Ntfs ������� ��� �������

Обзор файловой системы NTFS

Область применения: Windows Server 2022, Windows 10, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2008

NTFS — основная файловая система в последних версиях Windows и Windows Server — предоставляет полный набор возможностей, включая дескрипторы безопасности, шифрование, дисковые квоты и расширенные метаданные. Ее можно использовать с общими томами кластера (CSV) для предоставления томов непрерывной доступности, доступ к которым можно осуществлять одновременно с нескольких узлов отказоустойчивого кластера.

Дополнительные сведения о функциях см. в этом разделе далее в этой статье. См. сведения о новой системе Resilient File System (ReFS).

повышенная надежность;

NTFS использует файл журнала и сведения о контрольных точках для восстановления согласованности файловой системы при перезагрузке компьютера после сбоя системы. После ошибки поврежденного сектора NTFS динамически изменяет конфигурацию кластера, содержащего поврежденный сектор, выделяет новый кластер для данных, отмечает исходный кластер как поврежденный и больше не использует старый кластер. Например, после сбоя сервера NTFS может восстановить данные путем воспроизведения файлов журнала.

NTFS непрерывно отслеживает и исправляет временные проблемы повреждения в фоновом режиме, не переводя том в автономный режим (эта функция, введенная в Windows Server 2008, известна как NTFS с самовосстановлением). При значительных проблемах с повреждением программа Chkdsk в Windows Server 2012 и более поздних версиях сканирует и анализирует диск, пока том подключен, ограничивая время автономной работы временем, необходимым для восстановления целостности данных в томе. Когда NTFS используется с CSV, простои не требуются. Дополнительные сведения см. в статье NTFS Health and Chkdsk (Работоспособность NTFS и Chkdsk).

Повышенная безопасность

Безопасность на основе списка управления доступом (ACL) для файлов и папок. NTFS позволяет устанавливать разрешения для файла или папки, указывать группы и пользователей, чей доступ требуется ограничить или разрешить, и выбрать тип доступа.

Поддержка шифрования диска BitLocker. Шифрование диска BitLocker обеспечивает дополнительную безопасность важных системных сведений и других данных, хранящихся на томах NTFS. Начиная с Windows Server 2012 R2 и Windows 8.1, BitLocker поддерживает шифрование устройств на компьютерах с архитектурой x86 и x64 с доверенным платформенным модулем, который поддерживает режим ожидания с подключением (ранее доступный только на устройствах Windows RT). Шифрование устройств помогает защитить данные на компьютерах под управлением Windows и помогает предотвратить доступ пользователей-злоумышленников к системным файлам, которые они используют для обнаружения пароля, или к диску путем физического удаления его с компьютера и установки в другой компьютер. Дополнительные сведения см. в статье What’s New in BitLocker (Новые возможности BitLocker).

Поддержка больших томов

NTFS может поддерживать тома размером до 8 ПБ в версии Windows Server 2019 и выше и Windows 10 версии 1709 и выше (более ранние версии поддерживают до 256 ТБ). Поддерживаемые размеры томов зависят от размера кластеров и их количества. Для кластеров (2 32 –1) (максимальное число кластеров, поддерживаемое NTFS) поддерживаются следующие размеры томов и файлов.

Размер кластера	Самый крупный том и файл
4 КБ (размер по умолчанию)	16 ТБ
8 КБ	32 ТБ
16 КБ	64 ТБ
32 КБ	128 ТБ
64 КБ (предыдущий максимальный размер)	256 ТБ
128 КБ	512 ТБ
256 KB	1 ПБ
512 КБ	2 ПБ
1024 КБ	4 ПБ
2048 КБ (максимальный размер)	8 ПБ

Обратите внимание, что при попытке подключить том с размером кластера, который превышает поддерживаемый максимум используемой версии Windows, вы получите ошибку STATUS_UNRECOGNIZED_VOLUME.

Службы и приложения могут накладывать дополнительные ограничения на размер файлов и томов. Например, ограничение размера тома составляет 64 ТБ, если вы используете функцию предыдущих версий или приложение резервного копирования, которое использует моментальные снимки службы теневого копирования томов (и не используете сеть SAN или RAID). Тем не менее, может потребоваться использовать тома меньшего размера в зависимости от рабочей нагрузки и производительности хранилища.

