STORAGE NTFS File System

NTFS (New Technology File System) là 1 hệ thống định dạng file system được phát triển bởi microsoft.

NTFS có một số cải tiến kỹ thuật đối với các hệ thống tệp mà nó đã thay thế - File Allocation Table (FAT) và High Performation File System (HPFS) – Chẳng hạn như cải tiến hỗ trợ metadata và cấu trúc dữ liệu nâng cao để cải thiện hiệu suất, độ tin cậy và sử dụng không gian đĩa một cách hiệu quả. Các phần mở rộng bổ sung là một hệ thống bảo mật phức tạp hơn dựa trên danh sách kiểm soát truy cập (ACL) và ghi nhật ký hệ thống tệp.

Blocksize 512 byte – 2 MB

NTFS được phát triển để đáp ứng một số vấn đề sau:

• Reliability (Độ tin cậy): NTFS triển khai các tính năng cụ thể để cho phép các giao dịch quan trọng được hoàn thành như một thể tích hợp, tránh mất mát dữ liệu và cải thiện khả năng chịu lỗi.
• Security and Access Control: Cung cấp tính năng bảo mật thông qua hệ thống kiểm soát truy cập ACL (FAT không có).
• Hiệu quả lưu trữ - Một lần nữa, vào thời điểm NTFS được phát triển, hầu hết các PC đều sử dụng FAT32, điều này dẫn đến không gian đĩa đáng kể do bị chùng. NTFS tránh vấn đề này bằng cách sử dụng một phương pháp phân bổ không gian cho tệp rất khác với FAT.
• Phá vỡ rào cảng về size file - Không giống như FAT trong đó phân vùng tối đa lên đến 4GB, NTFS cho phép kích thước phân vùng lớn hơn là Max File Size, 264 bytes (16 ExaBytes).
• NTFS hỗ trợ hạn ngạch ổ đĩa. Nó kiểm soát hoặc phân vùng cụ thể không gian lưu trữ thông tin có sẵn trên một ổ đĩa.

Có 2 chuẩn định dạng phân vùng cho NTFS:

MBR Master Boot Recoder:


GPT GUID Partition Table




NTFS Disk Structure

Kiến trúc hệ thống Volume NTFS gồm 4 khu vực chính:

• Partition boot sector: Là khu vực đầu tiên của Volume NTFS
• Master File Table: Là khu vực kế tiếp của Partition boot sector
• System files: Là khu vực lưu trữ hệ thống file system của Volume NTFS
• File area: là khu vực cuối cùng của Volume NTFS nơi chưa dữ liệu của các File sẽ được ghi vào.

Partition boot sector

Là khu vực đầu tiên của Volume NTFS, bắt đầu bằng sector 0, nơi chứa thông tin của Volume như: Dung lượng, trạng thái hoạt động, Dung lượng khả dụng, Blocksize,… OS sẽ nhận thông tin của vùng này để lấy thông tin của Volume. Dữ liệu trong các trường này cho phép Ntldr (NT loader program) tìm bảng tệp chính (MFT) trong khi khởi động.

Master File Table (MFT)

Trong hệ thống NTFS sẽ có một tệp lưu trữ các thông tin của tất cả các file được ghi trong đĩa NTFS đó là tệp có tên là Master File Table (MFT). Hệ thống tệp NTFS chứa một tệp được gọi là Master File Table, hoặc MFT. Có ít nhất một mục nhập trong MFT cho mọi tệp trên ổ đĩa NTFS, bao gồm cả chính MFT. Tất cả thông tin về tệp, bao gồm kích thước, dấu thời gian và ngày, quyền và nội dung dữ liệu, được lưu trữ trong các mục nhập MFT hoặc trong không gian bên ngoài MFT được các mục nhập MFT mô tả. Khi tệp được thêm vào ổ đĩa NTFS, nhiều mục nhập được thêm vào MFT và MFT tăng kích thước. Khi tệp bị xóa khỏi ổ đĩa NTFS, các mục nhập MFT của chúng được đánh dấu là miễn phí và có thể được sử dụng lại. Tuy nhiên, không gian đĩa đã được phân bổ cho các mục nhập này không được phân bổ lại và kích thước của MFT không giảm. Các thuộc tính tệp không yêu cầu nhiều dung lượng được lưu trữ trong MFT và chúng được gọi là thuộc tính thường trú.


Về thuộc tính trú. 1 mục File record của tệp MFT là 1 KiB, nếu tệp nào nhỏ hơn 1 KiB có thể sẽ được lưu ở trong chính tệp MFT mà không cần phải lưu ở ngoài đều này có thể giúp tối ưu hóa việc truy xuất đọc ghi với tệp đó hơn.

Trong hệ thống NTFS, tệp MFT sẽ được sao chép và lưu vào một nơi khác trên Volume NTFS tệp đó được gọi là tệp MFTMirr.

NTFS File Types

NTFS File Attributes (Thuộc tính tệp)

Hệ thống tệp NTFS xem mỗi tệp (hoặc thư mục) như một tập hợp các thuộc tính tệp. Các phần tử như tên tệp, thông tin bảo mật và thậm chí cả dữ liệu của tệp, đều là thuộc tính tệp

Khi các thuộc tính của tệp có thể vừa với bản ghi tệp MFT, chúng được gọi là thuộc tính thường trú. Ví dụ: thông tin như tên tệp và dấu thời gian luôn được bao gồm trong bản ghi tệp MFT.

Khi tất cả thông tin của một tệp quá lớn không thể vừa với bản ghi tệp MFT, một số thuộc tính của tệp đó không phải là thuộc tính riêng. Các thuộc tính không cư trú được cấp phát một hoặc nhiều cụm không gian đĩa ở nơi khác trong ổ đĩa.

Nếu tất cả các thuộc tính không thể vừa với một bản ghi MFT, NTFS sẽ tạo thêm bản ghi MFST và đặt thuộc tính Danh sách thuộc tính vào bản ghi MFT của tệp đầu tiên để mô tả vị trí của tất cả các bản ghi thuộc tính.


The Table File Attributes Defined by NTFS

NTFS System Files
NTFS bao gồm một số tệp hệ thống, tất cả đều bị ẩn khỏi chế độ xem trên ổ đĩa NTFS. Tệp hệ thống là tệp được hệ thống tệp sử dụng để lưu trữ siêu dữ liệu của nó và để triển khai hệ thống tệp. Các tệp hệ thống được đặt trên ổ đĩa bằng tiện ích Định dạng.

Metadata Stored in the Master File Table