什麼是 NTFS 檔案系統

目錄
NTFS 檔案系統結構
NTFS 是專為 Windows NT 系列作業系統設計的強大且高度結構化的檔案系統。它的整體結構可分為幾個關鍵區域,以確保資料的組織性、安全性和完整性:
1.開機磁區 (磁碟分割開機磁區)
NTFS 磁碟區以 開機磁區 (也稱為磁碟分割開機磁區,或 PBS).這個關鍵區域位於卷首。.
- 它包含 Bootstrap 程式碼 (載入作業系統所需的程式碼)和 BIOS 參數區塊 (BPB).
- BPB 非常重要,因為它定義了磁碟區的實體和邏輯特性,例如群集(分配單位)的大小,以及最重要的,磁碟區的確切位置。 主檔案表 (MFT).
2.主檔案表 (MFT)
的 主檔案表 ($MFT) 是 NTFS 檔案系統的核心。它基本上是一個索引,用來記錄以下檔案的元資料 每個檔案和目錄 包括 MFT 本身。.
- MFT 入口: 每個檔案和資料夾都由一個 1KB MFT 入口. .此項目儲存檔案的元資料,例如檔案名稱、安全權限、時間戳記和資料位置。.
- 屬性: MFT 項目內的資料會被組織為 屬性.
- 適用於 小檔案, 資料會直接儲存在 MFT 輸入 (a 居民屬性).
- 適用於 較大的檔案, ,MFT 輸入會儲存 指针 (或「資料運行」),表示檔案資料在磁碟上的實體位置(一個 非居民屬性).
3.MFT 鏡像 ($MFTMirr)
的 MFT 鏡子 ($MFTMirr) 是位於音量中間附近的安全功能。它儲存了 前四個關鍵項目 的 MFT。如果主 MFT 損毀,系統可以使用此鏡像找到剩餘的 MFT 記錄,並嘗試還原檔案系統結構。.
4.系統檔案區域
NTFS 為特殊元資料檔案保留了一個專用區域,通常稱為 系統檔案. .這些檔案都以美元符號 ($) 開頭,對檔案系統的運作和完整性至關重要:
- $LogFile: 的 交易記錄檔 記錄元資料變更,然後才套用至 MFT。這對於系統在斷電或系統當機後恢復一致性的能力非常重要(記錄檔案系統)。.
- $Bitmap: 追蹤磁碟區上每個群集的分配狀態 (是否空閒或使用中)。.
- $Volume: 包含卷的一般資訊,例如版本和標籤。.
5.資料區域
該卷的剩餘部分是 資料區域, ,這是實際檔案內容(資料執行)的儲存位置。此資料的位置由 MFT 輸入項內的非駐留屬性參照。.

NTFS 檔案系統的核心架構
NTFS 圍繞一個稱為 主檔案表 (MFT). .根據 微軟文件, 因此,NTFS 卷上的每個檔案和目錄 (包括系統檔案) 在 MFT 中都至少有一條記錄。.
主要的架構元件包括
- 主檔案表 (MFT):
作為所有檔案和目錄的索引。每個項目包含描述檔案名稱、大小、時間戳記、權限和實體磁碟位置的屬性。.
- 檔案屬性:
NTFS 將資料儲存為屬性集合,而非固定的目錄項目。常見的屬性包括 $STANDARD_INFORMATION、$FILE_NAME 和 $DATA。.
- 群組與分配:
NTFS 以群組分配儲存空間,預設值通常為 4 KB。檔案可以儲存為駐留(在 MFT 記錄內)或非駐留(由磁碟延伸部分引用)。.
此設計可讓 NTFS 有效率地管理大量檔案和數百萬個檔案,同時維持一致的效能。.
日誌與可靠性
NTFS 的特色之一是其 日誌功能. .NTFS 會維護一個交易記錄 ($LogFile) 會記錄元資料變更,然後才提交到磁碟。.
