南寧英彬達數據恢復中心,您身邊的數據恢復專家。以下是一些數據恢復知識,希望對各位新老客戶又幫助:
1 Windows FSD(文件系統驅動程序)體系結構
Windows 2000/XP的FSD(File System Driver,文件系統驅動程序)分為本地FSD和遠程FSD。
本地FSD:允許用戶訪問本地計算機上的數據
——本地FSD負責向I/O管理器注冊自己,當開始訪問某個卷時,I/O管理器調用FSD來進行卷識別。
——完成卷識別后,本地FSD創建一個設備對象以表示所裝載的文件系統。
——I/O管理器通過卷參數塊(VPB)在存儲管理器創建的卷設備對象和FSD創建的卷設備對象之間建立連接。此連接將I/O管理器的I/O請求轉交給FSD設備對象。
遠程FSD:允許用戶通過網絡訪問遠程計算機上的數據。
由兩部分組成:客戶端FSD和服務器端FSD。
——客戶端FSD首先接收來自應用程序的I/O請求,并轉換為網絡文件系統協議命令,然后通過網絡發送給服務器端FSD。
——服務器端FSD監聽網絡命令,接收網絡文件系統協議命令并轉交給本地FSD去執行。
FSD與文件系統操作
Windows文件系統的有關操作都是通過FSD完成的:
——顯示文件I/O:應用程序通過I/O接口函數如CreateFile,ReadFile,WriteFile等來訪問文件。
——高速緩存延遲寫:此線程定期對高速緩存中已被修改的頁面進行寫操作。
——高速緩存提前讀:此線程負責提前讀數據。
——內存臟頁寫:此線程定期清洗緩沖區。
——內存缺頁處理
2 Windows 2000/XP支持的文件系統
2.1 CDFS與UDF
CDFS(CDROM File System)即只讀光盤文件系統?,F已被UDF標準取代。
——特點:文件和目錄名長度必須少于32個字符;目錄樹深度不能超過8層。
——Windows 2000/XP通過\Winnt\System32\Drivers\Cdfs.sys實現CDFS的支持。
UDF(Universal Disk Format)即通用磁盤格式。
——特點:文件名可以區分大小寫;文件名可以有255字符長;最長路徑為1023個字符。
——Windows 2000/XP通過\Winnt\System32\Drivers\Udfs.sys實現UDF的支持。
2.2 FAT12、FAT16、FAT32
Windows 2000/XP通過\Winnt\System32\Drivers\Fastfat.sys提供FAT(File Allocation Table,文件分配表)文件系統驅動程序。
FAT12和FAT16
——FAT文件系統用數字來標識磁盤上簇號的位數。FAT12簇標識為12位,FAT16簇標識為16位。
——FAT12是5.25英寸和3.5英寸軟盤的標準格式。
——FAT卷分為幾個區域:引導區、文件分配表(包含一個卷上所有簇的條目,并保留備份)、根目錄(FAT12和FAT16最多只能存放256個文件或目錄)、其他目錄和文件。
——FAT16優點:可以被多種操作系統訪問。缺點:不支持長文件名;不支持系統容錯特性;不支持內部安全特性。
FAT32
——文件分配表簇標識擴充為32位,主要應用于Windows 9x和Windows Me中。
——優點:1)具有強大的尋址能力,能比FAT16更有效的管理磁盤;
2)根目錄下的文件數目不受最多256的限制;
3)引導記錄擴展為包含重要數據結構的備份,因而分區不易受單點的錯誤影響;
4)支持長文件名格式
——缺點:同樣不支持系統容錯特性和內部安全特性。
2.3 NTFS(New Technology File System)
2.3.1 NTFS優點
——支持文件系統數據的可恢復性、安全性、數據冗余和數據容錯;
——具有其他高級特性:多數據流、完全支持Unicode、通用索引機制、動態壞簇重新映射(熱修復)、完全支持POSIX(可移植操作系統接口)、支持文件數據的壓縮、日志記錄、支持用戶磁盤限額、硬鏈接與軟鏈接(硬鏈接允許從多個路徑指向同一文件和目錄,軟鏈接允許重定向一個目錄)、鏈接跟蹤、加密、碎片整理等。
1. NTFS可恢復性支持
NTFS通過日志記錄來實現文件系統的可恢復性。
所有改變文件系統的子操作在磁盤上運行之前,先被記錄在日志文件中。在恢復階段,NTFS根據記錄在日志文件中的文件操作信息,對那些部分完成的事務進行重做或撤銷,以保證磁盤上文件系統的一致性。這種技術稱為“預寫日志記錄”。
2. NTFS壞簇恢復支持
Windows 2000/XP卷管理功能分別通過用于基本磁盤的FtDisk和用于動態磁盤的LDM(Logical Disk Manager)的卷管理工具來實現壞簇的修復。
