NTFS文件系统简介

 
NTFS的引导扇区也位于文件系统的0号扇区,这是它与FAT文件系统在布局 上的唯一相同之处。数据结构如下图,此图为一个硬盘的DBR:
 
NTFS文件系统简介
 
4.1 DBR的作用
    DBR(DOS BOOT RECORD,DOS引导记录),位于柱面0,磁头1,扇区1,即逻辑扇区0。DBR分为两部分:DOS引导程序和BPB(BIOS参数块)。其中DOS引导程序完成DOS系统文件(IO.SYS,MSDOS.SYS)的定位与装载,而BPB用来描述本DOS分区的磁盘信息,BPB位于DBR偏移0BH处,共13字节。 它包含逻辑格式化时使用的参数,可供DOS计算磁盘上的文件分配表,目录区和数据区的起始地址,BPB之后三个字提供物理格式化(低格)时采用的一些参数。引导程序或设备驱动程序根据这些信息将磁盘逻辑地址(DOS扇区号)转换成物理地址(绝对扇区号)。
 
4.2 DBR的数据结构
 
字节偏移(十六进制)
字节数
含义
00-02
3
跳转指令
03-0A
8
OEM名(“明文NTFS”)
0B-0C
2
每扇区字节数
0D
1
每簇扇区数
0E-0F
2
保留扇区数
15
1
介质描述符
18-19
2
每磁道扇区数(不检查此项)
1A-1B
2
每柱面磁头数(不检查此项)
1C-1F
4
隐含扇区数(不检查此项)
24-27
4
总是80008000(不检查此项)
28-2F
8
文件系统扇区总和
30-37
8
MFT起始簇号
38-3F
8
MFT备份的起始簇号
40
1
MFT项大小
41-43
3
未使用
44
1
每个索引的簇数
45-47
3
未使用
48-4F
8
序列号
50-53
4
校验和
54-1FD
426
引导代码
1FE-1FF
2
签名55AA标记

 

    以上引导扇区最为关键的字节数是0B-0C(每扇区字节数) 0B-0C(每扇区字节数) 0D(每簇扇区数)28-2F(文件系统扇区总和) 30-37(MFT起始簇号)38-3F(MFT备份的起始簇号) 40(每MFT项大小)44(每个索引的簇数),但数据发生不可预料的损坏时,可以根据以上信息重建分区表,定位数据区,恢复MFT,重建DBR,这些关键字节码的用处不言而喻。

第五章 主文件表MFT
 
    格式化成NTFS文件系统时,就是在其中建立了一个主文件表MFT,其中包含16个元文件的文件记录。 为了尽可能减少$MFT文件产生碎片的可能性,系统预先为其预先为其预留整个文件系统大约12.5%的空间。只有在用户数据区的空间用尽时,才会临时让出MFT区的部分空间存储数据,但一旦数据区有了足够的空间,就会立即收回原来让出的MFT空间。主文件表MFT由一个个的MFT项组成,每个MFT项实际就是一个文件记录,其中用各种属性记录着该文件或目录的各种信息。每个MFT项实际的大小在引导扇区中进行说明,Microsoft的所有版本都使用1024字节的大小。前部为一个包含几十个字节的具有固定的大小和结构的MFT头,剩余的字节为属性列表,用于存放各种属性。
 
5.1 MFT的基本特点:
Ø        MFT的第一个区域是签名,所有的MFT项都有相同的签名(FILE)。如果在项中发现错误,可能将其改写成“BAAD”的字样。
Ø        MFT项还有一个标志域用以说明该项是一个文件项还是目录项,以及它的分配状态。MFT的分配状态也在一个$BITMAP属性文件中进行描述。
Ø        每个MFT项占用两个扇区,每个扇区的结束两个字节都有一个修正值,这个修正值与MFT项的更新序列号相同,如果发现不同,会认为该MFT项存在错误。
Ø        如果一个文件的属性较多,使用一个MFT项无法容纳下全部的属性,可以使用多个MFT项,第一个项被称为基本文件记录或基本MFT项。
 
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