NTFS (2018)
Download as pptx, pdf0 likes186 views
NTFS (New Technology File System) je file sustav ekskluzivan za Windows operacijske sustave s prvim izdanjem u 1993. godini. Kljune karakteristike ukljuuju strukturu boot sektora, Master File Table (MFT), journaling sustav, sigurnosne opcije kao 邸to su ACL i EFS, te podr邸ku za kvote diska i toke ponovne obrade. Posljednja verzija NTFS-a, 3.1, ukljuuje razne inovacije koje pobolj邸avaju sigurnost i efikasnost pohrane podataka.
NTFS (2018)
- 1. NTFS Tomislav Kaui Fakultet elektrotehnike, raunarstva i informacijskih tehnologija u Osijeku
- 2. Sadr転aj prezentacije Openito NTFS-u Struktura NTFS-a Znaajke NTFS-a
- 3. Openito o NTFS-u New Technology File System Iskljuivo za Windows operacijske sustave temeljene na NT tehnologiji Prva verzija izlazi 1993. godine (Windows NT 3.1) Posljednja verzija 3.1 izlazi 2001. godine
- 4. Verzije NTFS-a v1.0 (1993.) NT 3.1 v1.1 (1995.) NT 3.51 Popisi za kontrolu pristupa (ACL) v1.2 (1996.) NT 4.0 Podr邸ka za sigurnosne deskriptore v3.0 (2000.) 2000 Kvote diska, EFS, prorijeene datoteke, toke ponovne obrade, USN v3.1 (2001.) XP, Vista, 7, 8, 10 Redundantni MFT zapisi, transakcije, promjena veliine particija
- 7. Boot sektor Prvi sektor NTFS particije koji se popunjava Dva bloka: BIOS Parameter Block i Boot Code Volume BPB sadr転i temeljne informacije o samome volumenu Boot Code Volume sadr転i upute za uitavanje OS-a
- 8. MFT Master File Table Mo転e se promatrati kao relacijska baza podataka Maksimalna veliina podataka = veliina kalstera Mo転e pohranjivati male podatke Prvih 16 MFT zapisa sistemske datoteke Atributi: stalni i nestalni (dodatni)
- 9. Atributi MFT-a Naziv atributa Opis atributa Standard Information Sadr転i informacije poput vremenske oznake i broja poveznica. Attribute List Sadr転i lokacije svih dodatnih atributa (koji nisu stali u MFT). File Name Dolazi u kratkom (8 znakova za ime, 3 za ekstenziju) i dugom obliku (do 255 Unicode znakova). Security Descriptor Opisuje tko ima vlasni邸tvo, a tko ima pristup podacima. Data Sadr転i podatke o datoteci. Mo転e biti vi邸e Data atributa. Object ID Jedinstveni indikator na razini volumena kojeg nema svaka datoteka.
- 10. Atributi MFT-a Naziv atributa Opis atributa Logged Utility Stream Podatkovni izvor koji sve operacije zapisuje u $LogFile Reparse Point Slu転i za montirane diskove (engl. mounted drive). Index Root Slu転i za implementaciju mapa i ostale oblike indeksa. Index Allocation Slu転i za implementaciju binarnog stabla za velike mape i oblike indeksa. Bitmap Slu転i za implementaciju binarnog stabla za velike mape i oblike indeksa. Volume Information Sadr転i verziju volumena, koristi ga iskljuivo $Volume Volume Name Sadr転i ime volumena, koristi ga iskljuivo $Volume datoteka.
- 11. Sistemske datoteke Datoteka Naziv Broj MFT zapisa Opis datoteke $Mft Master File Table 0 Sadr転i zapis svih datoteka i mapa u sustavu. $MftMirr MFT mirror 1 Zrcalni zapis prva etiri zapisa MFT-a. Slu転i za oporavak u sluaju gre邸ke sektora. $LogFile Log file 2 Sadr転i informacije za NTFS koje slu転e za br転i oporavak. $Volume Volume 3 Sadr転i informacije o volumenu, poput naziva i verzije. $AttrDef Attribute definitions 4 Definira imena atributa. . Root file name index 5 Korijenska (poetna) mapa. $Bitmap Cluster bitmap 6 Sadr転i informacije o slobodnim i neiskori邸tenim klasterima.