Требования к форматированию для больших файлов

Есть новые рекомендации по форматированию томов в отношении правильного расширения больших файлов VHDX. В ходе форматирования томов, которые будут использоваться при дедупликации данных, или при размещении очень больших файлов, таких как файлы VHDX размером больше 1 ТБ, используйте в Windows PowerShell командлет Format-Volume со следующими параметрами.

Параметр	Описание
-AllocationUnitSize 64KB	Задает размер единицы распределения NTFS 64 КБ.
-UseLargeFRS	Включает поддержку сегментов записей больших файлов (FRS). Это необходимо для увеличения количества экстентов, допустимых для каждого файла в томе. Для больших записей FRS ограничение увеличивается с примерно 1 500 000 до 6 000 000 экстентов.

Например, следующий командлет форматирует диск D как том NTFS с включенными FRS и размером единицы распределения 64 КБ.

Можно также использовать команду format. В системной командной строке введите следующую команду, где /L форматирует большой том FRS, а /A:64k задает размер единицы распределения 64 КБ:

Максимальная длина имени файла и пути к файлу

NTFS поддерживает длинные имена файлов и пути увеличенной длины со следующими максимальными значениями:

Поддержка длинных имен файлов с обратной совместимостью. NTFS допускает длинные имена файлов, сохраняя псевдоним 8.3 на диске (в кодировке Юникод), чтобы обеспечить совместимость с файловыми системами, которые накладывают ограничение 8.3 на имена и расширения файлов. При необходимости (по соображениям производительности) можно выборочно отключить именование 8.3 на отдельных томах NTFS в Windows Server 2008 R2, Windows 8 и более поздних версиях операционной системы Windows. В Windows Server 2008 R2 и более поздних версий короткие имена по умолчанию отключены при форматировании тома с помощью операционной системы. Для совместимости приложений на системном томе все еще включены короткие имена.

Поддержка путей увеличенной длины. Многие функции API Windows поддерживают версии Юникода, позволяющие использовать расширенный путь длиной приблизительно 32 767 символов, а не ограниченный по длине в 260 символов, что определяется параметром MAX_PATH. Подробные требования к именам файлов и формату путей, а также рекомендации по реализации путей увеличенной длины см. в статье Naming Files, Paths, and Namespaces (Имена файлов, пути и пространства имен).

Кластерное хранилище. При использовании в отказоустойчивых кластерах NTFS поддерживает постоянно доступные тома, к которым могут одновременно обращаться несколько узлов кластера при использовании совместно с файловой системой CSV. Дополнительные сведения см. в статье Use Cluster Shared Volumes in a Failover Cluster (Использование общих томов кластера в отказоустойчивом кластере).

Динамическое выделение емкости

Если пространство тома ограничено, NTFS предоставляет следующие возможности для работы с емкостью хранилища сервера:

• применение дисковых квот для отслеживания и контроля использования дискового пространства в томах NTFS для отдельных пользователей;
• сжатие файловой системы, чтобы максимально увеличить объем хранимых данных;
• увеличение размера тома NTFS возможно путем добавления нераспределенного пространства с того же или с другого диска;
• подключение тома к любой пустой папке на локальном томе NTFS, если использованы все буквы диска или необходимо создать дополнительное пространство, доступное из существующей папки.

Источник

Файловая система NTFS — хранение и восстановление данных

Основные отличия и ключевые моменты файловой системы, а также определим, был ли переход с FAT на NTFS оправданным.

Содержание:

Перед массовым распространением операционных систем семейства Windows NT (2000, XP, Vista, 7, 10, Server и т.д.) большинство продуктов Microsoft, а также MS DOS использовали файловую систему FAT, которая была разработана Б. Гейтсом еще в середине 80-ых годов. FAT зарекомендовала себя как надежная и проверенная файловая система (ФС), но с развитием технологий и увеличением объемов накопителей, Microsoft представили NTFS – новую ФС, которая активно используется и до сих пор.

NTFS – «файловая система новой технологии»

ФС FAT была разработана специально для использования с дискетами, которые ушли в прошлое с массовым распространением компакт-дисков и USB-накопителей. FAT плохо подходил для масштабирования, а максимальный размер файла в 4 гигабайта накладывал множество ограничений. Помимо этого, устаревший формат файловой системы не обладал требуемыми функциями безопасности, а также не позволял производить восстановление удаленной информации. Эти причины заставили Microsoft заняться разработкой новой ФС.

