NTFS

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NTFS
Dati generali
Sviluppatore Microsoft
Nome completo New Technology File System
Introduzione giugno 1993 Windows NT 3.1
Identificatore della partizione 0x07 (MBR)
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)
Struttura
Struttura contenuti directory B*Tree
Allocazione dei file Bitmap/Extents
Blocchi danneggiati Bitmap/Extents
Limiti
Dimensione massima di un file 16 TB nella corrente implementazione (16 EB in teoria)
Numero massimo di file 4,294,967,295 (2^{32}-1)
Dimensione massima del nome di un file 255 caratteri
Dimensione massima del volume 256 TiB nell'attuale implementazione (16 EiB nell'architettura)
Caratteri permessi nel nome di un file Unicode (UTF-16), ogni carattere tranne \ / : * ? < > |
Caratteristiche
Date memorizzate Creazione, modifica, POSIX, accessi
Date supportate 1º gennaio 1601 - 28 maggio 60056
Fork
Attributi Read-only, hidden, system, archive
Permessi file system ACL
Compressione trasparente Per-file, LZ77 (Windows NT 3.51 onward)
Crittografia trasparente Per-file,
DESX (Windows 2000 onward),
Triple DES (Windows XP onward),
AES (Windows XP Service Pack 1, Windows 2003 onward)

NTFS (sigla di New Technology File System), file system dei sistemi operativi basati su kernel NT.

Questo file system nasce negli anni novanta, quando Microsoft abbandonò lo sviluppo congiunto con IBM del sistema operativo OS/2 e decise di sviluppare in proprio Windows NT (che si presume significhi New Technology). Proprio per questo alcuni degli aspetti presenti nel file system HPFS di OS/2 sono presenti anche in NTFS.

Versioni[modifica | modifica sorgente]

Il file system NTFS è stato rilasciato in 5 versioni:

V1.0 e V1.1 (e più recenti) sono incompatibili: cioè, i volumi scritti da NT 3.5x non possono essere letti da NT 3.1 fino a quando un aggiornamento sulla 3.5x CD NT è effettuato a NT 3.1, che aggiunge anche il supporto FAT con file nome lungo.[2] Qui di seguito sono le descrizioni di alcune delle versioni:

  • V1.2 supporta i file compressi, chiamati streams, sicurezza basata su ACL, ecc.[3]
  • V3.0 aggiunto quote disco, crittografia, sparse files, punti di analisi, numero di sequenza degli aggiornamenti (USN) journaling, la cartella $Extend e i suoi file, e riorganizzato security descriptors in modo che i file multipli utilizzando la stessa impostazione di protezione possono condividere lo stesso descrittore.[3]
  • V3.1 aggiunte le voci Tabella file master (MFT) con record ridondante MFT (utile per il recupero di file danneggiati MFT).

Windows Vista ha introdotto Transactional NTFS, NTFS symbolic links, partition shrinking e la funzione di self-healing,[4] anche se queste caratteristiche sono dovute più alle funzionalità aggiuntive del sistema operativo che il file system stesso.

La versione NTFS.sys (ovvero NTFS v5.0 introdotta con Windows 2000), non deve essere confusa con la versione formato su disco NTFS (v3.1 introdotta da Windows XP).[5] Il formato NTFS v3.1 su disco è immutato dall'introduzione di Windows XP ed è usato in Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows Vista e Windows 7. La confusione nasce quando non si fa differenza quando le funzioni sono implementate nel driver NTFS.sys all'interno del sistema operativo di Windows piuttosto che nel formato su disco NTFS. Un incidente del genere è stato quando Microsoft spiegava le nuove funzionalità dell'NTFS in Windows 2000 e lo chiamarono NTFS v5.0, ma è il driver NTFS.sys che è in tale versione e il formato su disco è solo a v3.0.[1]

Caratteristiche principali[modifica | modifica sorgente]

NTFS è un notevole passo avanti rispetto al File Allocation Table (FAT), l'altro file system di Microsoft. Queste le sue principali caratteristiche:

  • Affidabilità - NTFS è un sistema transazionale (o "Journaled" come si dice nei sistemi operativi Linux e Apple come Mac OS X); questo vuol dire che se un'operazione è interrotta a metà (ad esempio per un blackout) viene persa solo quell'operazione ma non è compromessa l'integrità del file system il quale resta comunque leggibile dal computer.
  • Permessi e Controllo d'Accesso - a ciascun file o cartella è possibile assegnare dei diritti di accesso (lettura, scrittura, modifica, cancellazione e altri).
  • Nomi lunghi e Unicode - i nomi dei file e delle cartelle possono essere lunghi fino a 255 caratteri e possono contenere caratteri di tutte le lingue del mondo grazie alla codifica Unicode.
  • Dimensioni e Flessibilità[6] - La dimensione massima per volume, la dimensione massima per file e il numero massimo di file per volume sono di gran lunga superiori rispetto ai precedenti filesystem di Microsoft: un volume NTFS supporta fino 232 -1 file per volume, ha un limite teorico di 264 cluster - 1 e può gestire file che raggiungono i 264 bytes - 1 kb di dimensione; gli ultimi due valori si riducono, tuttavia, in tutte le implementazioni di questo filesystem nei sistemi operativi Windows,[7] rispettivamente a 232 clusters - 1 e 244 bytes - 64 kb. Di conseguenza - utilizzando cluster di 64 kb - la dimensione massima di un volume NTFS in un sistema Windows è di 256 Tb - 64 kb (che si riduce a 16 Tb - 4kb utilizzando la dimensione standard per cluster di 4 kb). La dimensione massima di un singolo file è di 16 Tb - 64kb contro i 4 Gb di FAT e FAT32. Sono supportati nativamente i volumi sparsi e il mirroring. Sono finalmente disponibili gli hardlink.

