Файловая система ntfs что это такое

NTFS (аббревиатура от англ. new technology file system — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft.

NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — Master File Table (MFT). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists , ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты [en] (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КБ в зависимости от размера тома и версии ОС [6] .

Содержание

История [ править | править код ]

Файловая система NTFS заменила файловую систему FAT, использовавшуюся в ОС MS-DOS и ОС Windows.

Файловая система NTFS разработана на основе файловой системы HPFS [7] . HPFS — аббревиатура от англ. high performance file system — высокопроизводительная файловая система, разработку которой вела фирма Microsoft совместно с фирмой IBM для операционной системы OS/2. Впоследствии разработчики из фирмы Microsoft добавили [8] в HPFS квотирование (англ.) русск. , журналируемость, разграничение доступа и аудит, назвали файловую систему NTFS. NTFS в значительной степени утратила присущую прародительнице (HPFS) весьма высокую производительность файловых операций.

Существует мнение [ источник не указан 1566 дней ] , что прямым предком NTFS является файловая система Files-11 из ОС RSX-11 и ОС OpenVMS. Сравнение файловых систем NTFS и HPFS приведено в следующей таблице.

Параметр NTFS Files-11 HPFS
Что используется для размещения файлов? Кластеры Кластеры Полосы по 8 МиБ , разбитые на секторы
Что используется для пометки кластеров, как занятых? По одной битовой карте для каждого тома По одной битовой карте для каждого тома По одной битовой карте секторов на каждую полосу
Как хранится информация о файлах и каталогах? В пространстве MFT хранится информация и о файлах, и о каталогах Почти так же, как в NTFS, но аналогичный MFT каталог называется MFD Традиционные каталоги [ прояснить ]
Поддержка контроля доступа Реализуется с помощью набора прав доступа Реализуется почти так же, как в NTFS Контроль доступа не встроен в файловую систему. Поддержка этой возможности реализуется внешними процессами
Поддержка потоков данных Для каждого файла можно создать ограниченное только ёмкостью тома множество именованных потоков. Имя потока записывается в виде «filename.ext:streamname» (имя файла с расширением, символ «:» (двоеточие), имя потока). Прямого аналога потоков нет, есть понятие версии файла. Версии именуются «filename.ext;version» аналогично синтаксису имён потоков в NTFS Потоки не поддерживаются. Имеется только 64 КиБ для хранения расширенных атрибутов.

Версии NTFS [ править | править код ]

Различают несколько версий NTFS. Номер версии драйвера файловой системы ( NTFS.sys ) не стоит в зависимости от версии самой файловой системы.

Версия NTFS Поддержка со стороны ОС Примечания
Windows
1.0 Windows NT 3.1
1.1 Windows NT 3.5
1.2 Windows NT 3.51 Встречается название в версии драйвера — «NTFS 4.0»
2.x н/д Нет официальных данных о выпуске NTFS данной версии
3.0 Windows 2000 Встречаются названия «NTFS V5.0» и «NTFS 5».
В этой версии появились дисковые квоты (англ.) русск. , шифрование файлов и папок, разрежение файлов, точки перехода (англ.) русск. , обновлён порядковый номер журналирования (USN), добавлен каталог $Extend и его файлы, внесены изменения в организацию дескрипторов безопасности (для разных файлов одинаковые настройки безопасности могут описываться одним дескриптором).
3.1 Windows XP,
Windows Server 2003,
Windows Server 2003 R2,
Windows Vista,
Windows 7,
Windows Server 2008,
Windows Server 2008 R2,
Windows 8,
Windows Server 2012 RTM
Windows 8.1
Windows 10
Windows Server 2016
Windows Server 2019
Вышла осенью 2001 года с выпуском Windows XP. Встречается название «NTFS V5.1». Добавлено сохранение резервной копии MFT.

Поддержка операционными системами [ править | править код ]

Спецификации файловой системы NTFS закрыты. Это создаёт определённые трудности при реализации её поддержки в продуктах, не принадлежащих фирме Microsoft, например, разработчикам драйверов для свободных операционных систем приходится заниматься обратной разработкой файловой системы NTFS.

