Vissza az előzőleg látogatott oldalra (nem elérhető funkció)Vissza a modul kezdőlapjáraUgrás a tananyag előző oldaláraUgrás a tananyag következő oldaláraFogalom megjelenítés (nem elérhető funckió)Fogalmak listája (nem elérhető funkció)Oldal nyomtatása (nem elérhető funkció)Oldaltérkép megtekintéseSúgó megtekintése

A rendszerhívások és a fájlrendszerek fogalma, szerepe, ezek jellemzői

A fájlrendszer fogalma

Az NTFS fájlrendszer

Az NTFS fájlrendszer fizikai szerkezete, lemezkezelése

A Microsoft Windows NT operációs rendszer alatt a lemezfelügyelő (disk administrator) és a parancssorban (command line) futtatható „format” paranccsal hozhatunk létre különböző NTFS fájlrendszerű lemezpartíciókat és logikai meghajtókat.

Még a formázás előtt meg kell határoznunk a pontos klaszterméretet, és nem szabad hagynunk, hogy az operációs rendszer az alapértelmezés szerinti klaszterméretet alkalmazza az új partíció elkészítésekor, ugyanis az alapértelmezett klaszterméret nem mindig előnyös a számunkra. Régebben, a Microsoft Windows NT 4.0 operációs rendszer telepítésekor megformázott NTFS fájlrendszerű partíciók mindig, minden esetben az alapértelmezés szerinti 512 bájtos klaszterméretűek lettek, így érdemes volt az operációs rendszer telepítése előtt egy másik számítógép operációs rendszere alól előre megformázni az adott merevlemezt 4 kilobájtosnál (4 kB) nem nagyobb klaszterméretűre. Természetesen a FAT fájlrendszer esetében megismert pazarlás az NTFS fájlrendszer esetén is előállhat a „nagy” klaszterméretek miatt, ám ugyanekkor a „kicsi” (példának okáért az 512 bájtos) klaszterméret sem ajánlatos, mert a sok klaszterrel végzett műveletek teljesítménycsökkentő hatásúak lehetnek!

Az NTFS fájlrendszer a fájlok és a könyvtárak adatai mellett egy sereg egyéb fájlt is használ a lemezkezeléssel összefüggő adatok tárolása végett. Ezekben a fájlokban és más, az NTFS fájlrendszerrel kapcsolatos fájlban, illetve könyvtárban tárolt adatok összességét úgynevezett metaadatnak (metadata) nevezzük. Egy NTFS fájlrendszerbeli partíció formázása során 11 metaadatfájl jön létre, ezt a következő táblázatban pontosan részletezzük. A metaadatfájlok nem láthatóak egyszerűen semmilyen felsorolásban, viszont ha tudjuk, mi az általunk keresett a metaadatfájl neve, akkor kilistáztathatjuk.

Az NTFS fájlrendszer legfeljebb 32 000 Unicode karakter hosszúságú elérési útvonalakat támogat, amelyeknek minden komponense (ami egy könyvtár vagy egy fájlnév) legfeljebb 255 Unicode karakter hosszúságú lehet. Bizonyos azonosító neveket a rendszer azonban fenntart a saját használatra. Ennek az az oka, hogy az NTFS fájlrendszer metaadatai szabályos (ámbár rejtett és általában nem hozzáférhető) fájlokban tárolódnak; emiatt a felhasználói adatállományok nem használhatják fel a neveiket. Ezek a rendszerfájlok mindig az NTFS fájlrendszerű kötet gyökerében tárolódnak, és kizárólag a gyökérkönyvtárban vannak fenntartva.

A fájlnevek: $Mft, $MftMirr, $LogFile, $Volume, $AttrDef, . (pont), $Bitmap, $Boot, $BadClus, $Secure, $Upcase és $Extend. A . (pont) és az $Extend egyaránt könyvtárak, a többiek fájlok.

Egy NTFS fájlrendszerbeli partíció formázása során tizenegy metaadatfájl jön létre, ezek a metaadatfájlok a következők:

Rendszerfájl

Fájlnév

MFT rekord

Leírás

Master File Table

$Mft

0

Egy alap fájlrekordot tartalmaz minden egyes fájlról és könyvtárról az NTFS fájlrendszerű partíción. Ha a fájlinformáció vagy a könyvtár -információ túlságosan sok ahhoz, hogy beleférjen egy rekordba, akkor egy másik fájlrekordot is hozzárendel.

Master File Table 2

$MftMirr

1

Az MFT első négy rekordjának másolata. Ez az adat segít hozzáférni az MFT-hez egy szektor meghibásodásakor.