Le performance di NTFS sono invece leggermente inferiori a quella di FAT e di FAT32. A partire da Windows 2000, è inoltre possibile montare un volume NTFS come sottodirectory di un altro volume NTFS.

NTFS permette inoltre di utilizzare trasparentemente delle opzioni di compressione (il rapporto di compressione è mediocre, meno di ZIP, ma permette l'accesso immediato a qualunque punto del file) e di crittografia (chiamato anche EFS).

In NTFS sono stati aggiunti i cosiddetti punti di reparse, ovvero dei meccanismi che consentono le giunzioni (junctions) tra directory, altrimenti impossibili per la struttura del file system.

Struttura[modifica | modifica sorgente]

NTFS sfrutta un'indicizzazione a 64 bit, sebbene la sua implementazione sia basata soltanto su 32 bit.

La struttura principale di un file system NTFS è la Master File Table (MFT), una tabella strutturata in blocchi (solitamente in record di 1KB) che contiene gli attributi di tutti i file del volume, inclusi i metadati. Tali attributi possono essere attributi residenti quando sono presenti in MFT, oppure, se non memorizzabili a causa del poco spazio, vengono salvati in qualche altra posizione del file system e prendono il nome di attributi non residenti.

Le directory sono memorizzate come file: in ogni file-directory sono presenti degli attributi speciali, memorizzati in ordine lessicografico, che si riferiscono ai file contenuti in tale directory.

I dati veri e propri dei file sono memorizzati in flussi puntati da appositi attributi Data.

Possibili inconvenienti[modifica | modifica sorgente]

Il più grosso inconveniente di NTFS è che è più complesso da amministrare di FAT e di FAT32. Gli utenti dei sistemi operativi Microsoft infatti erano abituati a poter accedere alle partizioni FAT anche con un semplice dischetto di boot DOS. Questa in realtà non è una vera limitazione di NTFS, quanto piuttosto il risultato del fatto che NTFS è un file system diverso e DOS non lo supporta.

Anche questo file system soffre del problema di frammentazione anche se in modo più limitato rispetto a FAT e FAT32.

Il vero limite, invece, è legato al fatto che Microsoft non ha reso pubbliche le specifiche di NTFS, e quindi NTFS è un file system di fatto chiuso e proprietario. Anche per questo non ha conosciuto fortuna al di fuori dei sistemi operativi Microsoft.

Sono tuttavia in corso progetti di reverse engineering che mirano a rendere accessibili le partizioni NTFS anche da altri sistemi operativi.

Nei sistemi basati su Linux, a partire dalla versione 2.6.30 del kernel, è possibile accedere anche in scrittura ad un file system NTFS senza danneggiarne la struttura ed è disponibile un completo supporto in lettura e scrittura tramite FUSE.

Inoltre per il sistema operativo mac OS X il supporto per la lettura e la scrittura sono nativamente disponibili anche se quest'ultimo è disattivato. Si può ovviare al problema però con semplicissimi programmi come iNTFS, il quale è considerato il più semplice da usare (nonostante alcuni possibili crash o bug).

Esiste anche un driver, ntfs-mount [1], per l'accesso alle partizioni NTFS da sistema operativo Solaris/OpenSolaris. Analogamente è possibile accedere in lettura a partizioni NTFS anche da DOS, ad esempio utilizzando Active@ NTFS Reader for DOS [2], programma freeware nella versione floppy, shareware nella versione CD avviabile.

Nonostante quanto sia stato detto sopra riguardo alla presenza di journal e altre tecnologie di sicurezza in NTFS, esso è sì un passo avanti rispetto a FAT e FAT32, però NTFS rimane comunque un filesystem di concezione piuttosto obsoleta, dei primi anni 90 (copiato inizialmente da HPFS di OS/2). Se paragonato con altri filesystem molto più moderni tipici degli ambienti Unix/Linux come ad esempio ext3, ext4, XFS e altri, NTFS risulta essere più lento in lettura/scrittura e meno affidabile rispetto alle perdite di dati se sottoposto a ripetuti blackout o reset della macchina anche se, avendo una struttura forward, negli anni è stato modificato ed esteso pur non riportando un numero di versione nel nome ufficiale).

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b NTFS all'interno di Win2K, parte 1, Microsoft, 26 gennaio 2011.
  2. ^ Ripristino di Windows NT dopo un errore di avvio su un'unità NTFS, Microsoft, 1 novembre 2006.
  3. ^ a b Mark Russinovich, Inside Win2K NTFS, Part 1, Microsoft Developer Network. URL consultato il 18 aprile 2008.
  4. ^ (EN) John Loveall, Miglioramenti di archiviazione in Windows Vista e Windows Server 2008 (PPT), Microsoft Corporation, 2006, pp. 14-20. URL consultato il 4 settembre 2007.
  5. ^ Nuove funzionalità e caratteristiche del File System NTFS 3.1, Microsoft, 1 dicembre 2007.
  6. ^ Maximum Volume Sizes, Microsoft Technet Library, 2011.
  7. ^ Al gennaio 2012: Windows Xp Professional, Windows XP 64 bit Edition (per processori Intel Itanium), Windows XP Professional x64 Edition (per processori x86), Windows Vista (32/64 bit), Windows 7 (32/64 bit), Windows 2000 Server (32/64 bit), Windows Server 2003 (32/64 bit), Windows Server 2008 (32/64 bit).

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]