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解读NTFS
2007-01-31   网络

NTFS是一个比FAT复杂的多的文件系统,我们一起努力来把它完整的解读出来

NTFS的引导扇区也是完成引导和定义分区参数,和FAT分区不同,FAT分区的BOOT记录正常,就显示分区没有错误,即使文件不正确,而NTFS分区的BOOT不是分区的充分条件,它要求必须MFT中的系统记录如$MFT等正常该分区才能正常访问。其BPB参数如下表所示。

字节偏移 长度 常用值 意义
0x0B 0x0002 每扇区字节数
0x0D 字节 0x08 每簇扇区数
0x0E 0x0000 保留扇区
0x10 3
字节 0x000000 总为0
0x13
0x0000 NTFS未使用,为0
0x15 字节 0xF8 介质描述
0x16 0x0000 总为0
0x18 0x3F00 每磁盘扇区数
0x1A 0xFF00 磁头数
0x1C 双字 0x3F000000 隐含扇区
0x20 双字 0x00000000 NTFS未使用,为0
0x28 8字节 0x4AF57F0000000000 扇区总数
0x30 8字节 0x0400000000000000 $MFT的逻辑簇号
0x38 8字节 0x54FF070000000000 $MFTMirr的逻辑簇号
0x40 双字 0xF6000000 MFT记录簇数
0x44 双字 0x01000000 每索引簇数
0x48 8字节 0x14A51B74C91B741C 卷标
0x50 双字 0x00000000 检验和

MFT中的文件记录大小一般是固定的,不管簇的大小是多少,均为1KB。文件记录在MFT文件记录数组中物理上是连续的,且从0开始编号,所以,NTFS是预定义文件系统。MFT仅供系统本身组织、架构文件系统使用,这在NTFS中称为元数据(metadata,是存储在卷上支持文件系统格式管理的数据。它不能被应用程序访问,只能为系统提供服务)。其中最基本的前16个记录是操作系统使用的非常重要的元数据文件。这些元数据文件的名字都以“$”开始,所以是隐藏文件,在Windows 2000/XP中不能使用dir命令(甚至加上/ah参数)像普通文件一样列出。在WINHEX中带有NFI.EXE,用此工具可以显示这些记录与文件的对应关系,下一次再详细解释。

这些元数据文件是系统驱动程序管理卷所必需的,Windows 2000/XP给每个分区赋予一个盘符并不表示该分区包含有Windows 2000/XP可以识别的文件系统格式。如果主文件表损坏,那么该分区在Windows 2000/XP下是无法读取的。为了使该分区能够在Windows 2000/XP下能被识别,就必须首先建立Windows 2000/XP可以识别的文件系统格式即主文件表,这个过程可通过高级格式化该分区来完成。Windows以簇号来定位文件在磁盘上的存储位置,在FAT格式的文件系统中,有关簇号的指针包含在FAT表中,在NTFS中,有关簇号的指针则包含在$MFT$MFTMirr文件中。

NTFS使用逻辑簇号(Logical Cluster NumberLCN)和虚拟簇号(Virtual Cluster NumberVCN)来对簇进行定位。LCN是对整个卷中所有的簇从头到尾所进行的简单编号。用卷因子乘以LCNNTFS就能够得到卷上的物理字节偏移量,从而得到物理磁盘地址。VCN则是对属于特定文件的簇从头到尾进行编号,以便于引用文件中的数据。VCN可以映射成LCN,而不必要求在物理上连续。

NTFS卷上,跟随在BPB后的数据字段形成一个扩展BPB。这些字段中的数据使得 Ntldr能够在启动过程中找到主文件表MFTMaster File Tabl 。在NTFS卷上,MFT并不象在FAT 16卷和FAT 32卷上一样,被放在一个预定义的扇区中。由于这个原因,如果在MTF的正常位置中有坏扇区的话,就可以把MFT移到别的位置。但是,如果该数据被破坏,就找不到MFT的位置,Windows 2000假设该卷没有被格式化。

因此,如果一个ntfs的卷提示未格式化,可能并未破坏MFT,依据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 每簇的扇区 缺省的簇大小
小于等于512MB 1 512字节
513MB~1024MB(1GB) 2 1024字节(1KB)
1025MB~2048MB(2GB) 4 2048字节(2KB)
大于等于2049MB 8 4KB

从上面可以看出,也就是说不管驱动器多大 NTFS 簇的大小不会超过 4KB

NTFS文档:文档属性定义

每个文档属性都由以下部分组成:

一个由该属性的实际值组成的被称为的重要的字节序列,元数据可访问该流。

文件中的每个文件属性都可能会有一个名字:在这种情况下,在命令行方式下可以通过语法文件名:属性名来访问该流(这也是文件名中不能使用的原因)。Windows NT®

使用以下在元数据文件$AttrDef中预定义的文件属性列表(一般会有一个未命名流,为缺省流,未命名流只能有一个,而命名流可以有多个,NTFS支持多流文件):

10 $STANDARD_INFORMATION (标准信息)

20 $ATTRIBUTE_LIST (属性列表)

30 $FILE_NAME (文件名)

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