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标题: Windows文件系统简介 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-12-14 15:51
标题: Windows文件系统简介

Windows文件系统简介

1 Windows FSD（文件系统驱动程序）体系结构
Windows 2000/XP的FSD（File System Driver，文件系统驱动程序）分为本地FSD和远程FSD。
      本地FSD：允许用户访问本地计算机上的数据
——本地FSD负责向I/O管理器注册自己，当开始访问某个卷时，I/O管理器调用FSD来进行卷识别。
——完成卷识别后，本地FSD创建一个设备对象以表示所装载的文件系统。
——I/O管理器通过卷参数块（VPB）在存储管理器创建的卷设备对象和FSD创建的卷设备对象之间建立连接。此连接将I/O管理器的I/O请求转交给FSD设备对象。
      远程FSD：允许用户通过网络访问远程计算机上的数据。
由两部分组成：客户端FSD和服务器端FSD。
——客户端FSD首先接收来自应用程序的I/O请求，并转换为网络文件系统协议命令，然后通过网络发送给服务器端FSD。
——服务器端FSD监听网络命令，接收网络文件系统协议命令并转交给本地FSD去执行。
      FSD与文件系统操作
   Windows文件系统的有关操作都是通过FSD完成的：
   ——显示文件I/O：应用程序通过I/O接口函数如CreateFile，ReadFile，WriteFile等来访问文件。
   ——高速缓存延迟写：此线程定期对高速缓存中已被修改的页面进行写操作。
   ——高速缓存提前读：此线程负责提前读数据。
   ——内存脏页写：此线程定期清洗缓冲区。
   ——内存缺页处理
2 Windows 2000/XP支持的文件系统
2.1 CDFS与UDF
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif       CDFS（CDROM File System）即只读光盘文件系统。现已被UDF标准取代。
——特点：文件和目录名长度必须少于32个字符；目录树深度不能超过8层。
——Windows 2000/XP通过\Winnt\System32\Drivers\Cdfs.sys实现CDFS的支持。
      UDF（Universal Disk Format）即通用磁盘格式。
——特点：文件名可以区分大小写；文件名可以有255字符长；最长路径为1023个字符。
——Windows 2000/XP通过\Winnt\System32\Drivers\Udfs.sys实现UDF的支持。
2.2  FAT12、FAT16、FAT32
Windows 2000/XP通过\Winnt\System32\Drivers\Fastfat.sys提供FAT（File Allocation Table，文件分配表）文件系统驱动程序。
      FAT12和FAT16
——FAT文件系统用数字来标识磁盘上簇号的位数。FAT12簇标识为12位，FAT16簇标识为16位。
——FAT12是5.25英寸和3.5英寸软盘的标准格式。
——FAT卷分为几个区域：引导区、文件分配表（包含一个卷上所有簇的条目，并保留备份）、根目录（FAT12和FAT16最多只能存放256个文件或目录）、其他目录和文件。
——FAT16优点：可以被多种操作系统访问。缺点：不支持长文件名；不支持系统容错特性；不支持内部安全特性。
      FAT32
——文件分配表簇标识扩充为32位，主要应用于Windows 9x和Windows Me中。
——优点：1）具有强大的寻址能力，能比FAT16更有效的管理磁盘；
2）根目录下的文件数目不受最多256的限制；
3）引导记录扩展为包含重要数据结构的备份，因而分区不易受单点的错误影响；
4）支持长文件名格式
——缺点：同样不支持系统容错特性和内部安全特性。
2.3 NTFS（New Technology File System）
2.3.1 NTFS优点
——支持文件系统数据的可恢复性、安全性、数据冗余和数据容错；
