文件系统ntfs

NTFS概述

NTFS(NewTechnologyFileSystem)是WindowsNT操作环境和

WindowsNT高级服务器网络操作系统环境的文件系统。

NTFS的目标

可靠性通过可恢复能力(事件跟踪)和热定位的容错特征实现；

增加功能性的一个平台；

对POSIX需求的支持；

消除FAT和HPFS文件系统中的限制。

详细说明

NTFS提供长文件名、数据保护和恢复，并通过目录和文件许可实现安

全性。NTFS支持大硬盘和在多个硬盘上存储文件(称为卷)。例如，一个大

公司的数据库可能大得必须跨越不同的硬盘。NTFS提供内置安全性特征，

它控制文件的隶属关系和访问。从DOS或其他操作系统上不能直接访问

NTFS分区上的文件。如果要在DOS下读写NTFS分区文件的话可以借助第

三方软件；现如今，Linux系统上已可以使用NTFS-3G进行对NTFS分区

的完美读写，不必担心数据丢失

Win2000采用了更新版本的NTFS文件系统NTFS5.0，它的推出使得

用户不但可以像Win9X那样方便快捷地操作和管理计算机，同时也可享受

到NTFS所带来的系统安全性。NTFS允许文件名的长度可达256个字符。

虽然DOS用户不能访问NTFS分区，但是NTFS文件可以拷贝到DOS分

区。每个NTFS文件包含一个可被DOS文件名格式认可的DOS可读文件

名。这个文件名是NTFS从长文件名的开始字符中产生的。

FAT32到NTFS

convert命令将FAT32无损转成NTFS格式

将FAT卷转换成NTFS。CONVERTvolume/FS:NTFS[/V]

