Dysk od nowa opisany

Użytkownicy komputerów mieli nadzieję, że Windows 2000 będzie produktem bardziej stabilnym i znacznie wydajniejszym niż starsze wydania "Okien". Zapewne zastanawiali się też, jak zaprezentuje się nowy natywny system plików - NTFS 5. Wszyscy, którzy oczekiwali, że będzie on bardziej funkcjonalny niż ten znany z Windows NT, nie powinni czuć się zawiedzeni. I chociaż podczas instalacji […]

Użytkownicy komputerów mieli nadzieję, że Windows 2000 będzie produktem bardziej stabilnym i znacznie wydajniejszym niż starsze wydania „Okien”. Zapewne zastanawiali się też, jak zaprezentuje się nowy natywny system plików – NTFS 5.

Wszyscy, którzy oczekiwali, że będzie on bardziej funkcjonalny niż ten znany z Windows NT, nie powinni czuć się zawiedzeni. I chociaż podczas instalacji Windows 2000 możemy zdecydować, że dyski komputera będą zarządzane metodą „tradycyjną” (czyli formatując „twardziela”, wybierzemy system FAT 32), warto zastanowić się, czy nie skorzystać jednak z najnowszej wersji NTFS. Są po temu trzy powody. Po pierwsze, nowe wydanie NTFS-a oferuje użytkownikowi komputera funkcje niedostępne nie tylko w systemie plików Windows 95/98, ale i w Windows NT. Po drugie, natywny system plików Windows 2000 pozwala na obsługę dysków o pojemności do 2 TB (w porównaniu z maksymalnie trzydziestodwugigabajtowymi „twardzielami” obsługiwanymi przez FAT 32). I wreszcie, po trzecie: w takiej sytuacji zawsze będziemy mieli dostęp do dowolnego dysku z partycjami FAT 16/32.

Zbiory i wpisy

Podczas formatowania dysku zostaje utworzony „strategiczny” obszar niezbędny do zarządzania danymi. Jest on podzielony na 16 rekordów (patrz: rysunek niżej). Najważniejszym z nich jest tzw. Master File Table. Zawiera on informacje o tym, w którym miejscu na dysku znajdują się poszczególne pliki i foldery. Bezpośrednio w Master File Table zapisywane są ponadto małe zbiory i katalogi. Aby zabezpieczyć się przed skutkami ewentualnej awarii MFT, projektanci systemu zdublowali ten rekord. „Główną” tablicę Master File Table i jej duplikat umieszczono na początku dysku.

Następnym rekordem jest tzw. plik logu operacji dyskowych (log file). Przechowywane są w nim informacje o wszystkich operacjach wykonywanych na plikach i katalogach (kopiowaniu i kasowaniu zbiorów, przesuwaniu folderów itp.). Dzięki tym danym możliwe jest zrealizowanie mechanizmu journalingu (pisaliśmy o nim w CHIP-ie 10/99, s. 182, podczas omawiania systemu plików BeOS-a).

W systemie NTFS informacje o położeniu plików na dysku zapisywane są w Master File Table. Przechowywane są w niej także pliki i foldery o małych rozmiarach. W przypadku większych zbiorów i katalogów MFT zawiera tylko „odsyłacze” do danych. W pierwszej części pliku znajduje się lista należących do niego klastrów.

W kolejnych rekordach znajdziemy także numer seryjny dysku twardego i nadaną mu etykietę, definicje atrybutów plików oraz katalog główny (root folder). System NTFS prowadzi ponadto ewidencję wszystkich uszkodzonych klastrów oraz przechowuje listę tych jednostek alokacji, które zostały już zajęte przez zbiory i katalogi. Osobne rekordy przeznaczono dla informacji o prawach dostępu do plików. Znajdziemy poza tym dane dodatkowe – na przykład dotyczące ograniczeń udostępnianego użytkownikom obszaru dysku i tablicę znaków pomocną podczas kodowania nazw zbiorów w systemie Unicode.

