1 Теоретическая часть

         1.1 Файловая система NTFS

     Файловая  система Windows NT (NTFS) обеспечивает такое  сочетание производительности, надежности и эффективности, которое невозможно предоставить с помощью любой из реализаций FAT (как FAT16, так и FAT32). Основными целями разработки NTFS являлись обеспечение скоростного выполнения стандартных операций над файлами (включая чтение, запись, поиск) и предоставления дополнительных возможностей, включая восстановление поврежденной файловой системы на чрезвычайно больших дисках.

     NTFS обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа  к данным и привилегии владельца,  играющие исключительно важную  роль в обеспечении целостности  жизненно важных конфиденциальных данных. Папки и файлы NTFS могут иметь назначенные им права доступа вне зависимости от того, являются они общими или нет. NTFS единственная файловая система в Windows NT/2000, которая позволяет назначать права доступа к отдельным файлам. Однако, если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT, все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS, будут утрачены.

    Файловая  система NTFS, как и FAT, в качестве фундаментальной  единицы дискового пространства использует кластеры. Кластер - минимальная  единица пользовательских данных, которую могут использовать программы, работающие с жестким диском посредством операционной системы.

      

     Таблица 1. Зависимость размера кластера от размера раздела для NTFS

     В NTFS размер кластера по умолчанию зависит от размера тома.

     Сектор - минимальная единица пользовательских данных, которую могут использовать программы, работающие с жестким  диском напрямую, в обход операционной системы.

     Основную информацию о томе NTFS содержит загрузочный сектор раздела (Partition Boot Sector), который начинается с сектора 0 и может иметь длину до 16 секторов. Он состоит из двух структур:

     а) Блок параметров BIOS. Эта структура содержит информацию о строении тома и структурах файловой системы.

     б) Код, описывающий, как найти и загрузить файлы для любой из установленных на компьютере операционных систем. Для систем Windows NT/2000, установленных на компьютерах х86, этот код вызывает загрузку NTLDR.

     Форматирование тома для NTFS приводит к созданию нескольких системных файлов и главной таблицы файлов (Master File Table, MFT). MFT содержит информацию обо всех файлах и папках, имеющихся на томе NTFS. NTFS это объектно-ориентированная файловая система, которая обрабатывает все файлы как объекты с атрибутами. Практически все объекты, существующие на томе, представляют собой файлы, а все что имеется в файле, представляет собой атрибуты, включая атрибуты данных, атрибуты системы безопасности, атрибуты имени файла. Каждый занятый сектор на томе NTFS принадлежит какому-нибудь файлу. Частью файла являются даже метаданные файловой системы (информация, которая представляет собой описание самой файловой системы).

     В Windows 2000 была введена новая версия NTFS - NTFS 5.0. Новые структуры данных, появившиеся в составе этой реализации, позволяют использовать новые возможности Windows 2000, например, квоты на использование диска для каждого пользователя, шифрование файлов, отслеживание ссылок, точки перехода (junction points), встроенные наборы свойств (native property sets). Кроме того, добавлять дополнительное дисковое пространство к томам NTFS 5.0 можно без перезагрузки. Новые возможности NTFS 5.0 приведены в табл. 2.

     Таблица 2. Дополнительные возможности, обеспечиваемые NTFS 5

 

Окончание таблицы 2

 

     NTFS наилучший выбор для работы с томами большого объема. При этом следует учесть, что если к системе предъявляются повышенные требования (к числу которых относятся обеспечение безопасности и использование эффективного алгоритма сжатия), то часть из них можно реализовать только с помощью NTFS. Поэтому в ряде случаев нужно использовать NTFS даже на небольших томах. 

     1.2 Ограничения файловых систем и вопросы совместимости

     В приведенных ниже таблицах (табл. 3 и 4) собраны данные о совместимости файловых систем NTFS и FAT, а также ограничения, налагаемые на каждую из этих файловых систем.

     Таблица 3. Поддержка файловых систем операционными системами

 

Продолжение таблицы 3

 
 

 

     

     Таблица 4. Ограничения файловых систем

 

     1.3 Новые возможности NTFS 5.0

     В данном разделе последовательно  и подробно рассматриваются особенности стандартной в Windows 2000 файловой системы NTFS версии 5.0. Только эта система позволяет в полной мере использовать все возможности Windows 2000, обеспечивающие безопасность и надежность хранения данных на дисковых накопителях.

