NTFS (Nuovo file system tecnologico)

Definizione

Il nuovo file system tecnologico (NTFS, con il suo acronimo in inglese) È un file system sviluppato da Microsoft, che è stato introdotto per la prima volta con Windows NT 3.1 in 1993. NTFS è progettato per fornire un alto livello di sicurezza, Performance e recupero dei dati, così come caratteristiche avanzate come il journaling, compressione del file, crittografia, e supporto per grandi volumi, Ciò che lo rende la scelta preferita per le versioni più recenti dei sistemi operativi Windows, compreso Windows 10 e Windows Server.

Storia ed evoluzione degli NTFS

Origini

NTFS è stato progettato per superare le limitazioni dei file system precedenti, Come FAT16 e HPFS. FAT16, Sebbene ampiamente utilizzato nei sistemi operativi prima di NT, Aveva problemi di scalabilità e sicurezza. In secondo luogo, HPFS, sviluppato per OS/2, offerto alcune caratteristiche avanzate, Ma non è stato efficacemente integrato con l'ecosistema di Windows.

Versioni NTFS

Dalla sua introduzione, NTFS si è evoluto attraverso diverse versioni:

• NTFS 1.0: Introdotto con Windows NT 3.1, Offriva funzionalità di base come supporto per file di grandi dimensioni e permessi di accesso.
• NTFS 3.0: Rilasciato con Windows 2000, Comprendeva miglioramenti significativi come il recupero del volume utilizzando il journaling.
• NTFS 3.1: Lanciato con Windows XP, hanno portato ulteriori funzionalità come il supporto di crittografia dei file sul file system (EFS).
• NTFS 3.2 e più tardi: Sebbene questi non siano stati formalmente etichettati, Le versioni NTFS fornite con Windows Vista, Windows 7, Windows 8 e Windows 10 Hanno introdotto miglioramenti nella capacità di gestione delle prestazioni e dello stoccaggio.

Caratteristiche NTFS

Journaling

Una delle funzionalità più eccezionali di NTFS è la sua capacità di journaling, che consente di tenere un registro delle transazioni del file system. Ciò significa che ogni operazione di scrittura viene registrata prima di essere eseguita, che facilita il recupero in caso di guasti energetici o errori di sistema. Il journaling utilizza un giornale (tronco d'albero) Per registrare le modifiche nella struttura del file system, che migliora la coerenza e l'integrità dei dati.

Supporto di grande volume

NTFS consente la creazione di volumi fino a 16 Exabyte (Eb), Sebbene le attuali implementazioni di Windows limitino questa dimensione a 256 terabyte (TB) A causa di restrizioni pratiche. Questa capacità è cruciale per i server e i sistemi di archiviazione di massa che richiedono la gestione di grandi quantità di dati senza compromettere le prestazioni.

Sicurezza e autorizzazioni

NTFS include un sistema di autorizzazioni robusto basato su ACLS (Elenchi di controllo degli accessi), Ciò consente agli amministratori di definire chi ha accesso a quali file e cartelle, così come i tipi di accesso consentito (lettura, scrivere, esecuzione, eccetera.). Ciò è essenziale per gli ambienti aziendali in cui la sicurezza dei dati è essenziale.

Crittografia dei file (EFS)

Il file system crittografato (EFS) È una delle caratteristiche di sicurezza più importanti in NTFS. Consente agli utenti di crittografare singoli file o cartelle utilizzando una chiave di crittografia derivata dalla password dell'utente. Ciò garantisce che anche se il file system è impegnato, I dati rimangono protetti.

Compressione del file

NTFS fornisce la possibilità di comprimere file e cartelle. La compressione viene eseguita in modo trasparente, Ciò significa che gli utenti possono accedere ai file compressi senza decomprimerli manualmente. Ciò è particolarmente utile per massimizzare spazio di archiviazioneIl "Spazio di archiviazione" si riferisce alla capacità disponibile per archiviare i dati, file o informazioni su dispositivi elettronici. Questo spazio può essere fisico, come dischi rigidi e unità USB, o virtuale, come l'archiviazione nel cloud. Una gestione efficiente dello spazio di archiviazione è fondamentale per ottimizzare le prestazioni del dispositivo e garantire un rapido accesso alle informazioni. Cosa c'è di più, con la crescita dell’utilizzo dei dati,... su dischi rigidi più piccoli.