В данный момент полноценная поддержка NTFS присутствует только в ОС семейства Windows NT от фирмы Microsoft. Существующие средства доступа к разделам NTFS для других ОС перечислены ниже.

MS-DOS [ править | править код ]

  • Драйвер «NTFSDOS» от Марка Руссиновича (англ. Mark Russinovich ). Стандартная версия поддерживает чтение разделов NTFS. Версия «Professional» поддерживает запись на разделы NTFS. С июля 2006 года права на утилиты Марка Руссиновича принадлежат фирме Microsoft[9] . На сайте фирмы Microsoft информации об этом продукте нет, но его без труда можно найти в сети.

Windows 9x [ править | править код ]

  • Драйвер « NTFS for Windows 98 » от Марка Руссиновича[9] . Поддерживает чтение с разделов NTFS. Для записи можно использовать драйвер DOS. На сайте фирмы Microsoft информация об этом драйвере отсутствует, но его легко можно отыскать на сторонних сайтах.
  • Драйвер «NTFS for Windows 98» от фирмы Paragon Software Group. В настоящий момент поддерживает как чтение, так и запись. Версия бесплатна для некоммерческого использования.
Читайте также:  Срок годности люминесцентных ламп

Linux [ править | править код ]

  • Проект «Linux-NTFS». Включает модуль ядра и набор утилит для выполнения различных операций с файловой системой NTFS (проверка целостности, восстановление удалённых файлов, изменение размера и др.). Именно этот драйвер включается в ядроLinux ещё с версии 2.2 (с тех пор он был практически полностью переписан). Модулем ядра поддерживается практически только чтение; запись возможна лишь в существующие файлы без изменения их размера. Недавно в рамках проекта появилась утилита ntfsmount , использующая FUSE и позволяющая монтироватьразделы NTFS с возможностью записи (с некоторыми ограничениями). Это был первый полностью свободный продукт, имеющий такую возможность.
  • Проект «NTFS-3G». Возник как ответвление от проекта «Linux-NTFS». Отличается более полной поддержкой записи на разделы NTFS. 21 февраля2007 года была выпущена версия 1.0, названная стабильной. Обеспечивает высокий уровень надёжности и производительности. В настоящее время проект активно развивается.
  • Проект «Captive NTFS» ([1]). Создавался как «обёртка» для использования оригинального драйвера из ОСWindows NT в ОСLinux. Запись поддерживается, но драйвер работает крайне медленно и имеет некоторые технические ограничения. На официальном сайте проекта помещено объявление о прекращении разработки.
  • Драйвер «NTFS for Linux» от фирмы Paragon Software. Драйвер поддерживает чтение и запись с NTFS. Кроме драйвера проект поставляет ряд утилит для создания файловой системы NTFS и выполнения некоторых операций с разделами NTFS. Доступен бесплатно для домашних пользователей [10] .

OpenSolaris/Solaris [ править | править код ]

  • Проект «NTFS File System Reader». Поддерживает чтение с NTFS.
  • Проект «NTFS-3G». Необходимо установить дополнительные пакеты [11] .

BeOS-совместимые операционные системы [ править | править код ]

KolibriOS [ править | править код ]

  • Драйвер, поставляемый в составе ОСKolibriOS начиная с версии 0.6.5, написан на языке ассемблера, поддерживает чтение с разделов NTFS и запуска программ.

ReactOS [ править | править код ]

Реализована поддержка NTFS «на чтение» через свободный драйвер собственного производства. Также есть экспериментальная поддержка записи, включаемая через реестр.

macOS [ править | править код ]

  • В операционной системеmacOS встроенный драйвер NTFS по умолчанию работает в режиме чтения. После выпуска версии Mac OS X 10.6 Snow Leopard была найдена возможность включения поддержки записи на NTFS [12] .
  • Драйвер «NTFS for Mac® OS X» от фирмы Paragon Software.
  • Драйвер «NTFS-3G» [13] .
  • Драйвер «MacFUSE» версии 2.0.