- 12. Sistemske datoteke Datoteka Naziv Broj MFT zapisa Opis datoteke $Boot Boot sector 7 Sadr転i adresu BPB-a (BIOS Parameter slu転i za postavljanje volumena i dodatne ukoliko je volumen bootabilan. $BadClus Bad cluster file 8 Sadr転i lo邸e klastere volumena. $Secure Security file 9 Sadr転i jedinstvene sigurnosne deskriptore za datoteke u volumenu. $Upcase Upcase table 10 Pretvara mala slova u velika slova preko kodiranja. $Extend NTFS extension file 11 Koristi se za razne dodatne znaajke NTFS- udjela diska i identifikatora objekata. -- -- 12-15 Rezervirano za budue verzije.
- 13. Klasteri Temeljna jedinica iskori邸tenosti diska Faktor klastera broj sektora u klasteru Veliina klastera najmanja veliina diska koja se mo転e koristiti za spremanje podataka (zadana veliina: 4KB) LCN Logical Cluster Number VCN Virtual Cluster Number
- 14. LCN i VCN 1234 1235 1236 1237 0 1 2 3 1347 1348 1349 4 5 6 Podaci Podaci 1350 7 Poetni VCN DataFile Name Standard Information Datoteka 1 Poetni LCN Broj klastera 0 4 1234 1347 4 4 Master File Table LCN VCN LCN VCN
- 15. Vremenske oznake Vrijeme izrade Vrijeme pristupa Vrijeme izmjene Vrijeme zadnje izmjene zapisa MFT-a
- 16. Znaajke NTFS-a
- 17. Zapisivanje promjena Journaling File System bilje転i promjene metapodataka Zapis promjena se nalazi u $LogFile sistemskoj datoteci USN Journal (Update Sequence Number) prati promjene datoteka, izvora podataka, mapa, atributa i sigurnosnih postavki
- 18. Meke i vrste poveznice Meka poveznica vrsta poveznica Podaci na disku Datoteka 1 Datoteka 1 (Hard link) Podaci na disku Datoteka 1 Datoteka 1 (Soft link)
- 19. Alternativni protoci podataka (ADS) Alternative Data Streams Jedna datoteka mo転e imati vi邸e protoka podataka Primjena: Windows 2000 sliice Problem zbog zloupotrebe
- 20. Sa転imanje datoteka LZNT1 algoritam sa転eta rije referencira na podatke koji nisu cjelovito sadr転ani u nesa転etom meuspremniku Sa転eta rije se obrauje kopirajui podatke od poetka do kraja ciljanog dijela nesa転etog meuspremnika Sa転ima se po 16 klastera Sa転imanje je izvedivo samo ako je veliina klastera do 4KB
- 21. Prorijeene datoteke (sparse files) Datoteke koje sadr転e prazne dijelove (podruja ispunjena nulama) NTFS mo転e alocirati one podatke koji nisu prazni pomou atributa Znaajni dijelovi Prazni dijelovi 100MB 20MB
- 22. Sigurnosno kopiranje (kopije u sjeni) VSS (Volume Shadow Copy) omoguava uvanje prethodnih verzija datoteka i mapa u NTFS Snimka verzije je read-only Zadane postavke: snimke diska su privremene i bri邸u se prilikom ponovnog pokretanja
- 23. Transakcije Transakcija nedjeljiva skupina operacija na podacima koja e se u potpunosti izvr邸iti ili se nee izvr邸iti uope Transakcijski NTFS (Transactional NTFS, TxF) Upravitelj transakcijama datoteka (Transctional File Manager) nasljednik TxF-a
- 24. Sigurnost ACL (Access Control List) DACL i SACL Osnovne i dodatne dozvole Naslijeene i eksplicitne dozvole Logika vrijednost: allow/deny Eksplicitne dozvole > naslijeene dozvole
- 25. Osnovne dozvole Dozvola Opis dozvole Potpuna kontrola Korisnik mo転e ureivati, dodavati, pomicati i brisati datoteke, njihova svojstva i direktorije. Takoer mo転e promijeniti dozvole. Izmjeni Korisnik mo転e pregledavati, ureivati, brisati i dodavati datoteke i njihova svojstva. itanje i izvr邸avanje Korisnik mo転e pokretati programske datoteke. itanje Korisnik mo転e pregledavati datoteke i svojstva datoteke. Pisanje Korisnik mo転e pisati u datoteke.
- 26. Dodatne dozvole Dozvola Opis dozvole Proputovanje kroz mapu/Izvr邸avanje datoteke Korisnik mo転e ii po poddirektorijima kako bi dohvatio druge datoteke i direktorije. Izlistaj mapu/Proitaj podatke Korisnik mo転e vidjeti listu sadr転aja direktorija i datoteka. itanje atributa Korisnik mo転e vidjeti atribute datoteke ili direktorija. itanje pro邸irenih atributa Korisnik mo転e vidjeti pro邸irene atribute datoteke ili direktorija. Brisanje Korisnik mo転e obrisati datoteku ili direktorij. itanje dopu邸tenja Korisnik mo転e itati dopu邸tenja koja korisnici imaju za datoteke ili direktorije. Promjena dopu邸tenja Korisnik mo転e promijeniti dopu邸tenja koja korisnici imaju za datoteke ili direktorije. Preuzimanje vlasni邸tva Korisnik mo転e preuzeti vlasni邸tvo nad datotekom ili direktorijem.
