解析NTFS底层结构

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1、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（

2、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512MB 1 512字节   513MB~1024MB(1GB) 2 1024字节(1KB)   1025MB~2048MB(2GB) 4 2048字节(2KB)   大于等于2049MB 8 4KB 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。1.0.2 NTFS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

3、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

4、据区） 表2 NTFS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   0X00 3 0XEB5290 JMP指令   0X03 4 NTFS 文件系统ID   0X0B 2 0X0002 每扇区字节数   0X0D 1 0X08 每簇扇

5、区数   0X0E 2 0X0000 保留扇区   0X10 3 0X000000 总为0   0X13 2 0X0000 NTFS未使用，为0   0X15 1 0XF8 介质描述   0X16 1 0X0000 总为0   0X18 2 0X3F00 每磁道扇区数   0X1A 2 0XFF00 磁头数   0X1C 4 0X3F000000 隐含扇区   0X20 4 0X00000000 NTFS未使用，为0   0X24 4 0X80008000 NTFS未使用，为0   0X28 8 0X4AF57F0000000

6、000 扇区总数   0X30 8 0X0400000000000000 $MFT的逻辑簇号   0X38 8 0X54FF070000000000 $MFTMirr的逻辑簇号   0X40 4 0XF6000000 每MFT记录簇数   0X44 4 0X0100000 每索引簇数   0X48 8 0X14A51B74C91B741C 卷标   0X50 4 0X00000000 校验和   0X54 430 略 引导代码   0X1FE 2 0X55AA 签名 表3 NTFS引导扇区说明1.2MFT（主文件表）MFT是一

7、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

8、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