Сравнение файловых систем FAT и NTFS [ править | править код ]

Ограничения / возможности NTFS FAT16 и FAT32
Размеры диска в теории 2 64 байт ( 16 ЭиБ или 18 446 744 073 709 551 616 байт )

на практике 255 тб

приблизительно 2 43 байт ( 8 ТиБ ) Размер тома теоретически — 2 64 — 1 кластер; разметка диска в стиле MBR позволяет создавать разделы, размеры которых не превышают 2 ТБ ; чтобы обойти это ограничение, необходимо использование динамических дисков или разметки GPT (используя GPT, можно создать разделы диска размером до 9.4 ЗБ ( 9.4 × 10 21 байт ); выбор стиля разметки предоставляется при инициализации (первоначальной разметке) диска, начиная с версии Windows Server 2003 SP1, Windows XP x64 Edition, Windows Server 2003 x64 Edition и все версии NT выше 6.0 [14]

При попытке создать том большего размера, том создаётся, но при форматировании в NTFS с размером кластера 64 кб выдаётся ошибка: The number of clusters exceeds 32 bits (Количество кластеров превышает 32 бита).

минимальный размер тома: 8 МиБ
минимальный рекомендуемый размер тома: 10 МиБ [15]

запись в таблице FAT на томе с файловой системой FAT32 имеет размер 4 байта , поэтому средство ScanDisk не может работать с таблицей FAT на диске FAT32, описывающей более 4 177 920 кластеров (включая два резервных). С учётом самих таблиц FAT и при максимальном размере кластера 32 кБайт размер тома может быть до 127.53 ГБ . В ОС Windows 2000 нельзя отформатировать том размером более 32 ГБайт с файловой системой FAT32. Драйвер FastFAT для ОС Windows 2000 поддерживает монтирование томов, размер которых превышает 32 ГБайт , с файловой системой FAT32 (с определёнными ограничениями), но такой том нельзя создать с помощью утилиты format Форматирование дискет Windows не позволяет форматировать дискеты в NTFS. Существует утилита ntfsflp от Марка Руссиновича; утилита побайтово записывает на дискету готовый бинарный образ тома NTFS; размер тома совпадает с размером дискеты За счёт отсутствия журналирования в FAT32 уменьшается износ блоков флеш-накопителя для модулей памяти, изготовленных по flash-технологиям, что позволяет продлить их срок службы. поддержка ссылок разных типов NTFS поддерживает жёсткие (англ. hard links ) и символьные ссылки, соединения для каталогов (англ. junctions ), volume mount point [en] FAT не поддерживает ссылки Максимальный размер файла теоретически — 2 64 байт минус 1 килобайт

практически — 2 44 байт минус 64 килобайта (

FAT16 поддерживает файлы размером не более 2 Гигабайт

FAT32 поддерживает файлы размером не более 4 Гигабайт

Файловая система обеспечивает способ организации диска. Она определяет, как данные хранятся на диске и какие типы информации могут быть прикреплены к файлам – имена файлов, разрешения и другие атрибуты.

Windows поддерживает три различные файловые системы. NTFS – самая современная файловая система. Windows использует NTFS для своего системного диска и, по умолчанию, для большинства несъемных дисков. FAT32 – это старая файловая система, которая не так эффективна, как NTFS, и не поддерживает большой набор функций, но обеспечивает большую совместимость с другими операционными системами. exFAT является современной заменой для FAT32 и её поддерживает больше устройств и операционных систем, чем NTFS – но это не так широко, как FAT32.

Файловая система NT (NTFS)

NTFS – это современная файловая система, которую Windows предпочитает использовать по умолчанию. При установке Windows форматирует системный диск в формат файловой системы NTFS. NTFS имеет настолько огромные ограничения по размеру файла и размеру раздела, что вряд ли Вы когда-либо с ними столкнетесь. NTFS впервые появилась в потребительской версии Windows XP, хотя первоначально дебютировала в Windows NT.