——具有其他高级特性：多数据流、完全支持Unicode、通用索引机制、动态坏簇重新映射（热修复）、完全支持POSIX（可移植操作系统接口）、支持文件数据的压缩、日志记录、支持用户磁盘限额、硬链接与软链接（硬链接允许从多个路径指向同一文件和目录，软链接允许重定向一个目录）、链接跟踪、加密、碎片整理等。
1． NTFS可恢复性支持
      NTFS通过日志记录来实现文件系统的可恢复性。
      所有改变文件系统的子操作在磁盘上运行之前，先被记录在日志文件中。在恢复阶段，NTFS根据记录在日志文件中的文件操作信息，对那些部分完成的事务进行重做或撤销，以保证磁盘上文件系统的一致性。这种技术称为“预写日志记录”。
2． NTFS坏簇恢复支持
      Windows 2000/XP卷管理功能分别通过用于基本磁盘的FtDisk和用于动态磁盘的LDM（Logical Disk Manager）的卷管理工具来实现坏簇的修复。
      NTFS在运行时动态收集有关坏簇的资料，并存储在系统文件中，而在应用程序环境中不必知道坏簇的存在。当扇区发生错误时，容错驱动程序给NTFS发出该扇区是坏的的通知，NTFS将分配一个新簇来取代坏扇区中的簇，并将数据复制到新簇中，NTFS将标记该坏扇区并不再使用它。
3． NTFS安全性支持
      NTFS把文件和目录看成对象和对象的集合，文件和目录对象都带有安全描述符，并作为文件的一部分存储在磁盘上。进程在打开对象句柄前验证该进程是否具有足够的权限。
      NTFS支持加密文件系统（EFS），以阻止非授权用户访问加密文件。
2.3.2 NTFS FSD（文件系统驱动程序）
——I/O管理器将I/O请求送交NTFS FSD执行。
——应用程序通过NTFS FSD创建和存取文件。步骤如下：首先检查使用权限，看是否合法用户的请求；然后I/O管理器将文件句柄转换为文件对象指针；最后NTFS通过文件对象指针来获得磁盘上的文件。
2.3.3  NTFS磁盘结构
1．卷
      NTFS是以卷为基础的。卷建立在磁盘分区之上。
      分区是磁盘的基本组成部分，是一个能够被格式化和单独使用的逻辑单元。当以NTFS格式来格式化磁盘分区时就创建了NTFS卷。
      一个磁盘可以有多个卷，一个卷也可以由多个磁盘组成。Windows 2000/XP常使用FAT卷和NTFS卷。
2．簇
      NTFS与FAT一样，使用簇作为磁盘空间分配和回收的基本单位。即一个文件占用若干个整簇，而最后一簇的剩余空间不再使用。
      在内部，NTFS仅引用簇，而不知道磁盘扇区的大小。这样使NTFS保持了与物理扇区大小的独立性，能够为不同大小的磁盘选择合适的簇。
      卷上簇的大小（称为簇因子）是用户使用Format命令或其他格式化程序格式化卷时确定的，它随着卷的大小而不同，但都为物理扇区的整数倍。
      簇的定位可使用逻辑簇号（LCN）和虚拟簇号（VCN）
——LCN对卷中所有的簇从头到尾进行简单编号。簇因子乘以LCN可获得卷上的物理字节偏移量，从而得到物理磁盘地址。
——VCN对属于特定文件的簇从0到m编号，以便引用文件中的数据。VCN不要求在物理上连续，可以映射到卷上任何号码的LCN。
3．主控文件表（MFT）
      在NTFS中，卷中存放的所有数据，包括用于定位和恢复文件的数据结构、引导程序数据和记录整个卷的分配状态的位图（NTFS元数据），都包含在一个称为主控文件表（MFT）的文件中。
      MFT是NTFS卷结构的核心，是NTFS最重要的系统文件。MFT以文件记录数组实现，每个文件大小为1KB，卷上每个文件（包括MFT本身）都有一行MFT记录。
4．文件引用号
      NTFS卷中的文件是通过称为“文件引用号”的64位值来标识的。
      文件引用号由文件号（低48位）和文件顺序号（高16位）组成。

作者: ggwindows 时间: 2016-10-31 15:33
顶。。。。。。。

作者: cxc2009 时间: 2017-3-24 09:27
顶一下！！！！

作者: 2017梁 时间: 2017-3-24 09:57
学习学习学习

作者: ljb456 时间: 2019-3-26 12:18
学习了啊！！！

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