Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

Файл $Secure впервые появился в Windows 2000. Файловая система NTFS поддерживает механизмы безопасности для каждого файла и каталога. До выхода Windows 2000 данные о безопасности хранились в каждой записи для файла и каталога в MFT. Поскольку множество файлов и каталогов «имели одинаковую информацию о правах доступа, такая информация часто 'дублировалась. Например, если у пользователя есть право доступа на чтение и запуск 100 файлов, формирующих приложение (например, Microsoft Office), «все эти файлы будут иметь одинаковую информацию безопасности. Начиная с Windows 2000 информация о безопасности сохраняется один раз в файле *$SeCure, и все файлы просто ссылаются на эти данные.

Файл $UpCase содержит таблицу, используемую для преобразования имен файлов и путей из нижнего регистра в верхний, а также для преобразования имен файлов в верхний регистр для приложений, которые не различают регистр в именах файлов.

Каталог $Extend впервые появился в Windows 2000 и содержит файлы, позволяющие реализовать необязательные возможности NTFS. Далее приведен перечень файлов, которые содержатся в каталоге $Extend.

Файл $0bjld содержит идентификаторы объектов для файлов и каталогов. Идентификаторы объектов используются для отслеживания файлов и каталогов при их перемещении. Дополнительная информация по этой теме приводится в разделе 6.5.15.

Файл $Quota используется для хранения информации о квотах для тех томов, где квотирование включено: Отслеживание квот рассматривается в разделе 6.5.9.

Файл $UsnJrnl содержит информацию, которая относится к изменениям в файлах и каталогах. Дополнительная информация по этой теме приводится в разделе 6.5.13.

Файл $Reparse содержит информацию обо всех файлах и каталогах, с которыми связан тег точки повторной обработки. Точки повторной обработки (reparse points) представляют собой механизм реализации символьных ссылок. Эта тема рассматривается в разделе 6.5.22.

Файловая система NTFS работает с целым числом дисковых секторов как с минимальным единичным блоком данных. Такой блок называется кластером. Размер кластера определяется при форматировании тома. Разные тома могут иметь различные размеры кластеров. Для читателей, знакомых с UNIX, можно отметить, что термин кластер в Windows аналогичен термину размер блока файловой системы в UNIX. Файловая система вычисляет размер кластера, принимая во внимание размер диска и тип используемой файловой системы. Кластер может иметь размер в диапазоне 1–64 Кбайт. Размер кластера задается при форматировании тома в виде параметра команды format или параметра утилиты управления дисками с графическим интерфейсом. Очевидно, что большой размер кластера приводит к потерям дискового пространства; например, для хранения файла размером 1 Кбайт файловой системе придется выделить кластер размером 64 Кбайт.

К кластерам относится несколько важных параметров NTFS. Первый параметр называется логическим номером кластера (logical cluster number – LCN). Файловая система NTFS делит весь диск на кластеры и назначает каждому кластеру номер, начиная с нуля. Таким образом, первый кластер будет иметь номер 0, второй кластер – номер 1 и т.д. Этот номер и называется LCN. Вторым важным параметром является виртуальный номер кластера (virtual cluster number – VCN), который указывает номер кластера внутри определенного файла. Таким образом, логический номер кластера, равный 25, указывает на 26-й (помните, что нумерация начинается с нуля) кластер тома, а виртуальный номер кластера, равный 25, указывает на 26-й кластер определенного файла.

Виртуальный номер кластера позволяет вычислить местоположение атрибута, например смещения данных внутри файла, а логический номер кластера дает возможность вычислить смещение относительно тома или раздела для определенного блока данных.

Как уже отмечалось, каждый файл и каталог в NTFS имеет собственную запись в главной'таблице файлов. Эта запись иногда упоминается как запись MFT. Каждая запись MFT имеет фиксированный размер, который определяется в момент форматирования диска и находится в диапазоне 1024–4096 байт. В Windows NT 3.51 запись MFT имела размер 4 Кбайт. В Windows NT 4.0 компания Microsoft изменила минимальный размер записи, чтобы он составлял 1 Кбайт или был равен размеру кластера, в зависимости от того, что больше. Это было сделано после проведения анализа, показавшего, что записи MFT чрезмерно занимают дисковое пространство.

Запись MFT содержит стандартный заголовок, после которого идет последовательность атрибутов, сохраняемых в такой форме:

заголовок атрибута;

название атрибута;

данные атрибута.

В качестве примера атрибутов можно указать имя файла, список управления доступом файла и данные файла. В табл. 6.5 приведена информация о разных атрибутах, которые может иметь файл или каталог NTFS.

Таблица 6.5. АтрибутыNTFS

Окончание табл. 6.5

Если данные атрибута имеют небольшой размер, они будут сохранены непосредственно в записи MFT, Такие атрибуты называются резидентными. С другой стороны, если данные слишком велики для хранения в MFT, сохраняется информация о расположении этих данных (номера кластеров, в которых размещены необходимые данные). Такие атрибуты называются нерезидентными. Ничего особенного в этих атрибутах нет, поскольку любой атрибут может быть резидентным или нерезидентным.

На рис. 6.5 представлены данные файлов, сохраненные в виде нерезидентных атрибутов. В этом случае структура данных включает три элемента.

Виртуальный номер кластера (VCN), который указывает расположение кластера относительно начала файла. Например, виртуальный номер кластера, равный 0, указывает, что необходимый кластер является первым кластером атрибута файла.

Логический номер кластера (LCN), который указывает расположение кластера относительно тома или раздела. Например, логический номер кластера, равный 25, указывает, что необходимый кластер является 26-м кластером от начала тома или раздела.

Количество кластеров в определенной «цепочке», т.е. количество кластеров в непрерывной последовательности, выделенных для хранения атрибутов файла.

Рис.6.5. Структура записи MFT

Если цепочка кластеров файла не помещается в одну запись MFT,он сохраняется в дополнительных записях MFT.