Поддержка длинных имен файлов в FAT (LFN)

1. Поддержка длинных имен файлов в FAT (LFN)

• Имя превышает 8 символов
• Расширение превышает 3 символа
• Использованы недопустимые для короткого имени символы

2. Поддержка длинных имен файлов в FAT (LFN)

• В одном дескрипторе LFN содержится до 13 символов
в кодировке UNICODE
• Неиспользуемые символы дополняются кодами 0xFF
• Контрольная сумма вычисляется с использованием
короткого имени и должна быть одинакова для всех
блоков LFN
• Выделяется количество дескрипторов, достаточное
для хранения всего имени
• Дескрипторы LFN следуют в обратном порядке
(первой записью будет LFN с последней частью
имени)
• После всех блоков LFN содержится дескриптор SFN
этого файла

3. My Long File Name.rtf

4.

5. Создание файлов

• Ищем дескриптор директории, в которой будет
создан файл.
• Переходим по номеру кластера, указанному в
дескрипторе директории и ищем первую свободную
запись.
• Если свободных записей нет, выделяем для каталога
новый кластер (ищем в FAT свободный кластер) и его
номер записываем в FAT.
• Заполняем дескриптор файла
• Выделяем кластера под содержимое файла (поиск
осуществляем по FAT) и в FAT записываем номера
найденных кластеров (формируем цепочку)
• Номер первого кластера записываем в дескриптор
• Переносим содержимое файла в выделенные
кластера

6. Состояние системы после создания файла

7. Удаление файла

• Первый байт дескриптора заменяется кодом
0хе5. В записи SFN это приводит к замене
первого символа имени, а в записи LFN
стирается ее порядковый номер.
• Обнуляется цепочка кластеров в FAT.
• Запись дескриптора (номер первого
кластера) и содержимое файла остаются

8. Восстановление файла

• Пока дескриптор не выделен другому файлу
можно попытаться восстановить содержимое
файла, прочитав данные из известного
начального кластера.
• Для выбора остальных кластеров есть два
метода: читать объем данных,
соответствующий размеру файла, не обращая
внимания на состояние выделения, или же
читать данные только из свободных кластеров.

9. Влияние дефрагментации на процесс восстановления

• Дефрагментация — процесс переноса данных на диске, в
результате которого каждый отдельный файл располагается
в одной непрерывной области диска.
• При дефрагментации сжимаются каталоги, за счет удаления
неиспользуемых записей
• Если пользователь часто запускает для своей файловой
системы программу дефрагментации, это упростит
восстановление файлов, удаленных с момента последней
дефрагментации — большая часть файлов будет храниться
в смежных секторах.
• С другой стороны, восстановление файлов, удаленных до
дефрагментации, становится крайне сложной задачей,
поскольку дефрагментация могла привести к перемещению
кластеров.

10. Поиск удаленных каталогов

Такая задача возникает когда:
- файловая система FAT была недавно отформатирована и
мы хотим восстановить оставшуюся информацию
- Дескриптор каталога был выделен другому объекту ФС
В результате возникают «зависшие файлы» – файлы, на
которые нет указателя.
Способы поиска зависших файлов:
- анализ первых 32 байтов каждого сектора (не кластера!) и
их сравнение с полями записи каталога. Если данные
лежат в правильном диапазоне, обрабатывается остаток
сектора.
- просмотр первых 32 байтов каждого кластера для
отыскания записей «.» и «..», которые являются первыми
двумя записями каждого каталога.

11. Поиск удаленных файлов по сигнатурам

• Технология позволяет находить информацию по
содержанию
• Для начала считываемая с носителя информация
соотносится с характерными подписями известных
типов файлов на предмет соответствия содержания
найденного файла одному из пунктов всеобъемлющей
базы данных форматов файлов. Если формат данных
(расширение, подпись файла) оказывается знакомым,
программа проанализирует заголовок файла, чтобы
извлечь как можно больше информации о нем.

12. Поиск по сигнатурам

Преимущества:
эффективное восстановление наиболее важных файлов
на диске. Алгоритмы поиска по сигнатурам могут
обнаруживать и качественно восстанавливать офисные
документы (DOC, XLS, PPT, RTF и другие), сжатые архивы,
цифровые фотографии, сообщения электронной почты,
файлы баз данных, аудио и видео контента.
Ограничения:
Поиск по сигнатурам по своей природе ограничен
только определенными типами данных.
алгоритмов поиска по сигнатурам должны детально
просканировать весь диск, а это может занять немало
времени.

13. Нарушения структуры файловой системы

Нарушения в структуре дерева ФС: объекты типа «директория»
не имеют первые элементы «.» и «..».
Нарушения в FAT:
- отсутствие уникальности цепочек кластеров (перекрестные
ссылки). Решение: выбирается объект с максимально длинной
цепочкой кластеров и ему отдаются кластеры. корректируется
длина объекта. Ликвидация этого нарушения порождает
потерянные кластера. Второй способ - копирование содержимого
перекрестных кластеров в другое место и корректировка цепочки
кластеров.
- отсутствие завершенности цепочки кластеров (попадаем на 0)
- отсутствие связи между объектом и цепочкой кластеров
(потерянные кластера). Для ликвидации нарушения дисковая
утилита создает в корне логического диска объекты с
уникальными именами, с каждым из которых связана потерянная
цепочка кластеров.

14. Сравнение ФС FAT и NTFS

FAT - плюсы:
·
Для эффективной работы требуется немного оперативной
памяти.
·
Быстрая работа с малыми и средними по количеству файлов
каталогами.
·
Диск совершает в среднем меньшее количество движений
головок (по сравнению с NTFS).
·
Эффективная работа на медленных дисках.
FAT - минусы:
·
Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением
фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32).
·
Сложности с произвольным доступом к большим (скажем,
10% и более от размера диска) файлам.
·
Очень медленная работа с каталогами, содержащими
большое количество файлов.

15. Сравнение ФС FAT и NTFS

NTFS - плюсы:
·
Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий
для самой файловой системы - работа фрагментированной системы
ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов.
·
Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге
также не создает особых препятствий быстродействию.
·
Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например,
редактирование больших *.wav файлов).
· Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт).
NTFS - минусы:
·
Существенные требования к оперативной памяти системы (64 МБ абсолютный минимум, лучше - больше).
·
Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно
снижают быстродействие NTFS.
·
Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они
почти всегда фрагментированы.
·
Диск, долго работающий в заполненном на 80% - 90% состоянии,
будет показывать крайне низкое быстродействие.