Jak już wspomniano, małe pliki i katalogi zapisywane są bezpośrednio w Master File Table. Termin „małe” oznacza zbiory o rozmiarze nie przekraczającym 1500 bajtów. Taki plik składa się tylko z czterech sekcji. Pierwsza zawiera tzw. informację standardową (

Standard Information — datę utworzenia/modyfikacji, liczbę skrótów do zbioru, dodatkowe atrybuty, określające np., czy mamy do czynienia ze „zwykłym” plikiem czy z katalogiem itp.). W drugiej części przechowywana jest nazwa pliku; w trzeciej – opis praw dostępu do niego. Ostatnia sekcja zawiera „właściwe” dane.

Nieco inaczej skonstruowany jest plik nie mieszczący się w Master File Table. Najczęściej ze względu na fragmentację dysku taki zbiór nie składa się z jednego ciągu klastrów. Stąd też pierwszy jego rekord poza informacją standardową, nazwą i opisem praw dostępu nie zawiera ciągu bitów składających się na „wnętrze” zbioru, lecz listę klastrów, w których zapisano pozostałe części pliku czy folderu.

Czego jeszcze nie było?

Nieznaną dotąd opcją, udostępnianą przez najnowsze wydanie NTFS-a, jest funkcja „zagęszczania” plików. Chodzi o to, że czasem mamy do czynienia z sytuacją, w której wśród kombinacji bitów składających się na zawartość zbioru można znaleźć bardzo długie ciągi zer. Projektanci systemu uznali, że takie „puste” informacje zajmują tylko niepotrzebnie miejsce na dysku. W związku z tym opracowano oryginalną technikę kompresowania tzw. „rzadkich” plików (sparse files). Polega ona na nadawaniu zbiorowi specjalnych atrybutów – dzięki nim można zorientować się, w którym miejscu zaczynają się ciągi zer i jaka jest długość owych sekwencji. „Rozrzedzony” plik jest zapisywany na dysku w postaci „zagęszczonej” – bez ciągów bitów o wartości zero. Jeżeli zachodzi potrzeba odczytania takiego zbioru, najpierw sprawdzane są jego atrybuty i rozpoznawane miejsca, z których usunięto „puste” sekwencje. Następnie automatycznie uzupełnia się dane ciągami usuniętych wcześniej „zerowych” bitów.

Zabezpieczanie plików i folderów w Windows 2000 jest możliwe dzięki funkcji szyfrowania danych.

Kolejną nowinką jest coś, co znają doskonale użytkownicy systemów uniksowych. Mowa o montowaniu dysków komputera bez konieczności przydzielania każdemu napędowi osobnej litery nazwy i własnego drzewa folderów rozpoczynającego się od katalogu głównego. Wszystkim, którzy nie mieli dotąd kontaktu z żadną odmianą Uniksa, wyjaśniamy, że w tym systemie funkcjonuje tylko jeden dyskowy katalog główny; do jego podkatalogów podłącza się kolejne woluminy, które nie są widziane przez użytkowników jako kolejne urządzenia, lecz stanowią tylko rozgałęzienia systemu plików. Obecnie z takiej samej opcji skorzystają użytkownicy Windows 2000. Może to okazać się przydatne na przykład w sytuacji, w której na stosunkowo małym dysku lokalnym C: przechowywane są duże pliki dokumentów. Jeżeli komputer jest podłączony do sieci, można zamontować w wybranym katalogu dysk serwera plikowego i właśnie na nim składować wszystkie dane. Co istotne, podłączony dysk wcale nie musi zawierać partycji NTFS. Wystarczy jedynie, aby NTFS potrafił obsługiwać system plików sieciowego „twardziela”. Ten ostatni może zatem pracować choćby z FAT 16/32 albo – dzięki standardowemu sterownikowi dostępnemu w Windows 2000 – z novellowskim NetWare File Systemem.

Nie rozpychać się, nie podglądać

W odróżnieniu od Windows NT najnowsze „Okna” udostępniają mechanizm tzw. Quoty dyskowej, czyli możliwość przydzielania każdemu użytkownikowi do wykorzystania określonego miejsca na dysku. Przy tym administratorowi systemu wolno potraktować osoby pracujące z komputerem „niedemokratycznie” i dla każdej z nich zdefiniować indywidualne uprawnienia do zajmowania przestrzeni dyskowej. Sam fakt przekroczenia limitu określonej liczby megabajtów może być odnotowywany w dzienniku (logu). System potrafi także poinformować o tym, że konkretni użytkownicy są już bliscy zajęcia całego przydzielonego im miejsca na dysku.