- 27. Enkripcija podataka (EFS) Encrypting File System Enkripcija na razini datotenog sustava Koristi se simetrini privatni klju koji je potreban za dekrpiciju Privatni klju se ve転e za korisnika ili grupu U sluaju gubitka kljua, agent za oporavak ili arhivirani klju mogu dekriptirati podatke
- 28. Kvote diska Omoguava da nijedan korisnik ne zauzme cijelu particiju diska Upravljaju i prate uporabu diska zasebno za svakog korisnika Prilikom prekoraenja obavje邸tava se administrator Mogue je uskratiti prostor korisnicima na disku koji su prema邸ili kvotu
- 29. Toke ponovne obrade (reparse points) Objekt NTFS-a koji omoguuje pro邸irivanje sustava pomou oznaka ponovne obrade Simboline poveznice (symlinks), vori邸ta direktorija i toke montiranja volumena
- 31. Sa転etak NTFS je akronim od New Technology File System Iskljuivo za Windows operacijske sustave Struktura: B-stabla, boot sektor, MFT, sistemske datoteke, klasteri Posljednja verzija: 3.1 Znaajke: zapisivanje promjena, vrste poveznice, ADS, sa転imanje datoteka, sparse files, sigurnosno kopiranje, transakcije, sigurnost, EFS, kvote diska, reparse points, promjena veliine particije
Editor's Notes
- #7: NTFS koristi B-stabla za indeksiranje podataka sistemskih datoteka 邸to omoguava br転u pretragu podataka u veini sluajeva. Svaki NTFS u sebi ima boot sektor i MFT (Master File Table). Nakon toga slijede ostale sistemske datoteke i podruje gdje se pohranjuju podaci.
- #9: MFT se mo転e promatrati kao relacijsku bazu podataka. Svaki put kada izradimo novu datoteku/direktorij, u MFT se unose vrijednosti atributa. Maksimalna veliina podataka koja se pohranjuje u MFT jednaka je veliini klastera. Ukoliko je datoteka koja se sprema u MFT izuzetno mala (512 bajtova i manje), ona se sprema direktno u MFT kako se ne bi nepotrebno zauzimao prostor na disku.
- #14: Klaster je temeljna jedinica iskori邸tenosti diska. Broj sektora u klasteru odreen je faktorom klastera koji se izra転ava u bajtovima i potencija je broja 2. Faktor klastera odreuje se prilikom formatiranja. Svaki klaster razlikuje se od drugog po LCN-u (Logical Cluster Number). LCN se dodjeljuje sekvencijalno poev邸i od nule (klaster s LCN 0 je boot sektor). Odreeni klaster mo転emo pronai i preko VCN-a (Virtual Cluster Number) koji se takoer sekvencijalno dodjeljuje klasterima, no za razliku od LCN-a, dodjeljuje se od poetka do kraja datoteke.
- #16: Vrijeme izrade predstavlja vremensku oznaku kada je datoteka izraena na disku. Vrijeme pristupa predstavlja vremensku oznaku posljednjeg pristupa podatku. Pristup mo転e biti pomicanje, otvaranje, skeniranje antivirusnog programa i sl. Vrijeme izmjene predstavlja vremensku oznaku kada je do邸lo do izmjene podataka u datoteci. Vrijeme zadnje izmjene zapisa MFT-a predstavlja vremensku oznaku kada je MFT zapis podatka zadnji put izmijenjen. Ovo je jedina vremenska oznaka koja se ne mo転e jednostavno prikazati preko programa Windows Explorer, no mo転e se doi do nje koristei posebne alate.
- #18: NTFS je tzv. journaling datoteni sustav, odnosno sustav koji sprema promjene metapodataka. U ovom datotenom sustavu zapis se nalazi u $LogFile datoteci. USN Journal je znaajka NTFS-a koja se nalazi unutar $Extend zapisa, a slu転i za zapisivanje promjena koje se dogaaju u volumenu.