[/CvtArea:filename][/NoSecurity][/X]volume指定驱动器号(后面跟

一个冒号)、装载点或卷名，但不能反过来无损操作。

例如，将D盘转换为NTFS格式，则需命令convertd:/fs:ntfs。

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NTFS的特点

支持大小

·NTFS可以支持的分区(如果采用动态磁盘则称为卷)大小可以达到

2TB。而Win2000中的FAT32支持分区的大小最大为32GB。

可靠的文件系统

·NTFS是一个可恢复的文件系统。在NTFS分区上用户很少需要运行磁

盘修复程序。NTFS通过使用标准的事务处理日志和恢复技术来保证分区的

一致性。发生系统失败事件时，NTFS使用日志文件和检查点信息自动恢复

文件系统的一致性。

支持文件夹压缩

·NTFS支持对分区、文件夹和文件的压缩。任何基于Windows的应用

程序对NTFS分区上的压缩文件进行读写时不需要事先由其他程序进行解压

缩，当对文件进行读取时,文件将自动进行解压缩；文件关闭或保存时会自

动对文件进行压缩。

磁盘空间的有效管理

·NTFS采用了更小的簇,可以更有效率地管理磁盘空间。在Win2000

的FAT32文件系统的情况下,分区大小在2GB～8GB时簇的大小为4KB；分区

大小在8GB～16GB时簇的大小为8KB；分区大小在16GB～32GB时,簇的大小

则达到了16KB。而Win2000的NTFS文件系统，当分区的大小在2GB以下

时,簇的大小都比相应的FAT32簇小;当分区的大小在2GB以上时(2GB～

2TB),簇的大小都为4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盘

空间，最大限度地避免了磁盘空间的浪费。

更好的安全性

·在NTFS分区上,可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权

限。许可的设置包括两方面的内容：一是允许哪些组或用户对文件夹、文

件和共享资源进行访问；二是获得访问许可的组或用户可以进行什么级别

的访问。访问许可权限的设置不但适用于本地计算机的用户,同样也应用于

通过网络的共享文件夹对文件进行访问的网络用户。与FAT32文件系统下

对文件夹或文件进行访问相比，安全性要高得多。另外,在采用NTFS格式

的Win2000中,应用审核策略可以对文件夹、文件以及活动目录对象进行

审核，审核结果记录在安全日志中，通过安全日志就可以查看哪些组或用

户对文件夹、文件或活动目录对象进行了什么级别的操作，从而发现系统

可能面临的非法访问,通过采取相应的措施，将这种安全隐患减到最低。这

些在FAT32文件系统下,是不能实现的。

更多的功能

·在Win2000的NTFS文件系统下可以进行磁盘配额管理。磁盘配额

就是管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制，每一用户只能

使用最大配额范围内的磁盘空间。设置磁盘配额后，可以对每一个用户的

磁盘使用情况进行跟踪和控制，通过监测可以标识出超过配额报警阈值和

配额限制的用户，从而采取相应的措施。磁盘配额管理功能的提供，使得

管理员可以方便合理地为用户分配存储资源，避免由于磁盘空间使用的失

控可能造成的系统崩溃，提高了系统的安全性。

·NTFS使用一个“变更”日志来跟踪记录文件所发生的变更。

·还有诸如加密文件数据等等，和系统服务相关的不少东西。

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NTFS文件系统MFT表元记录解析

第1个记录MFT中的第1个记录就是MFT自身（＄Mft）。

第2个记录由于MFT文件本身的重要性，为了确保文件系统结构的可

靠性，系统专门为它准备了一个镜像文件（＄MftMirr），也就是MFT中的

第2个记录。

第3个记录是日志文件（＄LogFile）。该文件是NTFS为实现可恢复

性和安全性而设计的。当系统运行时，NTFS就会在日志文件中记录所有影

响NTFS卷结构的操作，包括文件的创建和改变目录结构的命令，例如复制，

从而在系统失败时能够恢复NTFS卷。

第4个记录是卷文件（＄Volume），它包含了卷名、被格式化的卷的

NTFS版本和一个标明该磁盘是否损坏的标志位（NTFS系统以此决定是否需

要调用Chkdsk程序来进行修复）。

第5个记录是属性定义表（＄AttrDef，attributedefinitiontable），

其中存放了卷所支持的所有文件属性，并指出它们是否可以被索引和恢复

等。

第6个记录是根目录（），其中保存了存放于该卷根目录下所有文件

和目录的索引。在访问了一个文件后，NTFS就保留该文件的MFT引用，第

二次就能够直接进行对该文件的访问。

第7个记录是位图文件（＄Bitmap）。NTFS卷的分配状态都存放在位

图文件中，其中每一位（bit）代表卷中的一簇，标识该簇是空闲的还是已

被分配了的，由于该文件可以很容易的被扩大，所以NTFS的卷可以很方便

的动态的扩大，而FAT格式的文件系统由于涉及到FAT表的变化，所以不

能随意的对分区大小进行调整。

第8个记录是引导文件（＄Boot），它是另一个重要的系统文件，存

放着Windows2000/XP的引导程序代码。该文件必须位于特定的磁盘位置

才能够正确地引导系统。该文件是在Format程序运行时创建的，这正体现

了NTFS把磁盘上的所有事物都看成是文件的原则。这也意味着虽然该文件

享受NTFS系统的各种安全保护，但还是可以通过普通的文件I/O操作来修

改。

第9个记录是坏簇文件（＄BadClus），它记录了磁盘上该卷中所有的

损坏的簇号，防止系统对其进行分配使用。

第10个记录是安全文件（＄Secure），它存储了整个卷的安全描述符

数据库。NTFS文件和目录都有各自的安全描述符，为了节省空间，NTFS将

具有相同描述符的文件和目录存放在一个公共文件中。

第11个记录为大写文件（＄UpCa，uppercafile），该文件包

含一个大小写字符转换表。

第12个记录是扩展元数据目录（＄Extendedmetadatadirectory）。

第13个记录是重解析点文件（$Extend$Repar）。

第14个记录是变更日志文件（$Extend$UsnJrnl）。

第15个记录是配额管理文件（$Extend$Quota）。

第16个记录是对象ID文件（$Extend$ObjId）。

第17～23记录是是系统保留记录，用于将来扩展。

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NTFS的优点

1.具备错误预警的文件系统

在NTFS分区中，最开始的16个扇区是分区引导扇区，其中保存着分

区引导代码，接着就是主文件表(MasterFileTable，以下简称MFT)，但

如果它所在的磁盘扇区恰好出现损坏，NTFS文件系统会比较智能地将MFT

换到硬盘的其他扇区，保证了文件系统的正常使用，也就是保证了Windows

的正常运行。而以前的FAT16和FAT32的FAT(文件分配表)则只能固定在分

区引导扇区的后面，一旦遇到扇区损坏，那么整个文件系统就要瘫痪。

但这种智能移动MFT的做法当然并非十全十美，如果分区引导代码中

指向MFT的部分出现错误，那么NTFS文件系统便会不知道到哪里寻找MFT，

从而会报告“磁盘没有格式化”这样的错误信息。为了避免这样的问题发

生，分区引导代码中会包含一段校验程序，专门负责侦错。

2.文件读取速度更高效

恐怕很多人都听说NTFS文件系统在安全性方面有很多新功能，但你可

否知道:NTFS在文件处理速度上也比FAT32大有提升呢?

