Файловые системы Windows NT

 

 Загрузочный сектор дискеты загружается ROM BIOS, а при загрузке системы с жесткого диска MBR передает управление загрузочному сектору активного раздела. В обоих случаях загрузочный сектор логического диска получает управление. Он выполняет некоторые проверки и затем пытается прочитать с диска первый системный файл (в DOS/Windows это файл Io.sys). Загрузочный сектор не виден, так как находится вне области хранения файлов логического диска.  
 

     3.1.3. Корневой каталог

     Каталог - это база данных, содержащая информацию о записанных на диске файлах. Каждая запись в ней имеет длину 32 байт, и между записями не должно быть никаких разделителей. В каталоге сохраняется практически вся информация о файле, которой располагает операционная система.

• Имя файла и расширение - восемь символов имени и три символа расширения; точка между именем и расширением файла подразумевается, но не включается в эту запись.
• Байт атрибутов файла, содержащий флаг, который представляет стандартные атрибуты файла.
• Время и дата создания файла или его модификации.
• Размер файла в байтах.
• Ссылка на начальный кластер - номер кластера, с которого начинается файл.

     Информация о расположении файла, т.е. расположении оставшихся кластеров, содержится в FAT.

     Все каталоги имеют одинаковую структуру. Записи в этой базе данных сохраняют  важную информацию о файлах, которая  связана с информацией, хранящейся в FAT, посредством одного из полей записи - номера первого занимаемого файлом кластера на диске. Если бы все файлы на диске не превышали размеров одного кластера, потребности в FAT вообще бы не возникло. В FAT содержится информация о файле, отсутствующая в каталоге, - номера кластеров, в которых расположен весь файл.

     3.1.4. Таблица размещения  файлов

     Таблица размещения файлов (FAT) содержит номера кластеров, в которых расположены файлы на диске. Каждому кластеру в FAT соответствует одно число. Секторы, не содержащие пользовательских данных (файлов), не отражены в FAT. К таким секторам относятся загрузочные секторы, таблицы размещения файлов и секторы корневого каталога.

     В файловой системе FAT дисковое пространство разбивается не на секторы, а на группы секторов, которые называются кластерами (ячейками размещения).

     Кластер содержит один или несколько секторов. Размер кластера определяется при делении  диска на разделы и зависит  от размера создаваемого раздела. Каждый файл использует целое число кластеров. Например, если файл занимает на один байт больше размера кластера, то для его размещения на диске будет выделено два кластера.

     FAT - это электронная таблица, управляющая  распределением дискового пространства. Каждая ячейка этой таблицы  связана с определенным кластером  на диске. Число, содержащееся в этой ячейке, сообщает о том, использован ли данный кластер под какой-либо файл и, если использован, где находится следующий кластер этого файла.

     3.1.5. Область данных

     Область данных диска - это область, следующая  за загрузочным сектором, таблицами размещения файлов и корневым каталогом на любом логическом диске. Эта область контролируется с помощью FAT и корневого каталога и делится на ячейки размещения, называемые кластерами. В этих кластерах и располагаются сохраняемые на диске файлы.

     3.2 Ошибки файловой  системы FAT

     Ошибки  в файловой системе появляются скорее из-за программных, нежели из-за аппаратных сбоев (например, при неверном завершении работы Windows).

     3.2.1. Потерянные кластеры

     Это наиболее распространенная ошибка файловой системы, при которой кластеры в FAT помечаются как используемые, хотя на самом деле таковыми не являются. Эти потерянные кластеры появляются при неверном завершении работы приложения или крахе системы. Программы восстановления диска могут обнаружить эти кластеры и восстановить их.

     Программы восстановления диска просматривают  диск и создают копию FAT в оперативной  памяти. Затем эта копия сравнивается с "настоящей" FAT и таким образом  выявляются потерянные кластеры, т.е. не принадлежащие ни одному из существующих файлов. Практически все программы восстановления могут сохранять информацию из потерянных кластеров в файл, а затем обнулять их.

     Например, программа Chkdsk из цепочек потерянных кластеров создает файлы с  именами FILE0001.CHK, FILE0002.CHK и т.д.

     3.2.2. Пересекающиеся файлы

     Такие файлы появляются, когда две записи каталога неправильно указывают  на один кластер. В результате кластер "содержит" данные из нескольких файлов, что, естественно, недопустимо.

     Чаще  всего один из пересекающихся файлов поврежден. Программы восстановления данных обычно решают проблему пересекающихся файлов следующим образом: файлы копируются с новыми именами в свободное место диска, а пересекающаяся область обоих файлов (и их остальные части) удаляется. Обратите внимание, что удаляются оба файла, т.е. устранение подобной ошибки не порождает новых проблем: например, запись в каталоге указывает на несуществующий файл. Просмотрев два восстановленных файла, можно определить, какой из них поврежден.

     3.2.3. Неверный файл  или каталог

     Иногда информация в записи каталога для файла или подкаталога не соответствует действительности: запись содержит кластер с неверной датой или неправильным форматом. Практически все программы восстановления диска устраняют и эту проблему.

     3.3. VFAT

     VFAT — это расширение FAT, появившееся в Windows 95. В FAT имена файлов имеют формат 8.3 и состоят только из символов кодировки ASCII. В VFAT была добавлена поддержка длинных (до 255 символов) имён файлов (англ. Long File Name, LFN) в кодировке UTF-16LE, при этом LFN хранятся одновременно с именами в формате 8.3, ретроспективно называемыми SFN (англ. Short File Name). LFN нечувствительны к регистру при поиске, однако, в отличие от SFN, которые хранятся в верхнем регистре, LFN сохраняют регистр символов, указанный при создании файла.