- #19: Postoje dvije vrste poveznica: meke i vrste. Meka poveznica je pokaziva koji referira na sadr転aj datoteke, dok je vrsta poveznica datoteka koja od polazne uzima vrijednosti atributa, sadr転aj i ostalo. Glavna razlika izmeu meke i vrste poveznice je u tome 邸to prilikom brisanja polazne datoteke meka poveznica gubi svrhu (pokaziva ne referencira na podatke datoteke), dok kod vrste poveznice se ne dogaa ni邸ta obzirom da su podaci odvojeni. Operacijski sustav Windows koristi vrste poveznice kako bi podr転ao programe koji rade samo s 8.3 zapisom imena datoteke. NTFS mo転e podr転ati 1024 tvrde poveznice po datoteci, a sve tvrde poveznice moraju se nalaziti na istom volumenu kao i datoteka jer svaki volumen ima svoju MFT.
- #20: Alternativni protoci podataka (Alternative Data Streams, ADS) omoguavaju da se uz datoteku mogu povezati vi邸e protoka podataka. Primjerice, operacijski sustav Windows 2000 koristi ADS kako bi uz slikovnu datoteku vezao sliicu (engl. thumbnail). Osim 邸to je znaajka, ADS je postao i problem jer se pomou njega mogu napisati skriveni podaci, ukljuujui i 邸tetne programe. Primjerice, za tekstualnu datoteku znamo da je primarni protok podataka obzirom da datoteka sadr転i tekst, no koristei ADS iz datoteke se mogu izvui skriveni podaci koji bi mogli na邸tetiti raunalu.
- #21: NTFS omoguava sa転imanje individualnih datoteka, mapa i volumena. Prilikom itanja/pisanja podataka, NTFS dekompresira sa転ete datoteke, te ih ponovo sa転ima nakon 邸to su svi radovi nad njima dovr邸eni. Kod ovog algoritma sa転eta rije referencira na podatke koji nisu cjelovito sadr転ani u nesa転etom meuspremniku u vrijeme kada se rije obrauje. Sa転eta rije se obrauje kopirajui podatke od poetka do kraja ciljanog dijela nesa転etog meuspremnika. Datoteke se sa転imaju po 16 klastera. Primjerice, ako nam je zadana veliina klastera 4KB, onda e NTFS primjenjivati algoritam na 64KB podataka datoteke. Sa転imanje datoteka u NTFS izvedivo je samo ako je veliina klastera do 4KB jer algoritmi za sa転imanje u NTFS nisu napravljeni za vee veliine klastera. Ukoliko imamo veliinu klastera veu od 4KB, datoteke se nee sa転imati.
- #22: Prorijeene datoteke (engl. sparse file) su datoteke koje sadr転e prazne dijelove, odnosno dijelove koji su ispunjeni s nulama. Koristei atribute u metapodacima, NTFS mo転e alocirati samo one podatke datoteke koji nisu prazni i koji imaju znaenje.
- #23: Usluga kopiranja volumena u sjeni (engl. Volume Shadow Copy Service, VSS) omoguava uvanje prethodnih verzija datoteka i mapa u NTFS. Ova znaajka ukljuena je u Windows XP (Service Pack 2), ali je mogue koristiti ju i na Windows 2000 OS-u. Usluga stvara snimku diska. Snimka diska je read-only kopija volumena. Prema zadanim postavkama operacijskog sustava, snimke zaslona su privremene i bri邸u se prilikom ponovnog pokretanja, no mogue je postaviti da se snimke zaslona spremaju i ne budu privremene.
- #24: Transakcija je nedjeljiva skupina operacija nad podacima koja e se u potpunosti izvr邸iti ili se nee izvr邸iti uope. U NTFS su transakcije uvedene s operacijskim sustavom Windows Vista i poznate su pod nazivom transakcijski NTFS (Transactional NTFS, TxF). Mnogi alati OS-a uzdaju se u atomske transakcije, poput Windows Update i Oporavka sustava. Zbog kompleksnosti API-ja TxF-a i raznih svojstava koje su programeri trebali razmotriti prilikom izrade programa koji koristi TxF, Microsoft planira izbaciti TxF iz nadolazeih verzija operacijskog sustava Windows i zamijeniti ga sa znaajkom koja e biti praktinija za uporabu veini programera. Unutar .NET skupine Microsoft je ponudio API koji se zove Upravitelj transakcijama datoteka (Transactional File Manager) koji takoer omoguava transakcije i nudi se kao alternativa TxF API-ju.