对DOS略知一二的读者一定熟悉文件的各种属性:只读、隐藏、系统等。

在NTFS文件系统中，这些属性都还存在，但有了很大不同。在这里，一切

东西都是一种属性，就连文件内容也是一种属性。这些属性的列表不是固

定的，可以随时增加，这也就是为什么你会在NTFS分区上看到文件有更多

的属性.

NTFS文件系统中的文件属性可以分成两种:常驻属性和非常驻属性，常

驻属性直接保存在MFT中，像文件名和相关时间信息(例如创建时间、修改

时间等)永远属于常驻属性，非常驻属性则保存在MFT之外，但会使用一种

复杂的索引方式来进行指示。如果文件或文件夹小于1500字节(其实我们

的电脑中有相当多这样大小的文件或文件夹)，那么它们的所有属性，包括

内容都会常驻在MFT中，而MFT是Windows一启动就会载入到内存中的，

这样当你查看这些文件或文件夹时，其实它们的内容早已在缓存中了，自

然大大提高了文件和文件夹的访问速度。

3.磁盘自我修复功能

NTFS利用一种“自我疗伤”的系统，可以对硬盘上的逻辑错误和物理

错误进行自动侦测和修复。在FAT16和FAT32时代，我们需要借助Scandisk

这个程序来标记磁盘上的坏扇区，但当发现错误时，数据往往已经被写在

了坏的扇区上了，损失已经造成。

NTFS文件系统则不然，每次读写时，它都会检查扇区正确与否。当读

取时发现错误，NTFS会报告这个错误;当向磁盘写文件时发现错误，NTFS

将会十分智能地换一个完好位置存储数据，操作不会受到任何影响。在这

两种情况下，NTFS都会在坏扇区上作标记，以防今后被使用。这种工作模

式可以使磁盘错误较早地被发现，避免灾难性的事故发生。

有些人发现当把磁盘转换为NTFS文件系统后，用磁盘扫描程序就很难

发现磁盘错误了。经过前面的介绍，你知道这是为什么了吗?

4.“防灾赈灾”的事件日志功能

在NTFS文件系统中，任何操作都可以被看成是一个“事件”。比如将

一个文件从C盘复制到D盘，整个复制过程就是一个事件。事件日志一直

监督着整个操作，当它在目标地——D盘发现了完整文件，就会记录下一个

“已完成”的标记。假如复制中途断电，事件日志中就不会记录“已完

成”，NTFS可以在来电后重新完成刚才的事件。事件日志的作用不在于它

能挽回损失，而在于它监督所有事件，从而让系统永远知道完成了哪些任

务，哪些任务还没有完成，保证系统不会因为断电等突发事件发生紊乱，

最大程度降低了破坏性。

动态磁盘功能

动态磁盘是从Windows2000时代开始的新特性，WindowsServer2003

继续使用了这个相当棒的特性。相比基本磁盘，它提供更加灵活的管理和

使用特性。您可以在动态磁盘上实现数据的容错、高速的读写操作、相对

随意的修改卷大小等操作，而不能在基本磁盘上实现。动态磁盘没有卷数

量的限制，只要磁盘空间允许，您可以在动态磁盘中任意建立卷。动态磁

盘，我们可以将数块磁盘中的空余磁盘空间扩展到同一个卷中来增大卷的

容量。基本磁盘的读写速度由硬件决定，不可能在不额外消费的情况下提

升磁盘效率。在动态磁盘上创建带区卷来同时对多块磁盘进行读写，显著

提升磁盘效率。

使用WindowsXP20002003等系统安装盘给硬盘分区时，往往发现不

管硬盘大小，不管分区大小，最后总有8M的空间被剩余下来。这8M空间

是用来转换成动态磁盘的。创建Raid时必须要有不小于8M的动态磁盘，

所以Windows操作系统在进行分区时会自动留下8M的空间。

基本磁盘不可容错，如果没有及时备份而遭遇磁盘失败，会有极大的

损失。在动态磁盘上创建镜像卷，所有内容自动实时被镜像到镜像磁盘中，

即使遇到磁盘失败也不必担心数据损失了。在动态磁盘上创建带有奇偶校

验的带区卷，来保证提高性能的同时为磁盘添加容错性。

动态磁盘提供了基本磁盘不具备的一些特性，例如创建可跨越多个磁

盘的卷（跨区卷和带区卷）和创建具有容错能力的卷（镜像卷和RAID-5卷）

的能力。动态磁盘上的所有卷都是动态卷。有五种类型的动态卷：简单卷、

跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID-5卷。镜像卷和RAID-5卷具有容错功

能，仅在运行Windows2000Server、Windows2000AdvancedServer、

Windows2000DatacenterServer或WindowsServer2003操作系统的

计算机上可用。不过，也可以通过运行WindowsXPProfessional的计算

机在这些操作系统上远程创建镜像卷和RAID-5卷。不管动态磁盘使用主

启动记录(MBR)还是GUID分区表(GPT)分区样式，都可以创建最多

2,000个动态卷，但是动态卷的推荐值是32个或更少。

6.我是否需要哪些附加的功能?

