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6.6实例研究：Windows 2000/XP文件系统 6.6.1 Windows 2000/XP文件系统概述 6.6.2Windows2000/XP文件系统模型和FSD体系结构 6.6.3 NTFS文件系统驱动程序 6.6.4 NTFS在磁盘上的结构 6.6.5 NTFS的实现机制 6.6.6 NTFS可恢复性支持 6.6.7 NTFS安全性支持 6.7.1 Windows 2000/XP文件系统概述 Windows 2000/XP支持传统的FAT12、FAT16 、 FAT32文件系统 Windows 2000/XP支持：只读光盘CDFS、通用磁盘格式UDF、高性能HPFS等文件系统。 Windows NT提供一个全新的文件系统NTFS(New Technology File System) 。 NTFS具有的特性 ?可恢复性： ?安全性： ?文件加密： ?数据冗余和容错： ?大磁盘和大文件： ?数据流： ?通用的索引机制： 6.6.2Windows2000/XP文件系统模型和FSD体系结构 文件系统驱动程序1本地FSD(1)  本地FSD(2)  本地FSD包括：Ntfs.sys，Fastfat.sys，Udfs.sys，CDfs.sys和Raw FSD等。 本地FSD负责向I/O管理器注册自己，当开始访问卷时，I/O管理器将调用FSD来进行卷识别。 ? 本地FSD(3)  本地FSD还创建一个设备对象表示所装载的文件系统。 本地FSD用高速缓存管理器来缓存文件系统数据，它与内存管理器一起实现内存文件映射。 本地FSD还支持文件系统卸载操作。 2. 远程FSD(1) 远程FSD(2) 远程FSD有两部分组成：客户端FSD和服务器端FSD。 前者允许应用程序访问远程文件和目录，客户端FSD接收来自应用程序的I/O请求，转换为网络文件系统协议命令，再通过网络发送给服务器端FSD。 服务器端FSD监听网络命令，接收网络文件系统协议命令，并转交给本地FSD去执行。 3 FSD与文件系统操作(1) FSD的作用(1) FSD与文件系统操作(2)FSD的作用(2) 高速缓存延迟写 高速缓存提前读。 内存脏页写 内存缺页处理。 6.6.3NTFS的实现层次(1) NTFS及其他文件系统如FAT、HPFS、POSIX等都结合在I/O管理器中，采用文件系统驱动程序实现。 文件系统的实现采用OO模型，文件、目录作为对象来管理，文件对象由I/O管理器管理。 用户和系统打开文件表现为每个进程一个进程对象表及其所指向的具体文件对象。 NTFS的实现层次(2)NTFS及其相关组件(1) NTFS数据结构 6.6.4 NTFS在磁盘上的结构(1) NTFS卷中存放的所有数据都包含在一个NTFS元数据文件中，包括定位和恢复文件的数据结构、引导程序数据和记录整个卷分配状态的位图。 物理磁盘可以组织成一个或多个卷。卷与磁盘逻辑分区有关，由一个或多个簇组成，随着NTFS格式化磁盘或磁盘的一部分而创建，其中镜像卷和容错卷可能跨越多个磁盘。 NTFS在磁盘上的结构(2) ?NTFS的基本分配单位是簇，它包含整数个物理扇区；而扇区是磁盘中最小的物理存储单位。 ?扇区通常存放512个字节，但NTFS并不认识扇区。 ?簇的大小可由格式化命令或格式化程序按磁盘容量和应用需求来确定，可以为512B、1KB、2KB、…、最大可达64KB 。 NTFS在磁盘上的结构(3) ?NTFS使用逻辑簇号LCN和虚拟簇号VLN来定位簇。 ?LCN是对整个卷中的所有簇从头到尾进行编号； ?VCN则对特定文件的簇从头到尾进行编号，以方便引用文件中的数据。 ?簇的大小乘以LCN，就可以算出卷上的物理字节偏移量，得到物理盘块地址。VCN可以映射成LCN，不要求物理上连续。 主控文件表MFT(1) MFT是NTFS卷结构的中心。使用文件记录数组来实现。NTFS忽略簇的大小，每个文件记录的大小被固定为1KB。 当NTFS首次访问某个卷时，必须“装配”该卷，会查看引导文件，找到MFT的物理磁盘地址。MFT自己的文件记录是表中的第一项；第二个文件记录指向位于磁盘中间的称作“MFT镜像”的文件，该文件包含有MFT前面几行的副本。 主控文件表MFT(2)MFT中NTFS元数据文件的文件记录 主控文件表MFT(3) NTFS把卷的分配状态记录在位图文件(bitmap file)中，它们中的每一位代表卷中的一簇，标识该簇是空闲的还是已被分配给了一个文件。 NTFS和FAT文件系统的文件名长度在255个字符以内。文件名可以包括Unicode字符、空格