     1.4 Разрешения для файлов и папок

     Устанавливая  пользователям определенные разрешения для файлов и каталогов (папок), администраторы системы могут защищать конфиденциальную информацию от несанкционированного доступа. Каждый пользователь должен иметь определенный набор разрешений на доступ к конкретному объекту файловой системы. Кроме того, он может быть владельцем файла или папки, если сам их создает. Администратор может назначить себя владельцем любого объекта файловой системы (файла или папки). Следует, однако, помнить, что обратная передача владения от администратора к пользователю невозможна. Администратор должен зарегистрироваться в системе под именем того пользователя, которому он хочет передать владение файлом или папкой, а затем стать владельцем нужного объекта.

     Разрешения  пользователя на доступ к объектам файловой системы работают по принципу дополнения (аддитивности). Это значит, что действующие разрешения, то есть те разрешения, которые пользователь реально имеет в отношении конкретного каталога или файла, образуются из всех прямых и косвенных разрешений, назначенных пользователю для данного объекта с помощью логической функции ИЛИ. Например, если пользователь имеет прямо назначенное разрешение для каталога на чтение, а косвенно через членство в группе ему дано разрешение на запись, то в результате пользователь сможет читать информацию в файлах каталога и записывать в них данные. Следует все же заметить, что правило сложения разрешений с помощью логического ИЛИ не выполняется, когда пользователь имеет определенное разрешение, а группе, в которую он входит, отказано в этом разрешении (или наоборот). В этом случае отказ в разрешении имеет более высокий приоритет над предоставлением разрешения, т. е. в результате пользователь не будет иметь данного разрешения. Появление возможности отказа пользователю или группе в разрешении для файлов и каталогов сделало ненужным разрешение No Access, применявшееся в Windows NT 4.0. Теперь для отказа пользователю в разрешении на доступ к какому-либо файлу или папке следует включить пользователя в группу, которой отказано в разрешении Полный доступ (Full Control) для данного объекта файловой системы.

     1.5 Квоты дискового пространства

     Администрирование больших компьютерных сетей, где  серверы поддерживают работу сотен пользователей, сопряжено с рядом сложностей. Одна из них — учет дискового пространства сервера, занятого файлами сотрудников компании. Как правило, пользователи, хранящие свои файлы на сервере, мало заботятся об актуальности информации и об уничтожении устаревших или ненужных данных. Множество временных файлов и копий одного и того же файла, находящиеся в различных папках, лишь усугубляют ситуацию. В результате в считанные месяцы даже на больших жестких дисках сервера может не оказаться необходимого для работы свободного пространства.

     Как правило, в больших организациях дерево папок весьма разветвлено, поэтому визуальный контроль расходования дискового пространства пользователями отнимает у администраторов много времени и усилий.

     Подобная  проблема просто решается с помощью введения квот на дисковое пространство, доступное для работы каждому пользователю. В предыдущих версиях операционной системы Windows NT не было штатных возможностей ввести квоту на доступное дисковое пространство, поэтому любой пользователь мог распоряжаться всем пространством жестких дисков сервера. В Windows 2000 администратор может квотировать дисковое пространство по каждому тому и для каждого пользователя.

     Windows 2000 учитывает пространство, занимаемое  файлами, владельцем которых является контролируемый пользователь: если пользователь владеет файлом, размер последнего добавляется к общей сумме занимаемого пользователем дискового пространства. Важно отметить, что, поскольку квотирование выполняется по каждому тому, не имеет значения, находятся ли тома на одном физическом жестком диске или на различных устройствах. После установки квот дискового пространства пользователь сможет хранить на томе ограниченный объем данных, в то время как на этом томе может оставаться свободное пространство. Если пользователь превышает выданную ему квоту, в журнал событий вносится соответствующая запись. Затем, в зависимости от конфигурации системы, пользователь либо сможет записать информацию на том (более мягкий режим), либо ему будет отказано в записи из-за отсутствия свободного пространства.

     1.6 Передача права владения

     В предыдущих версиях Windows NT право владения файлом или папкой являлось характеристикой, жестко привязанной к создателю данного объекта. Пользователь, создавший файл или папку, становился владельцем этого объекта. Право владения не могло быть передано другому пользователю. Единственное исключение составлял администратор, который мог стать владельцем файла или папки. Сам пользователь не мог передать право владения папкой или файлом другому пользователю.