Интересный факт: по состоянию на 2016 год производством 3.5” дискет занимается всего один завод в Тайване.

Во время разработки NTFS, Microsoft использовали некоторые наработки, а также отдельные моменты уже существующих ФС FAT и HPFS (файловая система для операционной системы OS/2, которая разрабатывалась Microsoft совместно с IBM). После нескольких лет активной разработки, Microsoft представили свою новую ФС NTFS в Windows NT 3.1 – специализированной ОС для серверов и рабочих станций.

NTFS представляет собой необычную файловую систему, которая основана на… файлах. Действительно, каждый элемент NTFS представляет собой файл. Даже сама структура NTFS: её журнал, главная таблица файлов (MFT) и другие элементы построены и ориентированы непосредственно на файлы.

Разберемся с основными моментами и преимуществами NTFS более детально.

Масштабируемость

Microsoft занимались разработкой ФС NTFS во времена, когда объем в 1 гигабайт считался весьма значительным. Тем не менее, разработчики предвидели мощный скачок цифровых технологий, поэтому новая файловая система создавалась «с запасом». Таким образом максимальный теоретический размер тома ограничивается 16 экзабайтами, что равно примерно одному миллиону терабайт. В данный момент не существует такого носителя для частного использования, который бы хоть-сколько приблизился к этой отметке. С этого можно сделать вывод, что NTFS имеет превосходную масштабируемость, значительно обогнавшую своё время.

Интересный факт: одним из самых объемных и в то же время мобильных накопителей является хранилище на базе грузовика Snowmobile от Amazon. Его емкость составляет 100000 терабайт, а само запоминающее устройство транспортируется в морском контейнере, установленном на 18-ти колесном тягаче. Такое решение необходимо для быстрой транспортировки сверх объёмных архивов компаний, государственных корпораций и других учреждений.

Надёжность

Надежность никогда не была сильной стороной файловой системы FAT. Из-за особенности её строения, даже незначительное повреждение таблицы размещения файлов может со временем привести к потере значительного количества информации.

В NTFS такая проблема была нивелирована внедрением теневых копий тома, а также автоматическим ведением журнала файловой системы, куда фиксируются все записи. В случае сбоя, система может обратиться к записи в журнале и откатить все незафиксированные изменения.

В то же время, функция теневого копирования, не только позволяет восстанавливать данные, но и выбирать необходимые перезаписанные версии файлов (включая системные компоненты, настройки, программные компоненты и т.д.), которые для удобства, могут записываться на сторонний носитель.

Безопасность

ФС FAT32 напрочь лишена встроенной системы безопасности. У неё отсутствует управление доступом, шифрование системы, а также уровневое шифрование с привязкой к конкретной учетной записи.

NTFS обладает всеми вышеописанными функциями, а также предлагает дополнительный функционал безопасности.

Безопасность на уровне ОС включает в себя списки контроля доступа, управляющие разрешениями для каждого файла, папки или другого объекта. В списках указывается какие пользователи или группы (локальные или сетевые) могут выполнять с объектами различные манипуляции (только чтение, изменение, удаление, без доступа и т.д.).

Стоит отметить, что подобная мера безопасности не является помехой для восстановления утерянной информации. К примеру, утилита для восстановления данных RS NTFS Recovery превосходно справляется со своей задачей, обходя разрешения, установленные файловой системой.

Тем не менее, в NTFS присутствует еще несколько мер безопасности, о которых следует рассказать более детально.

NTFS может производить шифрование на уровне отдельного объекта, что позволяет шифровать конкретные папки и файлы от других пользователей на одном компьютере. Суть этого состоит в том, что выбранные файлы для шифрования будут автоматически расшифровываться при входе с нужной учетной записи. В то же время, для всех других – объекты останутся недоступными.

Важно заметить, если пользователь утеряет данные для доступа к учетной записи (пароль может сбросить администратор компьютера или его могут изменить с помощью вредоносного ПО), скорее всего файлы так и останутся заблокированными без возможности прочтения или разблокировки.

Отметим, зашифрованные файлы в NTFS сохраняют свою структуру, поэтому удаленные зашифрованные данные можно восстановить при помощи RS Partition Recovery или RS NTFS Recovery точно так же, как и файлы, не подвергающиеся шифрованию. К тому же, восстановленные файлы будут сохранять шифрование, которое можно снять при наличии соответствующего пароля.