Log file

$LogFile

2

Egy tranzakciós listát tartalmaz az MFT helyreállításához.

Volume

$Volume

3

Információt tartalmaz az NTFS fájlrendszerű kötetről, például a címkét és a kötet verzióját.

Attribute definitions

$AttrDef

4

Egy tábla az attribútum adatairól.

Root file name index

$

5

A gyökérkönyvtár.

Cluster bitmap

$Bitmap

6

Egy megjelenítése a kötetnek, hogy melyik klaszter van használatban. Ez a metaadatfájl egy bittömb, melynek elemei minden egyes klasztert lejegyeznek. Ha az adott bit értéke egy, akkor az a klaszter foglalt, ám ha az adott bit értéke nulla, akkor az a klaszter szabad.

Boot sector

$Boot

7

Jelölés arról, hogy bootolható-e az adott NTFS fájlrendszerű partíció.

Bad cluster file

$BadClus

8

A hibás klasztereket jelöli az NTFS fájlrendszerű partíción. Ezt a metaadatfájlt akkor használja az NTFS fájlrendszer, ha nem tud beolvasni egy fájlt az NTFS fájlrendszerű partícióról; ha lehetséges, ekkor egy másik helyre másolja a megmenthető adatot, és feljegyzi a hibás klasztert magának, hogy később ne használja.

Security file

$Secure

9

Különleges biztonsági adatokat tartalmaz minden egyes fájlról az NTFS fájlrendszerű partíción.

Upcase table

$Upcase

10

A kisbetűs karaktereket a nagybetűs megfelelőjévé alakítja.

NTFS extension file

$Extend

11

Ezt különleges kiterjesztésekre használjuk például a kvóták esetében.

12-től 15-ig

Ezek a rekordok későbbi felhasználásra vannak lefoglalva.

Az MFT (Master File Table, magyarul: mesterfájltábla) az NTFS fájlrendszer úgymond „legközpontibb” része. Az MFT a FAT fájlrendszerek FAT táblájához hasonlítható a legjobban, ugyanis minden egyes fájlt, könyvtárat és metaadatfájlt magában foglal. Az MFT különálló egységekből, úgynevezett rekordokból áll.

Az NTFS fájlrendszer egy vagy több MFT rekordot használ egy fájl vagy egy könyvtár metaadatainak (pl. biztonsági információk és általános attribútumok), illetve a fájl vagy a könyvtár elhelyezkedési jellemzőjének tárolására.

Mivel az MFT maga is egy fájl, az NTFS fájlrendszer az MFT rekordokat használva állapítja meg elhelyezkedését, méretét. Ez a sajátos felépítés teszi lehetővé, hogy az MFT növekedhessen (pl. ha új fájlok adatait kell tárolni), vagy mérete csökkenhessen a metaadatok helyszükségének függvényében. Továbbá, mivel az MFT maga is egy fájl, így elmondható róla is, hogy ugyanúgy töredezhet a méretváltozása során, akár egy közönséges fájl. A töredezettség mennyiségének indokolatlan nagysága jelentősen csökkentheti az NTFS fájlrendszer összteljesítményét amiatt, hogy nem olvasható be sorfolytonosan az egész MFT metaadatfájl, hanem csak külön-külön lemezművelettel lehet beolvasni az egyes rekordok számára. Kérdés merülhet fel ekkor az olvasóban: miért alakulhat ki egyáltalán az MFT töredezettsége?

Ez a töredezés csak úgy jöhet létre, hogy az NTFS fájlrendszer nem tudja lefoglalni az MFT teljes méretét a dinamikus helykihasználás miatt. Így ha az MFT növekedne, és már foglaltak a kevés hely miatt az MFT után közvetlenül elhelyezkedő klaszterek, akkor az MFT csak a megmaradt felhasználható maradék területen tud újabb rekordokat létrehozni, tehát nem egy összefüggő klaszterterületen fog helyet foglalni, és az újabb rekordjait nem ugyanazon klaszterterületen fogja tárolni. Az MFT metaadatfájl töredezésének elkerülésére találták ki az úgynevezett „MFT zónát”, ami bizonyos számú klasztert foglal le előre az MFT metaadatfájl körül, így nagyobb az esélye annak, hogy az MFT metaadatfájl összefüggő területen, vagy az MFT darabjai egymáshoz viszonylag közel helyezkedjenek el. Az MFT zónába semmilyen fájl vagy könyvtár semmiféle adata nem kerülhet be. Amennyiben az NTFS fájlrendszerű partíció kezd betelni, és már nincs máshol szabad hely, akkor szabad csak a fájlrendszernek az MFT zónába is írnia, viszont ekkor a kevés szabad hely miatt az MFT metaadatfájl biztosan töredezik. Az MFT metaadatfájl töredezettségmentesítése az NTFS fájlrendszer API felépítése miatt elég bonyolult probléma, amit csak a legújabb NTFS defragmentáló (töredezettségmentesítő) programok tudnak megoldani.