Spazio di nome lungo

A differenza del grasso, dove i nomi dei file sono limitati a 8.3 caratteri, NTFS consente nomi di file lunghi fino a 255 caratteri, che consente una migliore gestione dell'organizzazione e dei file.

Recupero di dati e ridondanza

NTFS implementa tecniche di ridondanza che consentono il recupero dei dati in caso di corruzione del file system. Ciò include la duplicazione di dati critici in diverse posizioni all'interno dell'album, che aumenta le possibilità di ripristinare le informazioni in caso di fallimento.

Struttura NTFS

Metadati

NTFS utilizza una serie di strutture di dati chiamate metadati per gestire le informazioni su file e directory. Ogni file e cartella in NTFS ha un record associato, Conosciuto come tabella dei file master (Mft), che contiene informazioni essenziali come la dimensione del file, la posizione dei dati sul disco e le permessi di sicurezza.

Tabella dei file master (Mft)

Il MFT è la colonna vertebrale NTFS. Ogni file e cartella nel sistema hanno un record univoco in MFT. Questo record include informazioni su:

• Nome file
• Dimensione del file
• Attributi (Come data di creazione, Modifica e accesso)
• Puntatori ai blocchi di dati fisici sul disco in cui vengono archiviati i dati del file

Attributi

Gli attributi sono proprietà di file e directory in NTFS. Gli attributi possono essere fondamentali (come il nome del file e le sue dimensioni), oppure può includere caratteristiche avanzate come la compressione, Elenchi di crittografia e controllo degli accessi (ACLS). NTFS consente agli attributi di essere archiviati direttamente in MFT o in blocchi di dati separati, A seconda delle dimensioni e della complessità del file.

Gruppi e settori

NTFS organizza lo spazio su disco in unità chiamate cluster, Sono gruppi di settori. La dimensione di un cluster può variare in base alla configurazione del sistema e alla dimensione del volume. Efficienti cluster management consente a NTFS di ottimizzare le prestazioni e ridurre al minimo la frammentazione.

Confronto con altri file system

NTFS vs FAT32

• Dimensione del volume: FAT32Il file system FAT32 (Tabella di allocazione file 32) È un'evoluzione del FAT16, sviluppato da Microsoft negli anni '90 1990. È ampiamente utilizzato nei dispositivi di archiviazione come unità flash USB e dischi rigidi esterni grazie alla sua compatibilità con più sistemi operativi., compreso Windows, macOS e Linux. FAT32 consente di gestire volumi fino a 2 TB e file fino a 4 GB, il che lo rende un'opzione.. Leggi è limitato a una dimensione massima del volume di 32 GB a Windows, Mentre NTFS ammette volumi fino a 16 Eb.
• Sicurezza: NTFS fornisce un sistema più robusto per autorizzazioni e crittografia, Mentre FAT32 non offre il controllo dell'accesso.
• Journaling: NTFS include il journaling per il recupero dei dati, Mentre FAT32 non ha questa capacità.
• Nomi di file: NTFS ammette nomi di file lunghi e un set più ampio di caratteri, Mentre FAT32 è limitato al formato 8.3.

Ntfs vs exfat

• Dimensione del volume: exfatIl file system exfat (Tabella di allocazione dei file estesa) È stato sviluppato da Microsoft e lanciato in 2006. Progettato per l'uso in dispositivi di archiviazione come pendrives e schede SD, Exfat consente di gestire file di grandi dimensioni, Superare il limite di 4 GB del tuo predecessore FAT32. Cosa c'è di più, È compatibile con più sistemi operativi, tra cui Windows e MacOS, che facilita il trasferimento di file tra diverse piattaforme. La sua efficienza ... Leggi È più adatto per unità flash e sistemi portatili, consentendo una dimensione massima fino a 128 Pb, Ma senza le caratteristiche avanzate di NTFS.
• Sicurezza: NTFS offre un controllo di crittografia e accesso, Mentre Exfat non fornisce tali caratteristiche.
• Compatibilità: Exfat è più compatibile con i sistemi operativi non windows, Cosa lo rende ideale per i dispositivi portatili.

