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  • 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...

    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MFTMFTMFT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,MFT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MFT4MFT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,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MFTMFT的位置是正确的,知道了MFT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。

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  • windows 文件系统

    千次阅读 2018-07-05 22:53:55
    1.什么是文件系统文件系统是操作系统用于明确存储设备(磁盘、固态硬盘)上组织文件的方法。从系统角度来看,文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配,负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。FAT...

    1.什么是文件系统

    文件系统是操作系统用于明确存储设备(磁盘、固态硬盘)上组织文件的方法。从系统角度来看,文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配,负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。

    FAT32分区格式采用32位的文件分配表,使其对磁盘的管理能力大大增强,突破了FAT16对每一个分区的容量只有2GB的限制。但是由于FAT32分区存在无法存放大于4GB的单个文件,性能不佳,易产生磁盘碎片等缺点,故而已被性能更优异的NTFS分区格式所取代。NTFS的最大优点就是它的安全性和稳定性都比较好,它的主要缺点在于许多文件系统都无法访问它的分区,这也导致了他的兼容性较差。


    2.NTFS与FAT32的区别

    (1)应用范围

    NTFS多用于台式机电脑、笔记本及平板电脑、移动硬盘等大中型空间容量的磁盘。而FAT32多用于U盘、内存卡等小型空间容量的磁盘。它们采用FAT32的原因是,NTFS主要是针对传统机械硬盘而设计的,对于U盘或内存卡这种闪存材料不适用。NTFS分区采用“日志式”的文件系统,这种格式会对U盘这种闪存储介质会造成较大的负担,会直接造成U盘容易损坏。

    (2)最大分区容量限制

    FAT32在WIN2000和XP系统中最大分区容量限制为2TB的容量。NTFS没有容量限制,硬盘空间的容量有多大, NTFS就可以分到多大。

    (3)单个文件容量限制

    FAT32在实际运行中不支持单个文件大于4GB的文件,一旦超过容量限制那么系统就会提示磁盘空间不足。NTFS已经突破了单个文件4GB的容量限制,已经差不多完全替代FAT32分区格式了,已在win7/win8/win10系统中广泛运用。

    (4)安全

    NTFS分区格式,用户可以对该格式分区下所有的文件夹或文件进行加密、修改、写入等权限的安全设置,而FAT32没有这种功能。

    (5)磁盘配额

    NTFS支持磁盘配额,FAT32不支持磁盘配额。


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  • 随着Windows Embedded CE的发展,对象存储的作用越来越小,而大容量的永久存储设备被越来越多地采用。...一般来说,Windows Embedded CE基本提供了三种文件系统:基于ROM的文件系统、基于RAM的文件系统、FAT文件系统
  • windows和linux和mac os底层都采用了不同的文件系统,但是linux和mac os 在所有的文件系统上抽象出来一层虚拟文件系统。所有和文件相关的系统调用在最初的处理上都指向虚拟文件系统。这些来自用户进程的调用,都是...

    Posix系统调用

    • windows和linux和mac os底层都采用了不同的文件系统,但是linux和mac os 在所有的文件系统上抽象出来一层虚拟文件系统。所有和文件相关的系统调用在最初的处理上都指向虚拟文件系统。这些来自用户进程的调用,都是标准的 POSIX 系统调用,比如 open、read、write 和 seek 等。VFS 对用户进程有一个 上层 接口,这个接口就是著名的 POSIX 接口。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    本地文件搜索工具 Everything 为什么这么快

    • Everything并不扫描整个磁盘,只是读取磁盘上的USN日志
      只索引文件名称、日期和大小,不索引文件内容和附加属性
      只支持NTFS格式文件系统,因为USN日志是NTFS专有,在FAT、FAT32上无法使用
      因为只读取USN日志,所以无法搜索网络邻居及映射的网络文件夹

    1. 深入理解计算机系统
    2. 文件系统
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  • 通常,我们会在 Windows 上进行项目开发,而服务器会采用 Linux 系统,这时,如何实现 Windows 系统和 Linux 系统之间的文件传输呢?实现方法主要有以下几种:在 Windows 上直接使用支持 SFTP 协议的 FTP 客户端在 ...

    通常,我们会在 Windows 上进行项目开发,而服务器会采用 Linux 系统,这时,如何实现 Windows 系统和 Linux 系统之间的文件传输呢?

    实现方法主要有以下几种:

    1. 在 Windows 上直接使用支持 SFTP 协议的 FTP 客户端
    2. 在 Linux 上安装 FTP 服务器
    3. 在 Linux 上启用 samba 甚至 NFS
    4. 通过 SVN 版本管理工具来实现

    一般来说,Linux 系统中默认是没有安装 FTP 服务器的,但却默认都支持 SSH 远程登录协议。

    因此,就算你的 Linux 系统没有安装 FTP 服务器,也可以通过第一种方法来实现文件传输。绝大多数 FTP 客户端(如 WinSCP、FileZilla、Beyond Compare 等)都支持 SFTP(SSH File Transfer Protocol)协议,SFTP 协议的默认端口为22。

    只要你的 Linux 系统支持 SSH 远程登录,就可以在 Windows 中使用 SSH 账号(root 也可以)登录 FTP 客户端,采用 SFTP 协议,22号端口,来实现文件传输了。

    推荐使用第一种方法来实现。

    当然,你也可以使用第二种方法,在 Linux 上安装 FTP 服务器,通过 FTP 协议(默认端口为21)来实现文件传输。

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  • Windows系统文件路径

    2014-06-14 11:06:29
    网络中的路径写法(FTP、HTTP等)由于是沿用的UNIX(LINUX)的写法,... 在Windows中路径用"/"分隔,但是当路径在程序中表示为一个字符串时,是可以用"/"来进行分隔的,对应关系如下所示: 物理路径1:"E://Scro
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    windows下常见的有三种文件系统格式,FAT 、FAT32和NTFS,简单说明一下它们的区别. 一:FAT与FAT32 基于MS-DOS,Win 95等系统都采用了FAT16文件系统。在Win 9X下,FAT16支持的分区最大为2GB。计算机将信息保存在硬盘...
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  • 不会再将WinFS 作为一个独立的组建来发布,这一决定也意味着 Vista 将会继续采用单纯的NTFS 文件系统。按照目前的情形分析,Vista 将会是微软桌面操作系统的终极产品,所以NTFS 将会伴随Windows 桌面操作系统走完...
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