- #25: Svaka datoteka ili direktorij unutar NTFS-a dobiva sigurnosnog deskriptora koji definira vlasnika podatka i dva popisa za upravljanje pristupom (Access Control List, ACL). Jedan ACL sadr転i popis svih interakcija koje su dopu邸tene ili nedopu邸tene odreenom korisniku ili grupi korisnika i nazivamo ga diskrecijski popis za upravljanje pristupom (Discretionary Access Control List, DACL). Podaci DACL-a koriste se za kontrolu korisnikog rauna (User Account Control, UAC). Drugi ACL sadr転i popis svih interakcija koje bi trebale biti revidirane i zapisane neovisno jesu li uspjele ili nisu. Takav ACL se naziva sistemski popis za upravljanje pristupom (System Access Control List, SACL). Unutar NTFS-a postoje osnovne i dodatne dozvole. Osnovne dozvole dio su NTFS-a od njegove prve komercijalne verzije, a dodatne dozvole su naknadno dodavane kroz razvoj NTFS-a. Dozvole mogu biti naslijeene ili eksplicitne. Obje vrste dozvola mogu imati logiku vrijednost allow (dopusti) i deny (opovrgni). Hijerarhijski gledano, eksplicitna dopu邸tenja imaju prednost nad naslijeenim dopu邸tenjima.
- #28: NTFS nudi enkripciju podataka na razini datotenog sustava pomou znaajke EFS (akronim od Encrypting File System). EFS omoguava enkripciju i dekripciju podataka koristei napredne algoritme. Za dekriptiranje podataka EFS koristi simetrini privatni klju, koji se sam enkriptira javnim kljuem. Privatni klju je potreban za dekripciju podataka. Ve転e se za korisnika ili grupu korisnika koji posjeduju korisniko ime i lozinku rauna. Ukoliko se privatni klju o邸teti ili izgubi, nijedan korisnik ne mo転e puno uiniti oko dekripcije podataka. Ako postoji agent za oporavak, onda datoteka mo転da mo転e biti dekriptirana, a ukoliko je klju arhiviran (npr. pohranjen na disketu), onda se klju isto tako mo転e oporaviti i datoteka dekriptirati. Ako ni agent ni pohrana kljua u arhivu ne postoji, onda je datoteka izgubljena. Upravo zbog ovakvog naina dekripcije gdje je bez posjedovanja kljua gotovo nemogue dekriptirati povjerljive podatke, EFS se smatra dobrim sustavom za enkripciju. Obzirom da EFS vr邸i enkripciju na razini datotenog sustava, aplikacije ne moraju razumjeti EFS i EFS-om enkriptirane datoteke jer ukoliko korisnik 転eli otvoriti odreenu enkriptiranu datoteku i ima klju za dekripciju, EFS e ga dekriptirati i predati datoteku korisniku. Ukoliko korisnik nema klju, operacijski sustav e poslati pogre邸ku o neovla邸tenom pristupu (Access Denied!). Prilikom prijenosa podataka s udaljenog poslu転itelja, enkriptirani podaci se dekriptiraju, prenose se preko mre転e i lokalno se enkriptiraju u mapi koja je oznaena za enkriptiranje.
- #29: Kvote diska su znaajka NTFS-a koja omoguava da nijedan korisnik ne zauzme cijelu particiju diska. Kvote upravljaju i prate uporabu diska zasebno za svakog korisnika. Postavke kvota omoguavaju da se odredi granica koliko prostora na particiji mo転e koristiti odreeni korisnik, te razina upozorenja nakon koje se administrator raunala obavje邸tava da je korisnik pre邸ao granicu. Takoer, mogue je uskratiti prostor na disku korisnicima koji su prema邸ili svoje ogranienje. Za svakog korisnika se mo転e pojedinano unijeti kvota diska, tako da ogranienje ne mora biti fiksno za sve korisnike.
- #30: Toka ponovne obrade je objekt NTFS-a koji se prvi put pojavljuje u treoj verziji NTFS-a (koja izlazi s operacijskim sustavom Windows 2000). One omoguuju pro邸irivanje NTFS-a pomou oznaka ponovne obrade i podataka koji su interpretirati preko filtera datotenog sustava. Neki od zadanih oznaka ponovne obrade su simboline poveznice, toke vori邸ta direktorija i toke montiranja volumena.
- #31: U operacijski sustav Windows Vista prvi put je ugraena mogunost promjene veliine particije. Promjena veliine particije omoguava pro邸irivanje i smanjivanje prostora particije diska. Unutar alata Upravljanje raunalom nalazi se alat za upravljanje diskovima. Prilikom smanjivanja particije alat rauna maksimalan prostor koji mo転e oduzeti particiji koju 転elimo smanjiti. Potrebno je iskljuiti stranine datoteke poput indeksiranja Windows pretra転ivanja i kopija u sjeni jer se fragmenti tih datoteka ne mogu relocirati obzirom da su oznaeni kao datoteke koje se ne mogu pomicati.