Prestazioni e ottimizzazione

Frammentazione

Sebbene NTFS sia progettato per gestire la frammentazione in modo efficiente, È possibile che la frammentazione dei volumi sperimenta la frammentazione come i file creati ed eliminati. La frammentazione può influire negativamente sulle prestazioni del sistema. Per mitigarlo, NTFS include strumenti di deframmentazione che raggruppano i file e ottimizzano l'accesso ai dati.

Ottimizzazione delle dimensioni del cluster

Configurare la dimensione corretta del cluster formattando un volume NTFS può influire sulle prestazioni. Una dimensione del cluster più piccola può provocare uno spazio meno sprecato, Ma può aumentare il carico sulla CPU. In secondo luogo, Una dimensione del cluster più grande può migliorare le prestazioni nell'accesso a file di grandi dimensioni, Ma può generare uno spreco significativo di spazio di archiviazione in file più piccoli.

Archivos Cacheo

NTFS utilizza le tecniche Cacheo per migliorare le prestazioni accedendo ai file. I dati più utilizzati sono archiviati nella memoria della cache, che riduce il tempo di accesso e migliora la velocità generale del sistema.

Strumenti e comandi di amministrazione NTFS

CHKDSK

Il comando CHKDSK**Chkdsk: Strumento di diagnostica del disco in Windows** Chkdsk, oh "Controlla il disco", è uno strumento Windows progettato per rilevare e riparare errori nel file system e settori danneggiati di un disco rigido. Quando eseguito, analizza l'integrità del file system e può correggere i problemi che influiscono sulle prestazioni e sulla stabilità del sistema. È particolarmente utile in caso di guasti o problemi imprevisti.. (Controlla il disco) Viene utilizzato per scansionare e riparare gli errori nei volumi NTFS. Questo comando può rilevare problemi di integrità nel file system ed eseguire riparazioni automatiche.

Diskpart

Diskpart è uno strumento riga di comandoLa riga di comando è un'interfaccia testuale che consente agli utenti di interagire con il sistema operativo utilizzando comandi scritti.. A differenza delle interfacce grafiche, dove vengono utilizzate icone e menu, La riga di comando fornisce un accesso diretto ed efficiente a varie funzioni del sistema. È ampiamente utilizzato dagli sviluppatori e dagli amministratori di sistema per eseguire attività come la gestione dei file, configurazione della rete e.... che consente agli amministratori di gestire partizioni e volumi sui dischi. Attraverso Diskpart, Gli utenti possono creare, Elimina e formatta i volumi NTFS.

Formato

Il comando formato viene utilizzato per preparare un disco o una partizione per l'archiviazione dei dati, e può essere utilizzato per formattare i volumi NTFS, Configurazione di opzioni come la dimensione del cluster.

conclusione

NTFS rappresenta un progresso significativo nella gestione dei file system, Fornire caratteristiche avanzate essenziali per gli utenti e gli amministratori di sistema in ambienti moderni. La sua capacità di gestire grandi volumi, Offrire una sicurezza robusta, E consentire il recupero dei dati lo rende una scelta preferita nei sistemi operativi di Windows contemporanei. Con la continua crescita delle esigenze di archiviazione e l'importanza della sicurezza dei dati, NTFS continuerà a svolgere un ruolo cruciale nella moderna informatica. La comprensione dettagliata delle sue caratteristiche e capacità consentirà ai professionisti non solo di trarre vantaggio dal loro potenziale, ma ottimizza anche le loro prestazioni nelle rispettive applicazioni e ambienti.