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解讀NTFS
2007-01-31   網絡

NTFS是一個比FAT復雜的多的文件系統,我們一起努力來把它完整的解讀出來

NTFS的引導扇區也是完成引導和定義分區參數,和FAT分區不同,FAT分區的BOOT記錄正常,就顯示分區沒有錯誤,即使文件不正確,而NTFS分區的BOOT不是分區的充分條件,它要求必須MFT中的系統記錄如$MFT等正常該分區才能正常訪問。其BPB參數如下表所示。

字節偏移 長度 常用值 意義
0x0B 0x0002 每扇區字節數
0x0D 字節 0x08 每簇扇區數
0x0E 0x0000 保留扇區
0x10 3
字節 0x000000 總為0
0x13
0x0000 NTFS未使用,為0
0x15 字節 0xF8 介質描述
0x16 0x0000 總為0
0x18 0x3F00 每磁盤扇區數
0x1A 0xFF00 磁頭數
0x1C 雙字 0x3F000000 隱含扇區
0x20 雙字 0x00000000 NTFS未使用,為0
0x28 8字節 0x4AF57F0000000000 扇區總數
0x30 8字節 0x0400000000000000 $MFT的邏輯簇號
0x38 8字節 0x54FF070000000000 $MFTMirr的邏輯簇號
0x40 雙字 0xF6000000 MFT記錄簇數
0x44 雙字 0x01000000 每索引簇數
0x48 8字節 0x14A51B74C91B741C 卷標
0x50 雙字 0x00000000 檢驗和

MFT中的文件記錄大小一般是固定的,不管簇的大小是多少,均為1KB。文件記錄在MFT文件記錄數組中物理上是連續的,且從0開始編號,所以,NTFS是預定義文件系統。MFT僅供系統本身組織、架構文件系統使用,這在NTFS中稱為元數據(metadata,是存儲在卷上支持文件系統格式管理的數據。它不能被應用程序訪問,只能為系統提供服務)。其中最基本的前16個記錄是操作系統使用的非常重要的元數據文件。這些元數據文件的名字都以“$”開始,所以是隱藏文件,在Windows 2000/XP中不能使用dir命令(甚至加上/ah參數)像普通文件一樣列出。在WINHEX中帶有NFI.EXE,用此工具可以顯示這些記錄與文件的對應關系,下一次再詳細解釋。

這些元數據文件是系統驅動程序管理卷所必需的,Windows 2000/XP給每個分區賦予一個盤符并不表示該分區包含有Windows 2000/XP可以識別的文件系統格式。如果主文件表損壞,那么該分區在Windows 2000/XP下是無法讀取的。為了使該分區能夠在Windows 2000/XP下能被識別,就必須首先建立Windows 2000/XP可以識別的文件系統格式即主文件表,這個過程可通過高級格式化該分區來完成。Windows以簇號來定位文件在磁盤上的存儲位置,在FAT格式的文件系統中,有關簇號的指針包含在FAT表中,在NTFS中,有關簇號的指針則包含在$MFT$MFTMirr文件中。

NTFS使用邏輯簇號(Logical Cluster NumberLCN)和虛擬簇號(Virtual Cluster NumberVCN)來對簇進行定位。LCN是對整個卷中所有的簇從頭到尾所進行的簡單編號。用卷因子乘以LCNNTFS就能夠得到卷上的物理字節偏移量,從而得到物理磁盤地址。VCN則是對屬于特定文件的簇從頭到尾進行編號,以便于引用文件中的數據。VCN可以映射成LCN,而不必要求在物理上連續。

NTFS卷上,跟隨在BPB后的數據字段形成一個擴展BPB。這些字段中的數據使得 Ntldr能夠在啟動過程中找到主文件表MFTMaster File Tabl 。在NTFS卷上,MFT并不象在FAT 16卷和FAT 32卷上一樣,被放在一個預定義的扇區中。由于這個原因,如果在MTF的正常位置中有壞扇區的話,就可以把MFT移到別的位置。但是,如果該數據被破壞,就找不到MFT的位置,Windows 2000假設該卷沒有被格式化。

因此,如果一個ntfs的卷提示未格式化,可能并未破壞MFT,依據BPB的各字段的意思是可以重建BPB的。

NTFS的缺省簇的大小

卷大小 每簇的扇區 缺省的簇大小
小于等于512MB 1 512字節
513MB~1024MB(1GB) 2 1024字節(1KB)
1025MB~2048MB(2GB) 4 2048字節(2KB)
大于等于2049MB 8 4KB

從上面可以看出,也就是說不管驅動器多大 NTFS 簇的大小不會超過 4KB

NTFS文檔:文檔屬性定義

每個文檔屬性都由以下部分組成:

一個由該屬性的實際值組成的被稱為的重要的字節序列,元數據可訪問該流。

文件中的每個文件屬性都可能會有一個名字:在這種情況下,在命令行方式下可以通過語法文件名:屬性名來訪問該流(這也是文件名中不能使用的原因)。Windows NT®

使用以下在元數據文件$AttrDef中預定義的文件屬性列表(一般會有一個未命名流,為缺省流,未命名流只能有一個,而命名流可以有多個,NTFS支持多流文件):

10 $STANDARD_INFORMATION (標準信息)

20 $ATTRIBUTE_LIST (屬性列表)

30 $FILE_NAME (文件名)

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