windows作为最流行的个人计算机操作系统,成为了我们学习、工作和生活的一部分。我们几乎每天都会经历打开文件管理器,进入具体磁盘,打开具体文件,而Windows采用文件系统管理着所有的文件和磁盘空间,这个文件系统就是NTFS。

    NTFS文件系统

    文档主要分为两大部分:

    1.NTFS文件系统简介

    2.文件磁盘位置计算

    NTFS文件系统简介

    NTFS(New Technology File System)是微软1993年推出的用于Windows系统的文件系统,用于代替原来的FAT文件系统,从而提高性能。NTFS自推出以来经历了多个版本的更新,更新历史如下:
    在这里插入图片描述

    可见2001年发行3.1版本后,NTFS就再没有更新过了。

    NTFS数据结构

    一个NTFS分区的结构如下图所示:
    在这里插入图片描述

    整个分区主要分为三大区域:

    1.VBR(Volume Boot Record):非常重要,存储跟引导相关的数据,大小为16个扇区;

    2.文件区域:在NTFS的概念里,一切皆为文件,包括元数据文件、常规文件、目录、一切的一切都是文件;

    3.BBS(Backup Boot Sector):分区的第一个扇区是分区引导记录,是能否引导系统的关键,所以NTFS用分区的最后一个扇区备份第一个扇区,用于修复损坏的第一个扇区。

    文件

    文件可分为三种类型:元数据文件、常规文件和目录。

    元数据文件

    任何文件系统都会有元数据用于描述文件信息,信息有如名称、大小、修改时间、存放位置等等,注意的是NTFS元数据也用文件表示,总有16个元数据文件,这些文件的名称都是以$开头,属于隐藏文件。
    在这里插入图片描述

    查看这些文件:
    在这里插入图片描述

    MFT(Master File Table)

    非常重要的文件,包含了所有文件的元数据,定位文件必须要经过 M F T 文 件 。 M F T 由 一 个 个 文 件 记 录 组 成 , 一 个 文 件 至 少 占 用 一 个 记 录 , MFT文件。MFT由一个个文件记录组成,一个文件至少占用一个记录, MFTMFTMFT文件占用第一个记录。

    MFT文件记录(固定大小为1KB)由记录头部和属性组成,记录头部大小为42或48字节,3.1版本之前是42字节,之后是48字节。记录头部数据结构定义如下:
    在这里插入图片描述

    文件记录属性分为常驻属性和非常驻属性,常驻属性代表属性的全部内容在文件记录中,非常驻属性代表属性内容超过了文件记录的大小,需要另外开辟空间存储,例如文件内容比较大。

    文件记录头部中标明了第一个属性的偏移量,NTFS支持的属性定义在$AttrDef中,每个属性有唯一标识ID,常见的ID有:
    在这里插入图片描述

    文件内容

    文件内容由属性$DATA描述,由于文件记录的大小固定为1KB,记录头占了48字节,所以留给文件存放内容的空间不会超过976字节。如果文件内容比较少,则全部存在文件记录中,否则另外开辟extents存储。开辟的extents以族为单位,NTFS基本分配单位是族,族大小为4KB。

    文件磁盘位置计算

    借助微软公司提供的工具fsutil可计算出文件的数据分布范围,根据文件的大小,可分为两种情况。

    小文件

    小文件指的是文件内容可容纳在文件记录中,不用开辟extents存放,也是最不方便计算的情况。

    第一步:

    获取$MFT文件的磁盘分布范围,方式如下:
    在这里插入图片描述

    指令为:fsutil file queryextents 文件路径

    输出结果(结果可能为多行,代表文件存放位置不连续):

    VCN:虚拟族编号,相对于文件内部的偏移量,单位为族;

    :该extent大小,单位为族;

    LCN:逻辑族编号,extent相对于分区的偏移量,单位为族。

    这样就可以知道$MFT文件在分区的0xc0000(10进制为786432)族(大小4096)处,换算为字节为786432 4096=3221225472,文件大小为0x1640(10进制为5696)族,换算为字节为5696 4096 = 23330816。

    第二步:

    获取文件在 M F T 文 件 的 位 置 , 文 件 参 考 编 号 的 低 4 字 节 就 是 文 件 在 MFT文件的位置,文件参考编号的低4字节就是文件在 MFT4MFT文件的位置,求文件参考编号的方法如下:
    在这里插入图片描述

    通过fsutil volume filelayout 文件路径 可获取到文件参考编号,0x0007000000005206的低4字节为0x5206,也就是说E:\12.txt的文件记录位于$MFT的第0x5206(10进制为20998)个记录处。

    一个文件记录固定为1KB,那么E:\12.txt的文件记录则位于 20998 * 1024 = 21501952 = 0x1481800。

    用FTK看看$MFT的0x1481800处是什么内容:
    在这里插入图片描述

    字符“FIFE”代表是一个文件记录,第二个紫框表明文件名匹配,第三个紫框是文件内容“helios89”,看看12.txt的内容:
    在这里插入图片描述

    可见计算得到的E:\12.txt在 M F T 的 位 置 是 正 确 的 , 知 道 了 MFT的位置是正确的,知道了 MFTMFT在分区的分布范围,也知道了E:\12.txt在$MFT的位置,通过简单的计算便可知道E:\12.txt在分区的分布范围了。

    大文件

    大文件指的是文件记录容纳不下文件的内容,需要开辟extents存放,这种文件是最容易计算其数据分布范围的,参考小文件计算的第一步。

    分区偏移量

    上面的计算结果得到的是文件在分区的偏移量,需要加上分区偏移量才是磁盘的偏移量。分区偏移量可通过FTK软件查看。

    方法如下:

    选择【File】->【add Evidence Item…】,弹框如下:
    在这里插入图片描述

    选择【Physical Drive】【下一步】选择磁盘,点击完成。

    在【View】中选择【Properties】显示出属性框

    在左侧的【Evidence Tree】中选择一个分区,在属性框中便可查看到分区的偏移量(单位扇区)了,如下图所示:
    在这里插入图片描述

    结束语

    Windows作为最流行的个人计算机操作系统,也证明了NTFS文件系统的强大和稳定。本文档只是对NTFS进行了简单的介绍,还有更多的技术原理值得我们继续研究,让我们继续前进吧。

    展开全文
  • 在 CentOS 6.x 中,默认 NTFS 文件系统是没有安装的,也就是说在 CentOS 6.x 中是不能直接挂载 NTFS 分区的。但是目前 Windows 的分区绝大多数是 NTFS 分区,这就需要在 CentOS 6.x 中安装 NTFS 文件系统的模块之后...

    在 CentOS 6.x 中,默认 NTFS 文件系统是没有安装的,也就是说在 CentOS 6.x 中是不能直接挂载 NTFS 分区的。但是目前 Windows 的分区绝大多数是 NTFS 分区,这就需要在 CentOS 6.x 中安装 NTFS 文件系统的模块之后,才能使用 NTFS 分区。

    安装 NTFS 文件系统模块的方法有三种:

    第一种方法是完整地重新编译内核,然后在内核中选择 NTFS 功能,但这种方法过于麻烦,如果只是为了加入 NTFS 支持,则不建议采用这么复杂的方法;

    第二种方法是得到 NTFS 文件系统模块(可以到互联网上下载,也可以利用本机的内核部分编译之后产生,不用完整地编译内核,要简单方便得多),然后使用 modprobe 命令安装,本小节就来介绍这种方法;

    第三种方法是安装 NTFS 文件系统的第三方插件,如 NTFS-3G,这种插件安装简单、功能完整,我们也会讲讲这种方法;

    得到NTFS文件系统模块后,手工安装

    如果使用这种方法,则首先需要得到 NTFS 文件系统模块,这些模块一般是用 *ko 作为扩展名的。我们可以直接在互联网上找到 ntfs.ko 的模块文件下载之后安装;也可以下载完整的内核源码,自己编译生成 ntfs.ko 模块,然后安装。

    我们采用第二种方法。具体步骤如下。

    1) 下载内核

    我们可以到内核的官方网站下载和本机安装的内核版本相同的内核源码。本机内核的版本可以使用 uname -r 命令查看,命令如下:

    [root@localhost ~]# uname -r

    2.6.32-279.el6.i686

    这里下载的是 linux-2.6.32.tar.bz2 这个内核源码。我们可能会发现,在内核官网上找到的内核源码的版本可能和本机内核的版本不完全相同,这不会有太大影响,只需找到和本机版本差不多的内核源码即可。

    另外,在 2.4.x 内核版本中,我们可以通过 RPM 包安装完整的内核源码到本机,而不用去官网下载。但是在 2.6.x 内核版本之后,如果采用 RPM 包的方式安装内核源码,则只会安装部分源码文件,而不会安装完整的内核源码文件。RPM 包安装的内核源码是不能进行正常编译和安装的,所以只能到内核的官方网站上下载完整的内核源码。

    2) 解压内核

    下载的内核是压缩包,需要解压。解压命令如下:

    [root@localhost ~]# tar -jxvf linux-2.6.32.tar.bz2

    [root@localhost ~]# cp -r linux-2.6.32 /usr/src/kernels/

    #复制内核源码到默认内核源码保存位置

    3) 生成内核编译所需的 .config 文件

    在进行内核编译时,是需要依赖 .config 配置文件来配置内核功能的,这个文件是通过 make menuconfig 命令生成的。

    不过,我们在这里不讲解完整的内核编译过程,只是为了生成 ntfs.ko 文件,那么我们就不需要执行复杂的 make menuconfig 命令了。我们可以安装 RPM 包的内核,虽然 RPM 包安装的内核源码并不完整(早期 Linux 版本会安装完整的内核源码),但是有 .config 配置文件,我们可以直接利用这个配置文件,而不需要使用 make menuconfig 命令自己生成 .config 配置文件(在进行真正的内核编译时,是需要使用 make menuconfig 命令来配置自己需要的功能,并生成 .config 配置文件的)。 命令如下:

    [root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /mnt/cdrom/

    [root@localhost ~]# rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/ kemel-devel-2.6.32-279.el6.i686.rpm

    #安装RPM包的不完整的内核源码

    [root@localhost ~]# cp /usr/src/kemels/2.6.32-279.el6.i686/.config/usr/src/

    kemels/linux-2.6.32/

    #从RPM包的内核源码中复制.config配置文件到源码包的内核源码中

    这样我们就有了 .config 配置文件,当然也可以通过 make menuconfig 命令生成这个配置文件。不过我们现在还没有学习内核的编译过程,所以采用了这种简单的办法。当然,还要修改一下 .config 配置文件,让它支持 NTFS 文件系统。需要把 #CONFIG_NTFS_FS is not set 这行代码改为 CONFIG_NTFS_FS=m,意思是用模块形式加载 NTFS 文件系统。命令如下:

    [root@localhost ~]# vi /usr/src/kernels/ linux-2.6.32/.config

    …省略部分输出…

    # CONFIG_NTFS_FS is not set

    #改为

    CONFIG_NTFS_FS=m

    …省略部分输出…

    4) 编译模块

    使用 make modules 命令来编译所有的模块,因为我们开启了 NTFS 文件系统模块,所以会生成 ntfs.ko 文件。当然,编译要想正确进行,gcc 编译器是必须安装的。命令如下:

    [root@localhost ~]# cd /usr/src/kernels/linux-2.6.32/

    #编译命令一定要进入内核目录才能执行,因为编译命令编译的是模块当前所在目录

    [root@localhost linux-2.6.32]# make modules

    #在命令执行过程中,需要选择安装哪些模块,这时只选择NTFS相关模块,其他模块都不安装,这样能加快安装速度。注意:需要选择的选项较多,不要漏选

    …省略部分输出…

    NTFS file system support (NTFS_FS) [M/n/y/?] m

    NTFS debugging support (NTFS_DEBUG) [N/y/?] (NEW)y

    NTFS write support (NTFS_RW) [N/y/?] (NEW)y

    #只有这几个功能选择y(安装)或m(安装成模块),其他功能都不需要安装

    …省略部分输出…

    接下来需要等待编译过程结束,就能看到 ntfs.ko 模块了。命令如下:

    [root@localhost linux-2.6.32]# ll /usr/src/kemels/ linux-2.6.32/fe/ntfs/ntfs.ko

    -rw-r--r--. 1 root root 3175255 6 月 4 18:57 /usr/src/ kemels/linux-2.6.32/

    fs/ntfs/ntfs.ko

    5) 模块安装

    我们有了 ntfs.ko 模块,接下来的安装过程就比较简单了。先把 ntfs.ko 复制到指定位置,命令如下:

    [root@localhost linux-2.6.32]# cp fs/ntfs/ntfe.ko/lib/ modules/2.6.32-279.el6.i686/kemel/fs/

    然后开始模块安装,命令如下:

    [root@localhost linux-2.6.32]# depmod -a

    #扫描所有模块

    [root@localhost linux-2.6.32]# modprobe ntfs

    #安装ntfs模块

    如果 modprobe ntfs 命令报错,那是因为版本不符。这个问题很好解决,只要执行如下命令:

    [root@localhost linux-2.6.32]# modprobe -f ntfs

    #-f:强制

    强制安装 ntfs 模块即可。然后查询一下:

    [root@localhost linux-2.6.32]#lsmod | grep ntfs

    ntfs 93874 0 [permanent]

    这样 ntfs 模块就安装成功了,我们就可以尝试挂载和使用 NTFS 的分区或移动硬盘了。

    注意,虽然我们使用了部分内核编译命令,但是我们的目的不是编译内核,而只是生成 ntfs.ko 模块,所以不需要完成内核的完整编译与安装过程。而且,如果执行了 make install 命令,那么安装的新内核有 ntfs 功能,其他功能都不存在,新内核是不能正确使用的。

    利用 NTFS-3G 插件安装 NTFS 文件系统模块

    我们已经学习了利用 ntfs.ko 模块安装 NTFS 文件系统,这种方法生成 ntfs.ko 模块比较麻烦。如果采用安装 NTFS-3G 插件的方式安装 NTFS 文件系统,则更加简单和方便。具体步骤如下。

    1) 下载 NTFS-3G 插件

    首先,下载 NTFS-3G 插件到 Linux 服务器上。

    2)安装 NTFS-3G 插件

    在编译安装 NTFS-3G 插件之前,要保证 gcc 编译器已经安装。具体安装命令如下:

    [root@localhost ~]# tar -zxvf

    ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1,13.tgz

    #解压

    [root@localhost ~]#cd ntfs-3g_ntfeprogs-2013.1.13

    #进入解压目录

    [root@localhost ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13]#./ configure

    #编译器准备。没有指定安装目录,安装到默认位置

    [root@localhost ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13]# make

    #编译

    [root@localhost ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13]# make install

    #编译安装

    这样安装就完成了,可以挂载和使用 Windows 的 NTFS 分区了。不过需要注意,挂载分区时的文件系统不是 NTFS,而是 NTFS-3G。挂载命令如下:

    [root@localhost ~]# mount -t ntfs-3g 分区设备文件名 挂载点

    例如:

    [root@localhost ~]# mount -t ntfe-3g /dev/sdb1 /mnt/win

    这样看来,使用安装 NTFS-3G 插件的方式比安装 NTFS 文件系统更加简便方便。

    展开全文
  • NTFS文件系统基本介绍

    2021-08-13 01:04:27
    NTFS文件系统是随着Windows NT操作系统的诞生而产生的,并随着Windows NT 4跨入主力文件系统的行列。它的优点是安全性和稳定性极其出色,在使用中不易产生文件碎片;同时它还提供了容错结构日志,可以将用户的操作...