Читайте также:  Сталкер тень чернобыля как открыть все тайники

NTFS упакован современными функциями, недоступными для FAT32 и exFAT. NTFS поддерживает права доступа к файлам для безопасности, журнал изменений, который может помочь быстро восстановить ошибки, если ваш компьютер аварийно завершает работу, теневые копии для резервных копий, шифрование, ограничения дисковой квоты, жесткие ссылки и различные другие функции. Многие из них имеют решающее значение для диска операционной системы, особенно разрешения на доступ к файлам.

Системный раздел Windows должен быть в формате NTFS. Если у вас есть дополнительный диск вместе с Windows, и вы планируете установку программ на нём, лучше также отформатируйте его в NTFS. И, если у вас есть какие-либо диски, для которых совместимость не является проблемой – потому что Вы знаете, что будете использовать их на системах Windows – смело выбирайте NTFS.

Несмотря на свои преимущества, NTFS не хватает совместимости. Она будет работать со всеми последними версиями Windows – вплоть до Windows XP – но он имеет ограниченную совместимость с другими операционными системами. По умолчанию ОС Mac X может только читать NTFS диски, но не записывать данные. Некоторые дистрибутивы Linux могут включать поддержку NTFS-записи, но в других может быть доступно только чтение. Ни одна из консолей Sony PlayStation не поддерживает NTFS. Даже собственная консоль Xbox 360 от Microsoft не может читать NTFS диски, кроме Xbox One. Другие устройства с еще меньшей вероятностью поддерживают NTFS.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows, но в Mac доступна только для чтения, и может быть доступна только для чтения в некоторых дистрибутивах Linux. Другие устройства, за исключением Microsoft Xbox One, вероятно, не будут поддерживать NTFS.

Ограничения: нереалистичный предельный размер файлов и размер раздела.

Идеальное использование: используйте её для диска вашей системы Windows и других внутренних дисков, которые будут использоваться только с Windows.

Таблица распределения файлов 32 (FAT32)

FAT32 является самой старой из трех файловых систем, доступных в Windows. Она была представлена в Windows 95, и заменила собой старую файловую систему FAT16, используемую в MS-DOS и Windows 3.

Возраст файловой системы FAT32 имеет свои преимущества и недостатки. Большие преимущества заключаются в том, что FAT32 является стандартом де-факто. Флэш-накопители из упаковки часто имеют файловую систему FAT32 для максимальной совместимости не только с современными компьютерами, но и другими устройствами, такими как игровые приставки и всё что угодно с USB-портом.

Однако, её ограничения также связаны с возрастом. Отдельные файлы на диске FAT32 не могут иметь размер больше 4 ГБ – это максимум. Раздел FAT32 также должен быть меньше 8 ТБ. Это границы к которым вплотную подобрались современные пользовательские устройства.

FAT32 подходит для USB флэш-накопителей и других внешних носителей – особенно если вы знаете, что будете использовать их на другом ПК без Windows. В этой файловой системе отсутствуют разрешения и другие функции безопасности, встроенные в более современную файловую систему NTFS. Кроме того, современные версии Windows больше не могут быть установлены на диск, отформатированный с помощью FAT32; они должны быть установлены на диски, отформатированные с помощью NTFS.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows, Mac и Linux, игровыми приставками, и практически с любым устройством, имеющим порт USB.

Ограничения: максимальный размер файла 4 ГБ, максимальный размер раздела – 8 ТБ.

Идеальное использование: используйте на съемных дисках, где вам нужна максимальная совместимость с широким спектром устройств, если Вы не используете файлы 4 ГБ или большего размера.

Таблица расширенного размещения файлов (exFAT)

Файловая система exFAT была введена в 2006 году и была добавлена к более старым версиям Windows с обновлениями для Windows XP и Windows Vista. exFAT – это оптимизированная для флэш-накопителей файловая система – разработанная, чтобы сохранить совместимость FAT32, но без лишних функций NTFS и без ограничений FAT32.

Как и NTFS, exFAT имеет очень большие ограничения на размер файлов и разделов, что позволяет хранить файлы гораздо больше, чем 4 ГБ, разрешенных в FAT32.

