分布式文件系统NTFS概述

摘要：NTFS(New Technology File System)是Windows NT操作环境和Windows NT高级服务器网络操作系统环境下的文件系统。文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构，是在磁盘上组织文件的方法，同时也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。

关键词：文件系统；NTFS

中图分类号：TP316 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 07-0000-01

NTFS Overview of Distributed File System

Zhang Hongxia,Li Fangfang,Xu Lingling

(Suizhou Vocational and Technical College,Suizhou441300,China)

Abstract:NTFS (New Technology File System) is a Windows NT operating environment and Windows NT Advanced Server network operating system environment file system.File system is the operating system for specific files on the disk or partition methods and data structures is to organize files on the disk method,but also refers to the disk for storing files or partitions,or file system type.

Keywords:File system;NTFS

文件系统中，对于不同配置的硬件，实际的文件大小从4GB到64GB不等。由于NTFS文件系统的开销较大，使用的最小分区应为50MB。NTFS提供了服务器或工作站所需的安全保障。在NTFS分区上，支持随机访问控制和拥有权，对共享文件夹无论采用FAT还是NTFS文件系统都可以指定权限，以免受到本地访问或远程访问的影响；对于在计算机上存储文件夹或单个文件，或者是通过连接到共享文件夹访问的用户，都可以指定权限，使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充分保护了系统和数据的安全。NTFS使用事务日志自动记录所有文件夹和文件更新，当出现系统损坏和电源故障等问题而引起操作失败后，系统能利用日志文件重做或恢复未成功的操作。主要的作用体现在两个方面：

一、通过NTFS许可保护网络资源

在Windows NT下，网络资源的本地安全性是通过NTFS许可权限来实现的。在一个格式化为NTFS的分区上，每个文件或者文件夹都可以单独的分配一个许可，这个许可使得这些资源具备更高级别的安全性，用户无论是在本机还是通过远程网络访问设有NTFS许可的资源，都必须具备访问这些资源的权限。

二、使用NTFS对单个文件和文件夹进行压缩

NTFS支持对单个文件或者目录的压缩。这种压缩不同于FAT结构中，对驱动器卷的压缩，其可控性和速度都要比FAT的磁盘压缩要好的多。

FAT文件系统的大部分缺点都直接来自其简单又过时的设计，比如由于没有考虑可能的安全和可靠性属性，导致后来很难在FAT分区上添加这些功能。相反，NTFS采用了一种全新的体系结构，不仅能支持许多高级的属性和功能，还使用了一个简单而优美的方案允许更多属性加入其中。

当创建NTFS分区的时候，首先创建的是卷启动扇区。它在结构上与FAT文件系统里的类似，并且是NTFS下少数几个不存储在主文件列表里的元数据之一。NTFS的卷启动扇区起始于分区的一个扇区，包含2个主要结构：

（一）BIOS参数块：包含卷的基本信息，比如标识卷的格式是NTFS。除此之外，NTFS提供了一个扩展BIOS参数块，包含其它卷信息，例如重要元数据文件的位置。

（二）卷启动代码：在NTFS里，这块程序代码表示如何装载Windows NT或2000操作系统。常见的过程是装载NTLDR，把控制权交给它，让它来装载操作系统的其他部分。

NTFS文件系统把所有的数据，无论用户的还是系统的，都存储成文件。所以有一部分文件对于NTFS是非常重要的，即元数据文件。元数据文件在NTFS卷格式化的时候自动产生，并组织在整个分区的前面。首先是主文件列表（MFT），它为每个文件或目录都保存一个记录，如果这个文件太小，那么整个文件就可能都存储在这个记录里。因为元数据文件在NTFS也是“文件”，所以它们在MFT里也有对应的记录。实际上，MFT的前16个记录就是为元数据文件保留的。

NTFS最初设计时就考虑了企业级的应用环境，所以它能支持非常大的分区。回想当初Windows NT时，FAT还只有FAT12和FAT16――FAT32还未出现。FAT16最大的分区大小是2GB，使用32KB的簇；或4GB，使用非标准的64KB簇，可能导致其他Windows版本不兼容。考虑到商业应用的巨大存储量，和商用服务器可能使用RAID磁盘阵列，如此小的分区肯定是不行的，NTFS必须突破这个限制。在NTFS里，一个分区的最大字节数是2的64次方，即16EB。NTFS是一个完全不同的文件系统，它在设计的时候硬盘的大小还在以几GB来衡量，而现在突然要处理上千万GB的卷，我们不得不进行仔细的考虑。

在Windows NT下，启动分区的大小有严格的限制。在安装的时候，Windows NT会预先创建一个FAT16分区。即使你明确指出把Windows NT安装到NTFS分区上，它也会这么做，然后把这个FAT16分区转化成NTFS分区。而Windows NT下FAT16分区最大是4GB，所以你的启动分区也只能这么大。由于有这些限制，许多NT系统都至少有2个分区――小些的作为操作系统启动分区，大些的存储用户数据。用户甚至发现这种组织方式非常好，因为它区分了操作系统文件和用户自己的文件。启动分区的最大限制在Windows 2000里被解除了，现在你能把整个磁盘划分到一个分区里面了。

因为NTFS是微软开发出来的技术，它的定位就是家用机系统所用的文件系统，因此在使用一定时间之后磁盘出现碎片还是无法避免，所以XP的用户对于“硬盘用久了，会出现碎片，速度会减慢，需要一个程序来整理，整理硬盘的时候不要做其它工作”，这好像是天经地义的事情。 而对于Linux以及Unix似乎从来没有“整理硬盘”这种说法，不但可以对文件设置权限，实施完全的保护，而且可以“越用越整齐”，“越用碎片越少”！其实优缺点都是因为不同的定位，随着我们软件行业的不断发展，对于底层技术的逐渐掌握，相信以后会出现完全自主的产品。

参考文献：

[1]何炎祥.高级操作系统[M].北京:科学出版社

[2]Andrew S.Tanenbaum.分布式系统原型与范型[M].杨剑锋.北京:清华大学出版社

[3]George Coulouris,Jean Dollimore,Tim Kindberg.分布式系统概念与设计（原书第三版中文）[M].金蓓弘.北京:机械工业出版社