    NTFS文件系统是随着Windows NT操作系统的诞生而产生的,并随着Windows NT 4跨入主力文件系统的行列。它的优点是安全性和稳定性极其出色,在使用中不易产生文件碎片;同时它还提供了容错结构日志,可以将用户的操作全部记录下来,从而保护了系统的安全。

    NTFS文件系统的具体特点如下。

    (1)安全性

    NTFS的安全性很高,提供许多安全性能方面的选项,可以在本机也可以通过远程的方法保护文件、目录。NTFS还支持加密文件系统(EFS),可以阻止没有授权的用户访问文件。

    (2)可恢复性

    NTFS文件系统数据存储的可靠性很强,比较适合做服务器的文件系统,因为其提供了基于原子事务(Atomic Transaction)概念的文件系统可恢复性。原子事务是数据库中处理数据更新的一项技术,它可以保证即使系统失败也不影响数据库的正确和完整。

    (3)文件压缩

    NTFS文件系统带来的另一个好处是支持文件压缩功能,用户可以选择压缩单个文件或整个文件夹。对那些不经常使用的数据,或较大的文件可以使用NTFS自带的压缩功能来节约磁盘空间。

    (4)磁盘配额

    磁盘配额就是管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制,每一用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。设置磁盘配额后,可以对每一个用户的磁盘使用情况进行跟踪和控制,通过监测可以标识出超过配额报警阈值和配额限制的用户,从而采取相应的措施。磁盘配额管理功能的提供,使得管理员可以方便合理地为用户分配存储资源,避免由于磁盘空间使用的失控可能造成的系统崩溃,提高了系统的安全性。磁盘限额可以在NTFS分区的“属性”中进行设置。打开一个NTFS分区的“属性”对话框,可以看到一个叫“定额”的标签,在这个标签下可以详细设置磁盘限额的最大空间、报警阈值及对每个用户的定额限制。

    (5)B+树的文件管理

    NTFS利用B+树文件管理方法来跟踪文件在磁盘上的位置。这种技术比在FAT文件系统中使用的链链表技术具备更多的优越性。在NTFS中文件名顺序存放,因而查找速度更快。如果卷比较大,B+树会在宽度上增长,而不会在深度上增长,因此,当目录增大时,NTFS并没有显示出明显的性能下降。

    B+树的数据结构使查找一个条目所需的磁盘访问次数最少,如图4-399所示。

    703f366c06f614cb8d0afd9a1fc87e22.png

    图4-399 NTFS文件系统的B+树排序方法

    在主文件表中,目录的索引根属性包含一些文件名,它们是到达B+树的第二层的索引。在这个索引根属性中的每一个文件名都包含了一个指向索引缓冲区的指针。这个索引缓冲区中包含有一些文件名,它们位于索引根属性中的文件的名字之前。通过这种位置关系,可使它们排在索引缓冲区中的那个文件之前。例如,filen是B+树中第一层中的一个条目,索引缓冲区中可包含这样一些条目:filea、fileb、filec等。利用这些索引缓冲区,NTFS可以进行折半查找,从而获得更快的文件查找速度。

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  • 在将硬盘插到Linux系统上,打开硬盘时一直提示:unknown filesystem type 'ntfs'.在尝试网上的方法也遇到了一些问题。下面按照遇到的问题,按照正确的方式注意操作从而避免问题的出现。1,首先安装gcc,这个主要是...

    在将硬盘插到Linux系统上,打开硬盘时一直提示:unknown filesystem type 'ntfs'.在尝试网上的方法也遇到了一些问题。

    下面按照遇到的问题,按照正确的方式注意操作从而避免问题的出现。

    1,首先安装gcc,这个主要是用于第二步中我们下载的ntfs-3g中下载的源码提供编辑环境。

    yum -y install gcc

    2,接着是安装ntfs-3g。

    wget http://tuxera.com/opensource/ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13.tgz

    tar zxvf ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13.tgz

    cd ntfs-3g_ntfsprogs-2013.1.13

    ./configure

    make

    make install

    3,接着就是挂接硬盘了。

    首先创建挂在的位置:

    mkdir /mnt/window

    ntfs-3g挂在硬盘(假设需要挂载的硬盘是/dev/sdb1)

    mount -t ntfs-3g /dev/sdb1 /mnt/window

    取消挂载命令(取消/dev/sdb1的硬盘分区的挂载)

    umount /dev/sdb1

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    2020-12-22 09:12:09
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空空如也

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