Встроенное шифрование NTFS отлично подходит для защиты данных на системном уровне (между пользователями одного ПК), но для большей безопасности в Windows присутствует дополнительная система шифрования BitLocker, предназначенная для шифрования целых логических разделов.

Это позволяет безопасно пользоваться и работать нескольким пользователям за одним компьютером, а также предотвращать офлайн-атаки (к примеру, когда злоумышленники извлекли жесткий диск с ценной информацией и попытались считать его на другом ПК, разделы не будут доступны, пока не будет введен специальный ключ для дешифровки).

Важно! После введения ключа BitLocker, зашифрованные разделы станут доступны всем пользователям ПК.

Технология сжатия NTFS

Другой особенностью файловой системы NTFS является возможность сжимать содержимое файлов и папок для экономии места на носителе. Данная функция достаточно быстро работает, а также позволяет считывать отдельные фрагменты данных, без необходимости распаковывания целого файла.

Сжатый файл воспринимается файловой системой NTFS в виде обычной информации, поэтому при утере сжатых данных, пользователь может воспользоваться RS Partition Recovery или RS NTFS Recovery для восстановления сжатой информации без каких-либо потерь.

Альтернативные потоки данных в NTFS

В NTFS реализована поддержка альтернативных потоков данных, которые изначально были разработаны для обеспечения совместимости различных файловых систем.

В данный момент альтернативные потоки данных используются в целях безопасности, поскольку данная технология позволяет ставить «метки» на файлах, по которым система в автоматическом режиме может определять потенциально опасные объекты. В метках могут содержаться данные об производителе или авторе файла, а также о его происхождении.

Помимо этого, в альтернативных потоках могут находиться абсолютно любые файлы с практически произвольным размером, который может превышать размер файла из основного потока. Такая возможность альтернативных потоков данных является серьезной брешью в безопасности, которой часто пользуются разработчики вредоносного ПО. К счастью, большинство современных антивирусов имеют надежный системы сканирования, которые также проверяют информацию в альтернативных потоках.

Утилита для восстановления информации RS NTFS Recovery работает с альтернативными потоками данных, поэтому удаленные файлы после восстановления будут сохранять все потоки и их содержимое.

Разреженные файлы

Необычной дополнительной особенностью NTFS является работа с так называемыми «Разреженными файлами» («Sparse files»).

В разреженных файла неиспользуемые (пустые) области представляются в виде метаданных, которые в свою очередь не занимают физического места на носителе.

Чем это полезно? Представим базу данных, которая состоит из одного главного файла объемом в несколько терабайт. Чтобы создать или сохранить файл такого размера на жестком диске, системе может понадобиться значительное количество времени для заполнения неиспользуемого пространства накопителя нулями. При использовании NTFS данный процесс можно значительно ускорить, поскольку ФС поддерживает указание пустых областей в виде ссылок на метаданные.

Точки повторной обработки

Точки повторной обработки или Reparse Points позволяют создавать в файловой системе NTFS жесткие или символические ссылки, при помощи которых пользователь может выполнять различные манипуляции с данными и их местоположением. Более детально узнать про данную функцию можно в статье: «Символические и жесткие ссылки в Windows», где приведены примеры их создания, а также их основные возможности.

Отметим, программа RS NTFS Recovery, как и другие утилиты от Recovery Software, отлично справляются с подобными данными.

Часто задаваемые вопросы

Это сильно зависит от емкости вашего жесткого диска и производительности вашего компьютера. В основном, большинство операций восстановления жесткого диска можно выполнить примерно за 3-12 часов для жесткого диска объемом 1 ТБ в обычных условиях.

Если файл не открывается, это означает, что файл был поврежден или испорчен до восстановления.

Используйте функцию «Предварительного просмотра» для оценки качества восстанавливаемого файла.

Когда вы пытаетесь получить доступ к диску, то получаете сообщение диск «X: \ не доступен». или «Вам нужно отформатировать раздел на диске X:», структура каталога вашего диска может быть повреждена. В большинстве случаев данные, вероятно, все еще остаются доступными. Просто запустите программу для восстановления данных и отсканируйте нужный раздел, чтобы вернуть их.

Пожалуйста, используйте бесплатные версии программ, с которыми вы можете проанализировать носитель и просмотреть файлы, доступные для восстановления.

Сохранить их можно после регистрации программы – повторное сканирование для этого не потребуется.

Источник