Хотя exFAT не совсем соответствует совместимости FAT32, он более широко совместима, чем NTFS. Даже OS Mac предлагает полную поддержку exFAT для чтения и записи. exFAT диски могут быть доступны на Linux после установки соответствующего программного обеспечения. С другими устройствами немного сложнее: PlayStation 4 поддерживает exFAT; PlayStation 3 не поддерживает; Xbox One поддерживает, а Xbox 360 – нет.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows и на современных версиях Mac X, но требует дополнительного программного обеспечения на Linux. Больше устройств поддерживают exFAT, но некоторые – особенно старые – работают только с FAT32.

Ограничения: нереалистичный предельный размер файлов и разделов.

Идеальное использование: используйте её, когда Вам нужно хранить файлы большого размера и когда Вам нужна широкая совместимость. Предполагая, что каждое устройство, которое вы хотите использовать, поддерживает exFAT, вы должны отформатировать свое устройство с помощью exFAT вместо FAT32.

NTFS идеально подходит для внутренних накопителей, в то время как exFAT обычно идеально подходит для флэш-накопителей. Однако, иногда может потребоваться отформатировать внешний диск с помощью FAT32, если exFAT не поддерживается на устройстве, с которым необходимо его использовать.

NTFS, FAT или exFAT это совершенно разные файловые системы, которые могут использоваться для хранения данных на различных носителях. Обе созданы в компании Microsoft и в основном используются для Windows, но поддержка в ядре Linux для них тоже есть.

Чаще всего NTFS используется для установки операционной системы Windows или разделов Windows для файлов, в то время как FAT часто применяется на флешках или других внешних накопителях. Также FAT может часто использоваться в качестве основной файловой системы для Android. В этой статье мы рассмотрим различия FAT и NTFS, подробно разберем чем они отличаются и зачем нужны.

Что такое файловая система?

Файловая система устанавливает основные правила того как будут организованны данные при записи на носитель, независимо от того, что это – жесткий диск или флеш накопитель. Файловая система описывает каким образом будут организованы папки.

Читайте также:  Программа завершена из за переполнения программного стека

Определенная часть данных под названием файл размещается в нужной области накопителя. Файловая система выполняет все необходимые вычисления, а также определяет минимальный неделимый размер блока данных, максимальный размер файла, следит за фрагментацией. Существует множество различных типов файловых систем, это, например, файловые системы для установки ОС, для внешних носителей, для оптических дисков, распределенные файловые системы. Но в этой статье мы только выполним сравнение fat и ntfs.

Что такое файловая система FAT?

Файловые системы fat32 и ntfs очень сильно отличаются. FAT расшифровывается как File Allocation Table. Это очень давняя файловая система в истории вычислительных систем. Ее история началась в 1977 году. Тогда была разработана 8 битная файловая система, которая использовалась в NCR 7200 на основе Intel 8080. Это был терминал ввода, который работал с гибкими дисками. Файловая система была написана сотрудником Microsoft, Марком Макдональдом после обсуждения ее концепции с Билом Гейтсом.

Затем файловая система FAT начала использоваться в операционной системе MDOS для платформы Z80. Спустя несколько лет были выпущены новые версии, такие как FAT12, FAT16 и FAT32.

FAT32 увеличила максимальный размер тома до 16 Тб, по сравнению с FAT16. Также был увеличен размер файла до 4 Гб. File Allocation Table 32 бит вышла в августе 1995 года для Windows 95. Но эта файловая система все еще не может использоваться для установки тяжелых приложений или хранения больших файлов. Поэтому Microsoft разработала новую файловую систему – NTFS, которая лишена таких недостатков.

FAT32 – это отличная файловая система для внешних носителей, если вам нужно передавать файлы размером не более чем 4 Гб. Она поддерживается множеством различных устройств, таких как фотоаппараты, камеры, музыкальные плееры. Все версии Windows и дистрибутивы Linux полностью поддерживают FAT32. Даже Apple MacOS ее поддерживает.

Что такое файловая система NTFS?