NTFS在運行時動態收集有關壞簇的資料,并存儲在系統文件中,而在應用程序環境中不必知道壞簇的存在。當扇區發生錯誤時,容錯驅動程序給NTFS發出該扇區是壞的的通知,NTFS將分配一個新簇來取代壞扇區中的簇,并將數據復制到新簇中,NTFS將標記該壞扇區并不再使用它。
3. NTFS安全性支持
NTFS把文件和目錄看成對象和對象的集合,文件和目錄對象都帶有安全描述符,并作為文件的一部分存儲在磁盤上。進程在打開對象句柄前驗證該進程是否具有足夠的權限。
NTFS支持加密文件系統(EFS),以阻止非授權用戶訪問加密文件。
2.3.2 NTFS FSD(文件系統驅動程序)
——I/O管理器將I/O請求送交NTFS FSD執行。
——應用程序通過NTFS FSD創建和存取文件。步驟如下:首先檢查使用權限,看是否合法用戶的請求;然后I/O管理器將文件句柄轉換為文件對象指針;最后NTFS通過文件對象指針來獲得磁盤上的文件。
2.3.3 NTFS磁盤結構
1. 卷
NTFS是以卷為基礎的。卷建立在磁盤分區之上。
分區是磁盤的基本組成部分,是一個能夠被格式化和單獨使用的邏輯單元。當以NTFS格式來格式化磁盤分區時就創建了NTFS卷。
一個磁盤可以有多個卷,一個卷也可以由多個磁盤組成。Windows 2000/XP常使用FAT卷和NTFS卷。
2. 簇
NTFS與FAT一樣,使用簇作為磁盤空間分配和回收的基本單位。即一個文件占用若干個整簇,而最后一簇的剩余空間不再使用。
在內部,NTFS僅引用簇,而不知道磁盤扇區的大小。這樣使NTFS保持了與物理扇區大小的獨立性,能夠為不同大小的磁盤選擇合適的簇。
卷上簇的大?。ǚQ為簇因子)是用戶使用Format命令或其他格式化程序格式化卷時確定的,它隨著卷的大小而不同,但都為物理扇區的整數倍。
簇的定位可使用邏輯簇號(LCN)和虛擬簇號(VCN)
——LCN對卷中所有的簇從頭到尾進行簡單編號。簇因子乘以LCN可獲得卷上的物理字節偏移量,從而得到物理磁盤地址。
——VCN對屬于特定文件的簇從0到m編號,以便引用文件中的數據。VCN不要求在物理上連續,可以映射到卷上任何號碼的LCN。
3. 主控文件表(MFT)
在NTFS中,卷中存放的所有數據,包括用于定位和恢復文件的數據結構、引導程序數據和記錄整個卷的分配狀態的位圖(NTFS元數據),都包含在一個稱為主控文件表(MFT)的文件中。
MFT是NTFS卷結構的核心,是NTFS最重要的系統文件。MFT以文件記錄數組實現,每個文件大小為1KB,卷上每個文件(包括MFT本身)都有一行MFT記錄。
4. 文件引用號
NTFS卷中的文件是通過稱為“文件引用號”的64位值來標識的。
文件引用號由文件號(低48位)和文件順序號(高16位)組成。
——文件號對應文件在MFT中的位置
——順序號隨文件記錄的重用而增加,從而使得NTFS能完成內部的一致性檢查。
5. 文件記錄
NTFS不是將文件僅僅視為一個文本庫或二進制數據,而是將文件作為許多屬性/屬性值的集合來處理。
除數據屬性外,其他文件屬性包括文件名、文件時間標記、文件擁有者等。
6. 文件名
NTFS和FAT路徑中的每個文件名/目錄名長度可達255個字節,可以包含Unicode字符、多個句點和空格。
MS-DOS不能正確識別Win32的文件名,因此NTFS自動生成8字符(加3字符擴展名)以內的MS-DOS文件名。
POSIX子系統需要Windows NT支持的所有應用程序環境中最大的名字空間,因此,NTFS的名字空間等于POSIX的名字空間。POSIX子系統可以創建在Win32和MS-DOS中不可見的名稱。
7. 常駐屬性和非常駐屬性
若文件的屬性值能直接存放在MFT中時,該屬性稱為常駐屬性。
小文件或小目錄的所有屬性均可在MFT中常駐。如果屬性值直接存放在MFT中,則NTFS只需訪問磁盤一次即可獲得數據;而FAT文件系統必須先在FAT表中查找文件,再讀出連續分配的單元,才能找到文件數據。
8. 文件名索引
在NTFS中,文件目錄僅僅是文件名的一個索引。即為了便于快速訪問而用一種特殊的方式組織起來的文件名的集合。
要創建一個目錄,NTFS應對目錄中文件的文件名屬性進行索引。
9. 數據壓縮
NTFS壓縮功能可以對單個文件、整個目錄或卷上的整個目錄樹進行壓縮。NTFS壓縮只能在用戶數據上執行,而不能在文件系統元數據上執行。
Win32中的GetVolumeInformation函數可以判斷一個卷是否已被壓縮; GetCompressedFileSize函數可得到一個文件的實際壓縮大??;DeviceIoControl函數可檢查或改變一個文件或目錄的壓縮設置。
數據壓縮可減少磁盤使用空間,但每次解壓縮需要大量數據運算。如果要拷貝一個壓縮文件,過程是解壓縮、拷貝、重新壓縮拷貝的文件。
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