其实，NTFS还提供了磁盘压缩、数据加密、磁盘配额(在“我的电脑”

中右击分区并并行“属性”，进入“配额”选项卡即可设置)、动态磁盘管

理等功能，这些功能在很多报刊杂志上介绍的比较多了，这里不再详细介

绍。

NTFS提供了为不同用户设置不同访问控制、隐私和安全管理功能。如

果你的系统处于一个单机环境，比如家用电脑，那么这些功能对你意义不

是很大。

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NTFS使用注意事项

NTFS是微软WindowsNT内核的系列操作系统支持的、一个特别为网络

和磁盘配额、文件加密等管理安全特性设计的磁盘格式。除了在局域网安

装了NT系列的用户们使用NTFS外，随着NT内核的桌面系统Windows2000

和XP的普及，很多个人用户也开始把自己的分区格式化为NTFS。

在一般情况下，NTFS的格式不能被Windows9X识别，而且在安装、操

作方面也有差异，所以个人用户在使用这种磁盘格式的时候，必须留意下

面的注意事项：

一、NT内核的系统应始终使用NTFS吗？

NTFS是微软推荐在NT系列上使用的文件系统，但是，会有一些特殊的

原因使用其他文件系统。如果计划用其他操作系统（包括MS-DOS）访问文

件，则应把引导的分区，即C盘选择格式为FAT（包括FAT32）文件系统。

如果使用的是NTFS文件系统并要与WindowsNT进行双重引导，那么在继

续Windows2000或XP的安装之前，必须要为WindowsNT安装SP4或更高

版本的补丁。

二、转化NTFS和其他分区格式的技巧

一台机器用PQ7把一个分区由NTFS转换成FAT32格式，完成后发现该

盘中的中文名的文件夹全部变成问号，打不开了。此时想转回来时发现提

示磁盘错误，用Windows的磁盘扫描和DOS的CHKDSK检查后仍无法转换，

里面有其下载的几百M的文件，现在已经搞的面目全非了。

其实，如果NTFS的分区容量很大且内有大量的数据存在的话，用直接

转换的方式不仅缓慢，而且是很危险的——因为在每一个步骤里，转换的

工具程序都要先读取扇区信息、拷贝到临时目录、转化格式再从临时目录

读数据重新写入转换好的空间，再校验„„这样的操作其实和低级格式化

硬盘或是刷新主板的BIOS差不多危险，一旦发生掉电或是瞬间的数据量过

大传输溢出缓冲区导致的死机，重新开机后可能就会丢失分区的所有信息，

或是破坏引导区数据甚至是损坏硬盘。

如果硬盘其他分区有足够的空间，用拷贝后删除文件再转化的方法，

会事半功倍。具体的操作就是先在其他分区建立一个目录，然后转到你的

NTFS分区，选定全部文件，用复制粘贴的方法进行转移数据。然后把NTFS

分区的数据清空，再进行转化格式就快很多，也安全得多了；从FAT的格

式转换到NTFS也是一样道理。这种拷贝，比直接转换分区格式读读写写、

又校验数据的那种繁琐过程快很多，可以在转换完成后，把数据拷贝回该

分区。

另外，建议在清空数据后，利用GHOST镜像NTFS或FAT格式的空白分

区，得到一个备份文件，以后如果再要转换分区格式利用它来进行就更快。

三、虚拟内存（页面文件）与NTFS的卷

现在很多人装了双硬盘系统甚至是简单的RAID磁盘阵列，在使用这种

结构的系统同时是需要NTFS支持卷功能的，此时，应该尽量避免页面文件

和系统文件在同一分区上，也不要在同一物理磁盘驱动器的不同分区中放

置多个页面文件。特别注意避免将页面文件放入容错驱动器，例如镜像卷

或RAID-5卷，因为页面文件不需要容错，而且一些容错系统将数据写到

多个位置，会导致非常缓慢的数据写操作。

四、虚拟机或是磁盘压缩不适宜使用NTFS

使用虚拟机时，在NTFS分区引导的机器上使用光盘引导后，在装操作

系统的时候，将会出现以下提示：

PleawaitwhileSetupinitializes.