 

Файловая  система DFS.

     Distributed File System (DFS) – компонент Microsoft Windows, использующийся для упрощения доступа и управления файлами, физически распределёнными по сети. При её использовании файлы, распределённые по серверам, представляются находящимися в одном месте.

     Файловую  систему DFS рекомендуется использовать в следующих случаях:

• Предполагается добавление файловых серверов или изменение расположения файлов;
• Пользователи обращаются к целевым папкам в пределах одного или нескольких сайтов;
• Большинству пользователей необходим доступ к нескольким целевым папкам;
• Распределение целевых папок позволяет сделать загрузку сервера более эффективной;
• Пользователям требуется непрерывный доступ к целевым папкам;
• В организации есть веб-узлы для внутреннего и внешнего использования.

     Распределенная  файловая система может быть реализована  двумя путями: как распределенная файловая система с изолированным  корнем или как доменная распределенная файловая система.

С помощью  DFS системный администратор может упростить для пользователей доступ к файлам, физически распределенным по сети, а также упростить управление ими. Система DFS дает возможность предоставить пользователям файлы, находящиеся на разных серверах, так как если бы они находились в едином месте. Для доступа к таким файлам пользователям не потребуется указывать их действительное физическое положение.

4.1. Технический обзор распределенной файловой системы

     4.1.1. Корень DFS

     Корень DFS – локальный ресурс, предоставляемый в совместное 
пользование, и применяемый в качестве точки отсчета для всех остальных ресурсов. Любой ресурс, предоставляемый в совместное пользование, может быть включен в пространство имен DFS.

Доступ  к тому DFS осуществляется с помощью универсального соглашения об именах (UNC):

\\Имя_сервера\Имя_ресурса_ОРЗ\путь\файл,

где:

-     Имя_сервера - имя компьютера, являющегося хостом DFS;

- Имя_ресурса_ОРЗ - соответствует любому совместно используемому 
ресурсу, назначенному корнем DFS;

-     путь\файл - любое верное имя файла.

     Можно использовать команду net use для любого места в дереве DFS. 
Это объясняется тем, что на практике DFS перенаправляет обращение 
к имени DFS на реальный совместно используемый ресурс какого-либо 
сервера.

     Совместно используемые ресурсы, составляющие DFS, могут быть любыми из доступных ресурсов для клиента: ресурсы локального хоста, удаленного сервера Windows NT или любого компьютера, к которым осуществляется доступ через специализированное программное обеспечение (Netware, Banyan).

     Доступ  к тому DFS можно также осуществить как по его отказоустойчивому имени, так и по имени домена. Это делается следующим образом:

\\Отказоустойчивое_имя\Имя_ресурса_ОР8\путь\файл 
\\Имя_домена\отказоустойчивое_имя\путь\фаил,

где под  отказоустойчивым именем понимается имя, указанное администратором для DFS-тома в службе каталога.

     4.1.2. Хост тома DFS

     Хост  тома DFS. В сети допустимо множество отдельных томов DFS, 
каждый со своим именем. Любой сервер Windows NT (версии 4.0 и 
выше) может исполнять сервис DFS и являться хостом тома 
DFS. Версия распределенной файловой системы для Windows NT 4.0 
позволяет серверу быть хостом только для одного тома, хотя никаких 
принципиальных ограничений на количество томов не существует. В 
Windows NT 5.0 сервер может быть хостом для нескольких томов DFS.

     Обычно  том DFS состоит из указателей на множество  томов, принадлежащих другим серверам организации. Предположим, например, что 
в крупной проектной организации несколько групп пользователей работают с текстовыми документами. Необходимые им документы располагаются на различных серверах в самых разных ресурсах. С помощью DFS можно объединить все эти ресурсы в один логический том и тем самым значительно облегчить труд упомянутых сотрудников. Рассмотрим три важных примера:

     1) Пост-переходный  переход 

     Имеет, в свою очередь, дочерние переходы. Существует два метода создания таких  переходов: интер-DFS связи и переходы среднего уровня.

• Интер-DFS связи (отдельно стоящий сервер). Возможен переход 
с одного тома DFS на другой. Например, в каждом подразделении могут быть созданы свои тома, отражающие специфические потребности и интересы. Общий том предприятия может включать в себя все индивидуальные тома подразделений. При просмотре такого тома пользователь прозрачно перемещается по ресурсам, не подозревая о том, что реально корень DFS изменяется.

• Переходы среднего уровня - планируемый тип переходов, при 
котором поддерживается неограниченное число иерархических пере- 
ходов, не требующих интер-DFS связей. Все ссылки разрешаются из 
одного корня, что минимизирует число мест возникновения ошибок и 
число ссылок, необходимых для разрешения глубоко вложенных путей.

     2) Альтернативные тома.

     Если  два или более совместно используемых ресурса являются точной копией еще  какого-либо ресурса, то их можно поместить в пространство DFS под одним именем. Предоставить альтернативные тома либо организовать тиражирование - забота администратора. Если тиражирование не применяется, то такие тома можно использовать только для чтения. В DFS возможно не более 32 альтернатив в каждой точке перехода, а вот число точек перехода не ограничено.