Для своих новых систем Microsoft разработала новую файловую систему – New Technology File System или NTFS. Она появилась в 1993 году, в Windows NT 3.1. NTFS сняла многие ограничения на размеры файлов и диска. Ее разработка началась еще в далеком 1980 году, в результате объединения Microsoft и IBM для создания новой файловой системы с улучшенной производительностью.

Но сотрудничество компаний продлилось недолго, и IBM выпустила HPFS, которая использовалась в OS/2, а в Microsoft создали NTFS 1.0. Максимальный размер одного файла в NTFS может достигать 16 экзабайт, а это значит, что в ней поместятся даже самые большие файлы.

NTFS 3.1 была выпущена для Windows XP и получила множество интересных улучшений, таких как поддержку уменьшения размера разделов, автоматическое восстановление и символические ссылки, а максимальный размер диска с файловой системой увеличен до 256 ТБ. Это несмотря на максимальный размер файла в 16 Эб.

Из других интересных функций, которые были добавлены позже можно отметить отложенную запись на диск, поддержка дефрагментации, настройка дисковых квот, отслеживание ссылок и шифрование на уровне файлов. При всем этом, NTFS сохраняет совместимость с прежними версиями.

Сейчас это журналируемая файловая система, все действия с файлами заносятся в специальный журнал, с помощью которого файловая система может быть очень быстро восстановлена при повреждениях. NTFS поддерживается в Windows XP и более поздних версиях. Если сравнивать fat или ntfs, то последняя в Linux поддерживается не полностью, возможна запись и восстановление при повреждениях, а в MacOS поддерживается только чтение.

Что такое файловая система exFAT?

Файловая система exFAT – это еще один проект Microsoft по улучшению старой файловой системы. Ее можно исполосовать там, где не подходит FAT32. Она намного легче за NTFS, но поддерживает файлы размером более 4 Гб, и тоже часто применяется на флешках и накопителях. При ее разработке Microsoft использовала свою технологию поиска имен файлов по хэшу, что очень сильно улучшает производительность.

Большинство стран признают патентное право США, поэтому любая реализация exFAT невозможна в любых системах с закрытым или открытым исходным кодом. Но Microsoft хочет чтобы эта файловая система свободно распространялась и использовалась. Поэтому была разработана версия exFAT на основе FUSE под названием fuse-exfat. Она дает полный доступ на чтение и запись. Также была создана реализация на уровне ядра Linux в Samsung, которая сейчас тоже есть в открытом доступе.

Эта файловая система тоже имеет максимальное ограничение на размер файла 16 ЭБ, но она намного легче и не имеет никаких дополнительных возможностей. Если говорить про совместимость, то она полностью поддерживается в Windows, MacOS, Android и Linux.

Различия FAT и Ntfs

А теперь рассмотрим основные различия FAT и NTFS в виде краткого резюме по каждой из файловых систем:

FAT32

  • Совместимость: Windows, Mac, Linux, игровые консоли, практически все устройства, имеющие USB порт;
  • Плюсы: кроссплатформенность, легкость;
  • Минусы: максимальный размер файла 4 ГБ и раздела 16 ГБ, не журналируемая;
  • Использование: внешние носители.
  • Совместимость: Windows, Linux, Xbox One, и только чтение в Mac;
  • Плюсы: журналируемая, большие лимиты на размер раздела и файла, шифрование, автоматическое восстановление;
  • Минусы: ограниченная кроссплатформенность;
  • Использование: для установки Windows.

exFAT

  • Совместимость: Windows XP и выше, MacOS X 10.6.5, Linux (fuse), Andro >Выводы

В этой статье мы выполнили сравнение fat и ntfs. Это очень разные файловые системы. Но понять какая файловая система лучше fat или ntfs сложно, с одной стороны NTFS имеет намного больше возможностей, но зато FAT более легкая и поддерживается везде, где это возможно. Для разделов данных в Linux, которые должны быть доступны в Windows лучше использовать FAT, а не NTFS, поскольку она поддерживается лучше. А по-вашему что лучше fat или ntfs для Linux?