Podczas zapisywania tzw. „rzadkich” plików (sparse files) pomijane są długie ciągi bitów o wartości zero. Gdy zachodzi potrzeba odczytu tak skompresowanego zbioru, automatycznie uzupełniane są sekwencje „zerowych” danych.

Jeżeli zachodzi taka potrzeba, można skorzystać z funkcji szyfrowania plików i folderów. Dane są zabezpieczane z wykorzystaniem pary kluczy – publicznego i prywatnego. Ten ostatni jest przechowywany na dysku komputera i odczytywany po zalogowaniu się w systemie określonego użytkownika. Dostęp do wszystkich – także zakodowanych – zbiorów i folderów ma administrator Windows 2000. Przydzielenie mu takich uprawnień zabezpiecza „zwykłych” użytkowników przed bezpowrotną utratą danych w różnych sytuacjach – na przykład w przypadku wystąpienia awarii dysku, na którym przechowywano klucze prywatne.

Wszystko będzie zapisane

Nietrudno popaść w irytację, gdy zmieniają się nazwy plików, do których wcześniej utworzono skróty albo po przesunięciu takich zbiorów na inne dyski. I to już wtedy, gdy chodzi o dane umieszczone na lokalnych „twardzielach”. A jeszcze bardziej kłopotliwe bywa „ożywianie” skrótów do plików, które znajdowały się na dyskach sieciowych. Ponadto czasami zdarza się przeniesienie plików między komputerami należącymi do tej samej domeny, zmiana nazwy maszyny, na której przechowywano „źródłowy” zbiór itp. W sumie – nieraz bardzo trudno odwołać się do istotnych informacji.

Administrator systemu ustala, jak wiele miejsca na dysku wolno zająć poszczególnym użytkownikom Windows 2000.

Zaimplementowany w Windows 2000 system NTFS pozwala ustrzec się przed opisanymi tu zdarzeniami. Udostępnia on bowiem mechanizm śledzenia skrótów do plików (Distributed Link Tracking). Jak już wspomnieliśmy, na początku każdego zbioru znajduje się informacja o utworzonych do niego skrótach. Każda operacja kopiowania, kasowania i przesuwania plików nie sprowadza się tylko do umieszczenia na dysku duplikatu zbioru albo usuwania go. Uaktualniane są także wszystkie odwołania do danych. Stąd też nie należy obawiać się zerwania więzi między zbiorem a skrótem do niego.

Pro i kontra

Opisane funkcje oferowane przez system plików Windows 2000 są niedostępne w FAT 16/32. Nowe opcje (szyfrowanie plików, Quota, kompresowanie „rzadkich” zbiorów, podłączanie woluminów do katalogu i śledzenie skrótów) to nowinki nie obsługiwane przez Windows NT. Czy zatem bezwarunkowo można polecić to wydanie NTFS-a? Jego bezdyskusyjne zalety to journaling, możliwość obsługi FAT 16/32 i starszego NTFS-a. Warto także pamiętać o efektywnym wykorzystywaniu dysku – w zależności od potrzeb NTFS tworzy klastry o rozmiarach od 512 bajtów do 64 KB.

W Windows 2000 do dowolnego foldera można podłączyć sieciowe dyski twarde.

Jednak nowy system plików ma również pewne wady. W środowisku sieciowym dostępu do dysku pracującego pod kontrolą natywnego systemu plików Windows 2000 w ogóle nie uzyskają maszyny, na których zainstalowano Windows 9x, a komputery z Windows NT nie skorzystają z nowych funkcji. Poza tym na małych dyskach NTFS raczej się nie sprawdzi. Gdy będziemy zapisywali sporo niewielkich plików, może się okazać, że dostęp do danych trwa dłużej niż na partycjach FAT 16/32.

Info
Grupy dyskusyjne
Pytania i uwagi do artykułu:
#
Pytania techniczne:
#
Internet:
System NTFS
http://www.microsoft.com/technet/deploy/fat.asp
http://www.microsoft.com/windows2000/guide/ server/features/fileprint.asp
0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.