Драйверы файловой системы

В архитектуре ввода-вывода Windows NT управление драйверами файловой системы осуществляет диспетчер ввода-вывода. Windows NT допускает исполь­зование множества файловых систем, включая существующие файловые системы типа FAT. Для обеспечения совместимости снизу вверх с опе­рационными системами MS-DOS, Windows З.х и OS/2, Windows NT под­держивает файловые системы FAT и HPFS.

Редиректоры и серверы функционируют как драйверы файловой системы и вы­полняются на уровне интерфейса поставщика или ниже, где находятся NetBIOS и Windows-сокет.

Драйверы транспортного протокола общаются с редиректорами и серве­рами через уровень, называемый интерфейсом транспортного драйвера (TDI — Transport Driver Interface). Windows NT включает следующие транспортные средства:

• Протокол управления передачей/межсетевой протокол TCP/IP, который обеспечивает возможность работы с широким диапазоном существующих сетей.

• NBF, потомок расширенного интерфейса пользователя NetBIOS (NetBEUI), который обеспечивает совместимость с существующими локальными вычислительными сетями на базе LAN Manager, LAN Server и MS-Net.

• Управление передачей данных (DLC — Data Link Control), которое обес­печивает интерфейс дня доступа к мэйнфреймам и подключенным к сети принтерам,

• NWLink, реализация IPX/SPX, обеспечивающая связь с Novell NetWare.

В нижней части сетевой архитектуры находится драйвер платы сетевого адап­тера. Windows NT в настоящее время поддерживает драйверы устройств, вы­полненные и соответствии со спецификацией NDIS (Network Device Interface Specilication) версии 3.0. NDIS предоставляет гибкую среду обмена данными между транспортными протоколами и сетевыми адаптерами. NDIS 3.0 позво­ляет отдельному компьютеру иметь несколько установленных в нем плат се­тевого адаптера. В свою очередь, каждая плата сетевого адаптера может под­держивать несколько транспортных протоколов для доступа к различным типам сетевых станций.

3.2 Файловая система NTFS

NTFS обеспечивает комбинацию эффективности, надежности и совместимости, отсутствующую в FAT или HPFS. Она разработана дня быстрого выполнения стандартных файловых операций типа чтения, записи и поиска, а также улуч­шенных операций типа восстановления файловой системы на очень больших жестких дисках.

NTFS также включает возможности безопасности, требуемые для файловых серверов и высококачественных персональных компьютеров в корпоративной среде. NTFS поддерживает управление доступом к данным и привилегии вла­дельца, что является важным для целостности корпоративных данных. В то время как каталогам, разделяемым при помощи Windows NT Server, назнача­ются специфические разрешения, файлам и каталогам NTFS могут назначаться разрешения вне зависимости, разделены они иди нет. NTFS - единственная файловая система в Windows NT, которая позволяет назначить разрешения для отдельных файлов.

NTFS является простой, но очень мощной разработкой. Для этой перспективной файловой системы вся информация на томе NTFS является файлом им часшо файла. Каждый распределенный на томе NTFS сектор принадлежит некоторому файлу. Даже метаданные (metadata) файловой системы (информация, которая описывает непосредственно файловую систему) являются частью файла.

Эта основанная на атрибутах файловая система поддерживает объектно-ориентированные приложения, обрабатывая все файлы как объекты, которые имеют определяемые пользователем и системой атрибуты.

Главная файловая таблица

Каждый файл на томе NTFS представлен записью в специальном файле, на­зываемом главной файловой таблицей (MFA — master file table). NTFS резервирует первые 16 записей таблицы для специальной информации. Первая запись этой таблицы описывает непосредственно главную файловую таблицу; за ней следует зеркальная запись (mirror record) MFT. Если первая запись MFT разрушена, то NTFS читает вторую запись для отыскания зеркального фата MFT, первая запись которого идентична первой записи MFT. Место­положения сегментов данных MFT и зеркального файла MFT записаны в секторе начальной загрузки. Дубликат сектора начальной загрузки находится в логическом центре диска.

Третья запись MFT — файл регистрации (log file); используется для восста­новления файлов. Файл регистрации подробно описан в настоящей главе ниже. Семнадцатая и последующие записи главной файловой таблицы используются собственно файлами и каталогами (также рассматриваются как файлы NTFS) на томе.

Главная файловая таблица отводит определенное количество пространства для каждой записи файла. Атрибуты файла записываются в распределенное прос­транство MFT. Небольшие файлы и каталоги (обычно до 1500 байт или меньше) могут полностью содержаться внутри записи главной файловой таблицы.

Подобный подход обеспечивает очень быстрый доступ к файлам. Рассмотрим, например, файловую систему FAT, которая использует таблицу размещения файлов, в которой перечисляются имена и адрес каждого файла. Элементы каталога FAT содержат индекс в таблице размещения файла. В случае если необходимо просмотреть содержимое файла, FAT сначала читает таблицу раз­мещения файлов и убеждается в существовании файла. Далее FAT восста­навливает файл, ища цепочку распределенных блоков, относящихся к этому файлу. В NTFS поиск файла производится только для непосредственного его использования.

Записи каталога помещены внутри главной файловой таблицы так же, как записи файла. Вместо данных каталоги содержат индексную информацию. Небольшие записи каталогов находятся полностью внутри структуры MFT. Большие каталоги организованы в B-tree, имея записи с указателями на внешние кластеры, содержащие элементы каталога, которые не могли быть записаны внутри структуры MFT.

Атрибуты файла NTFS

NTFS просматривает каждый файл (или каталог) как набор атрибутов файла. Такие элемента, как имя файла, информация защиты и даже данные - все это атрибуты файла. Каждый атрибут идентифицирован кодом типа атрибута и, необязательно, именем атрибута.

Если атрибуты файла могут находится внутри записи файла MFT, они назы­ваются резидентными (resident) атрибутами. Например, информация типа имени файла и отметки времени всегда включается в запись файла MFT. Если файл слишком большой, чтобы содержать все атрибуты в записи фата MFT, часть атрибутов является нерезидентной (nonresident). Нерезидентные атрибуты занимают один или несколько пробегов (run) дискового пространства в другом месте тома (пробег дискового пространства — неприрывная линейная область на диске).

Вообще, все атрибуты могут быть вызваны как поток байтов независимо от того, являются ли они резидентными или нерезидентными.

Длинные и короткие имена файлов

Подобно HPFS, NTFS поддерживает имена файла до 255 символов. Имена файла N'I'FS используют набор символов Unicode с 16 битами; однако вопрос доступа из MS-DOS решен. NTFS автоматически генерирует поддерживаемое MS-DOS имя (восемь плюс три символа) для каждого файла. Таким образом, файлы NTFS могут использоваться через сеть операционными системами MS-DOS и OS/2. Это особенно важно для файловых серверов организации, которая использует персональные компьютеры с двумя или всеми тремя этими опе­рационными системами.