Scanningsystemregistry...

Cannotcreateatemporarydirectory.

IfyouhaveHPFSorNTFSinstalledonyourharddrive，youwill

needtocreateanMS-DOSbootpartitiontotupWindows.

因为虚拟机出于兼容的考虑，只内置了最常用的硬件和软件支持，对

NTFS格式的支持目前还不是很好。如果你使用Windows9X加补丁的方式来

读写NTFS分区的话，也可能会导致某些长文件名或是中文名的文件结构被

破坏；在使用GHOST备份和恢复的时候也可能会出现莫名其妙的错误。所

以，上NTFS还是用NT内核的系列视窗系统好。

另外，注意压缩过的分区不能转化为NTFS。其实压缩磁盘分区变相增

大容量是以系统速度的极大牺牲为代价的；而且还会给以后的系统维护、

转换分区格式、升级操作系统等等带来很大麻烦。除非是完全出于备份数

据的考虑，其他的应用建议不要使用Windows的分区磁盘压缩功能。

NTFS数据恢复

NTFS大硬盘数据恢复修复过程：该硬盘为只有一个NTFS分区的数据盘，

先在DOS下用扇区编辑软件查看LBA0--63扇区，结果发现分区表和63扇

区都有错误，1—62扇区间有大量扇区被写上不明代码，87-102扇区不正

常，先手工修复分区表，恢复63引导扇区，删除1—62扇区间的代码。87-102

扇区之间暂不处理，到WINDOWS下检查，结果还是出现同样的提示，试用

恢复软件1，可以看到目录结构，再试FINALDATA，这个软件此时太不尽人

意；用恢复软件1选择某目录进行试恢复，结果28个试恢复文件只恢复2

个，其余的全部为0字节，恢复工作陷入困境。再次对79-102扇区进行分

析，79扇区面目全非，被严重篡改破坏，80-86扇区被清空，87-102扇区

的内容也不正常。经过一番苦思冥想，对某些扇区进行备份后做清除，备

份被放到1-62扇区之间，以备不测时改回原样。

编辑本段

在网站架设中因NTFS产生的故障和解决方式

我们知道，在Windos2000/2003Server系统NTFS分区中的文件或文

件夹，其默认权限主要是管理员等系统用户账户来添加的。而用户访问网

站却是通过“Internet来宾帐户”来完成的。该账户在安装IIS后会自动

创建，它并不会自动拥有NTFS中文件（夹）的访问权限。这样用户访问网

站时，如果网站的内容不是放在默认的WWW中，那么则很可能因为

“Internet来宾”无法操作而出现无法匿名访问等问题。

权限故障

由此看来，问题的症结都是因为采用了NTFS分区格式。那么只要以后

不采用NTFS格式，而使用传统的Fat32格式，问题不就是解决了吗？确实

如此，如果使用Fat32格式，那么则不会再出现因为权限设置的问题导致

网站无法访问。但是另外一个问题也随之而来，Fat32分区没有安全配置，

无法对文件的操作权限进行管理，使得安全性和性能得到了下降。

故障解决

那么最佳的解决方法是什么呢？那就是给网站文件夹重新设置权限。

打开网站文件所存放的目标文件夹属性窗口，切换到“安全”标签，在这

里我们可以看到只有Administrators、System、Urs等组显示在其中。

此时，我们需要单击“添加”按钮，在打开的“选择用户或组”窗口中单

击“高级”按钮，然后再单击“立即查找”命令，这样即会在“搜索结果”

中显示搜索到的系统中所有的账户或组名称，我们只需要选中其中的

“IUSR_计算机名称”账户（注意，下划线后面的内容和计算机名称相同），

单击“确定”按钮返回权限设置窗口。这时候，我们就可以看到添加进来

的“Internet来宾帐户”了。如果只是普通的静态页面，那么只需分配其

“读取和运行”、“列出文件夹目标”等控制能力较低的权限即可；如果

是动态asp类型的页面，需要互动的，那么则要拥有“修改”、“写入”

等权限，分配好权限后单击“确定”按钮保存设置。

这样的故障还会在一些动态网站中出现，一些基于asp、等语

言下编写的动态网站，可以将asp文件转换成静态的html文件，以提高访

问速度，并利于搜索引擎收录，但如果设置的权限级别较低，在转换时将

会出错。