Az NTFS fájlrendszer a fájlokat, illetve könyvtárakat az MFT rekordok alapján azonosítja, melyek megadják a hozzá társított metaadatok kezdőcímét. Az NTFS fájlrendszer újabb adatbiztonsági eljárása, hogy az MFT első négy rekordját az NTFS fájlrendszerű partíción belül máshol is tárolja, általában az NTFS fájlrendszerű partíció közepén, és ezt mutatja meg az $MFTMIRR metaadatfájl.

Az MFT fejrésze definiálja a nevet, az általános információkat, mint például az alap attribútumok, a létrehozási időpont és az utolsó hozzáférési időpont, továbbá mutatót tartalmaz a külső attribútum adatokra.

Az NTFS fájlrendszer attribútumtípusai

Attribútumtípus

Leírás

$VOLUME_VERSION

A kötet verziója.

$VOLUME_NAME

A kötet neve.

$VOLUME_INFORMATION

Az NTFS fájlrendszer verziója és az állapot flag.

$FILE_NAME

Fájlnév vagy könyvtárnév.

$STANDARD_INFORMATION

A fájl időbélyege, a rejtett, a rendszer- és a csak olvasható jellemzők.

$SECURITY_DESCRIPTOR

Biztonsági információk.

$DATA

Fájladat.

$INDEX_ROOT

Könyvtártartalom.

$INDEX_ALLOCATION

Könyvtártartalom.

$BITMAP

A könyvtártartalom elhelyezkedése.

$ATTRIBUTE_LIST

A nem beágyazott attribútum fejrészek megadása.

Az NTFS fájlrendszer maximális fájlmérete

Leírás

Határ

Maximális fájlméret

Elvi megvalósíthatóság: 16 exabájt – 1 kB (264 bájt – 1 kB)

Megvalósított: 16 terabájt – 64 kB (244 bájt – 64 kB)

Maximális kötetméret

Elvi megvalósíthatóság: 264 klaszter – 1 klaszter

Megvalósított: 256 terabájt – 64 kB (azaz 232 klaszter – 1 klaszter)

Fájlok maximális száma kötetenként

4 294 967 295 (azaz 232 – 1 fájl)

Az NTFS fájlrendszer maximális kötetmérete

Elméletben a maximális NTFS kötetméret 264 - 1 klaszter (foglalási egység). Ennek ellenére a maximális NTFS kötetméret a Windows XP Professional megvalósításának megfelelően 232 - 1 klaszter.

Például 64 kibibájtos (KiB) klaszterméret használata esetén a maximális NTFS kötetméret 256 tebibájt (TiB) – 64 kibibájt (KiB). Az alapértelmezett 4 KiB klaszterméretet használva a maximális kötetméret 16 tebibájt (TiB) – 4 kibibájt (KiB). Mivel a partíciós táblák a master boot recordot (MBR) tároló lemezeken legfeljebb 2 tebibájt (TiB) méretű partíciókat támogatnak, dinamikus köteteket kell használni 2 tebibájt (TiB) fölötti kötetek létrehozására.

partícióméret

NTFS klaszterméret

7 megabájt (MB) – 512 megabájt (MB)

512 bájt (B)

513 megabájt (MB) –1,024 megabájt (MB)

1 kilobájt (kB)

1,025 megabájt (MB) – 2 gigabájt (GB)

2 kilobájt (kB)

2 gigabájt (GB) – 2 terabájt (TB)

4 kilobájt (kB)

Az NTFS fájlrendszer kötetszervezése, felépítése

A képen a különböző szektorok láthatóak.

Elemek

Leírás

NTFS Boot Sector

Tartalmazza a BIOS paraméterblokkot, ami információkat tárol a lemez kialakításáról és a fájlrendszer struktúrájáról; a „boot code” is itt tárolódik.

Master File Table

A fájlok eléréséhez szükséges információkat tartalmazza, amelyek az NTFS fájlrendszerű partíción találhatók.

File System Data

Minden más olyan adatot tárol, amelyeket a Master File Table már nem.

Master File Table Copy

Biztonsági mentés a Master File Table-ről, ha az eredetin tárolt adatokhoz nem lehet hozzáférni.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Fel a lap tetejére Ugrás a tananyag előző oldalára Ugrás a tananyag következő oldalára
Új Széchenyi terv
A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszirozásával valósul meg.