解析NTFS底层磁盘结构VIP专享VIP免费

解析NTFS底层结构一、NTFS系统结构NTFS是WindowsNT引入的新型文件系统，如果您是一位熟悉FAT磁盘格式的专业人士，您可能会觉得NTFS系统的思想蹩脚而晦涩，如果您对FAT格式一无所知，那么恭喜您，您会更快的了解这种更有效率的磁盘格式。NTFS的结构复杂，内容繁多，笔者仅对NTFS卷上的底层结构做分析，并提供卷上数据删除的特征状态供大家参考。现在，我们首先来建立了解NTFS需要的基本概念。1.0基本结构及基本概念在NTFS中，文件以簇的形式分配。最小的单位为扇区，N个扇区为一簇。其中，N的值可以通过BPB（引导扇区）读出（以下会详细介绍）。1.0.1卷与簇卷大小（分区大小）每簇的扇区缺省的簇大小小于等于512MB1512字节513MB~1024MB(1GB)21024字节(1KB)1025MB~2048MB(2GB)42048字节(2KB)大于等于2049MB84KB表1卷与簇的关系从上面可以看出，也就是说不管驱动器多大NTFS簇的大小不会超过4KB。1.0.2NTFS的基本数据结构NTFS的数据大体上可分为4个部分（1）Partitionbootsector（引导扇区，又称BPB），此部分为所有磁盘格式都共有，占用一个扇区，但是具体的内容当然各不相同（见表3）。（2）MasterFileTable（主文件列表，MFT），它是对卷上所有文件的记录，每一个文件对应一个记录项，理论上占用该卷12％的空间。（3）Systemfiles（系统文件），NTFS系统一共有16个系统文件，和8个保留文件。（4）Filearea（数据区），留给用户的空间。Partitionbootsector引导扇区MasterFileTable主文件列表Systemfiles系统文件Filearea用户文件区（数据区）表2NTFS的磁盘分配情况1.0.3NTFS中关于目录的说明NTFS中目录也是以文件的形式存在的。因此，每一个目录也可以看作一个文件。如果您熟悉FAT，那么此时您可能会觉得很别扭，因为在FAT中，文件是以目录－文件的树型结构联系起来的。但是，您必须相信的是，NTFS将会提供比搜索树更快的读写方式。1.1引导扇区字节偏移长度（字节）常用值意义0X0030XEB5290JMP指令0X034NTFS文件系统ID0X0B20X0002每扇区字节数0X0D10X08每簇扇区数0X0E20X0000保留扇区0X1030X000000总为00X1320X0000NTFS未使用，为00X1510XF8介质描述0X1610X0000总为00X1820X3F00每磁道扇区数0X1A20XFF00磁头数0X1C40X3F000000隐含扇区0X2040X00000000NTFS未使用，为00X2440X80008000NTFS未使用，为00X2880X4AF57F0000000000扇区总数0X3080X0400000000000000$MFT的逻辑簇号0X3880X54FF070000000000$MFTMirr的逻辑簇号0X4040XF6000000每MFT记录簇数0X4440X0100000每索引簇数0X4880X14A51B74C91B741C卷标0X5040X00000000校验和0X54430略引导代码0X1FE20X55AA签名表3NTFS引导扇区说明1.2MFT（主文件表）MFT是一个对应的数据库，由一系列的文件记录组成。卷中每一个文件都有一个文件记录（对于大型文件还可能有多个记录与之相对应）。主文件表本身也有它自己的文件记录。如果您还不胜了解，那么我们来打个比喻。假设一个班有30个人，老师那里有一本花名册，记录了每个人的名字，年龄，每天出勤的情况和科目成绩等等。把每个人看做每一个文件，那么那本花名册就是这里的MFT。当然，事实往往是复杂而多变的，MFT中包含文件的哪些信息？这些信息又是如何关联的？这些问题，我们会一个个解决。现在首先对MFT做几点必要的说明：（1）实际上，MFT自身也是一个文件，因此，主文件列表的第一个记录就是它自身。所以，刚才的例子其实不太贴切，因为事实上，花名册也是人，那么好吧，我们假设这本花名册在老师的脑子里。这样，您可以知道，既然老师也是人，那么其实老师也是一个文件。（2）MFT的每个记录都有一个编号，这里我们称它为ID号。这个ID从0开始。我们知道MFT自身是NTFS系统的第一个文件，所以文件$MFT的ID号为0。（3）$MFT和其他23个文件一起（共24个），组成所谓的“Metafiles”（元文件，也是之前提到的Systemfiles，系统文件）。这24个文件中，前16（ID为0-15）个文件是固定的，剩下的8个文件为保留文件。我们可以假设，这16个系统文件为此班的任课老师，因为虽然他们也是人，但是属性跟普通的同学不一样，他们管理着整个卷的活动方式，正如老师们管理着整个班级一样。（4）用户的文件...