如果系統當機或失去電源:
- NTFS 會在下次開機時重製日誌
- 回退或完成未完成的元資料作業
- 自動恢復檔案系統一致性
好消息是,日誌可大幅降低檔案系統損毀的風險。雖然它無法防止硬體故障,但卻能大幅改善意外關機後的可復原性。.
安全性與權限
NTFS 提供與 Windows 緊密整合的進階安全機制:
- 存取控制清單 (ACL):
為使用者和群組定義精確的讀取、寫入和執行權限。.
- 加密 (EFS):
允許在檔案系統層級透明地加密檔案。.
- 所有權與稽核:
追蹤檔案所有權和存取事件,以便進行法規遵循和鑑識分析。.
這些功能使 NTFS 適用於企業環境,但也在資料復原過程中引入了複雜性。專業工具必須正確詮釋權限和加密資料,以避免進一步的資料遺失。.
NTFS vs FAT32 和 exFAT
常見的 NTFS 檔案系統相關問題
儘管 NTFS 卷具有強大的穩定性,但仍可能遇到問題,包括:
- 意外刪除檔案
- 檔案系統損毀導致 RAW 狀態
- 由於損壞的磁區導致 MFT 損壞
- 分割表損失
- 磁碟複製或大小調整不當
如果 NTFS 磁碟機變得無法存取. .在許多情況下,即使檔案系統結構受損,檔案資料在磁碟上仍會保持完整。.
從 NTFS 磁碟機復原資料
如果 NTFS 磁碟區無法存取或檔案遺失,請遵循受控制的復原程序:
1.立即停止使用受影響的硬碟機
繼續使用會增加覆寫可復原資料的風險。.
2.避免自動執行 CHKDSK
雖然 CHKDSK 在某些情況下很有用,但它可以永久移除損毀的元資料項目。.
3.使用唯讀復原軟體
工具,例如 Magic Data Recovery 分析 NTFS 元資料,而無需修改原始磁碟機。.
4.掃描卷和預覽檔案
執行任何還原作業前,先驗證可還原性。.
5.將資料復原至獨立的儲存裝置
切勿將已復原的檔案寫回原始磁碟機。.
這種有條不紊的方法可將風險降到最低,並將復原準確度提高到最高。.
數位鑑識中的 NTFS 檔案系統
NTFS 廣泛用於鑑識調查,因為它可以保留:
- 檔案建立、修改及存取的時間戳記
- MFT 中已刪除的檔案記錄
- 替代資料流(ADS)
- USN 變更日誌歷史
即使在刪除之後,調查人員仍可藉由這些工件重建檔案活動時間線。從鑑識的角度來看,NTFS 比非日誌檔案系統提供更多的證據價值。.
NTFS 使用者的最佳實務
要維護 NTFS 的完整性和可復原性:
- 保持定期備份
- 監控磁碟健康狀態 (SMART 狀態)
- 避免不安全的磁碟移除
- 使用專業工具進行分割區變更
- 資料遺失事件發生後迅速採取行動
準備和適當的回應是防止永久資料遺失的最有效保障。.
總結
支援 Windows 7/8/10/11 和 Windows Server
關於 NTFS 檔案系統的常見問題
1.NTFS 是好是壞?
2.Windows 是否仍使用 NTFS?
3.NTFS 是指 SSD 還是 HDD?
4.我應該關閉 NTFS 嗎?
5.如果我將 USB 磁碟機格式化為 NTFS,會發生什麼情況?
Vasilii 是一位在該領域擁有約 10 年實務經驗的資料復原專家。在他的職業生涯中,他已成功解決數千個複雜的個案,包括刪除的檔案、格式化的硬碟機、遺失的磁碟分割和 RAW 檔案系統。他的專業知識涵蓋使用十六進位編輯器等專業工具的手動復原方法,以及使用復原軟體的進階自動解決方案。Vasilii 的使命是讓 IT 專業人士和一般使用者都能獲得可靠的資料復原知識,協助他們保護寶貴的數位資產。.



