文件系统是 *** 作系统用于明确存储设备(常见的是磁盘,也有基于NAND Flash的固态硬盘)或分区上的文件的方法和数据结构;即在存储设备上组织文件的方法。 *** 作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统,简称文件系统。文件系统由三部分组成:文件系统的接口,对对象 *** 纵和管理的软件集合,对象及属性。
常见的文件系统
FAT
FAT是File Allocation Table的简称,是微软在Dos/Windows系列 *** 作系统中共使用的一种文件系统的总称,FAt12、FAT16、FAT32均是Fat文件系统。FAT文件系统将硬盘分为MBR区、DBR区、FAT区、FDT区、DADT区等5个区域。
2.NTFS
NTFS文件系统是一个基于安全性的文件系统,是Windows NT所采用的独特的文件系统结构,它是建立在保护文件和目录数据基础上,同时照顾节省存储资源、减少磁盘占用量的一种先进的文件系统。
3.CDFS
CDFS是大部分的光盘的文件系统,只有小部分光盘使用其他文件系统。这些文件系统只能在CD-R或CD-RW上读取
4.exFAT
(全称Extended File Allocation Table File System,扩展FAT,即扩展文件分配表)是
扩展文件分配表主界面
Microsoft在Windows Embeded 5.0以上(包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1)中引入的一种适合于闪存的文件系统,为了解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。对于闪存,NTFS文件系统不适合使用,exFAT更为适用。
5.RAW
RAW文件系统是一种磁盘未经处理或者未经格式化产生的的文件系统,一般来说有这几种可能造成正常文件系统变成RAW文件系统:
●没有格式化。
●格式化中途取消 *** 作。
●硬盘出现坏道。
●硬盘出现不可预知的错误。
●病毒所致。
6.Ext2 /Ext3 /Ext4
Ext是 GNU/Linux 系统中标准的文件系统,其特点为存取文件的性能极好,对于中小型的文件更显示出优势,这主要得利于其簇快取层的优良设计。
7.Btrfs
Btrfs(通常念成Butter FS),由Oracle于2007年宣布并进行中的COW(copy-on-write式)文件系统。目标是取代Linux目前的ext3文件系统,改善ext3的限制,特别是单一文件大小的限制,总文件系统大小限制以及加入文件校验和特性。加入目前ext3/4未支持的一些功能,例如可写的磁盘快照(snapshots),以及支持递归的快照(snapshots of snapshots),内建磁盘阵列(RAID)支持,支持子卷(Subvolumes)的概念,允许在线调整文件系统大小。
8.HFS
分层文件系统(Hierarchical File System,HFS)是一种由苹果电脑开发,并使用在Mac OS上的文件系统。最初被设计用于软盘和硬盘,同时也可以在在只读媒体如CD-ROM上见到
9.HFS+
HFS+文件系统是目前的Apple电脑中默认的最常见的文件系统。HFS+来源于UNIX,但是又不用于UNIX,它增加了许多新的特性,同时也有许多不同于Windows、UNIX等系统的概念。HFS+是苹果公司为替代他们的分层文件系统(HFS)而开发的一种文件系统。它被用在macintosh电脑(或者其他运行Mac OS的电脑)上。它也是iPod上使用的其中一种格式。HFS+也被称为Mac OS Extended(或误称为“HFS Extended”)。HFS+是一个HFS的改进版本,支持更大的文件,并用Unicode来命名文件或文件夹,代替了Mac OS Roman或其他一些字符集. 和HFS一样,HFS+也使用B树来存储大部分分卷元数据。
10.VMFS
VMware Virtual Machine File System (VMFS )是一种高性能的群集文件系统,它使虚拟化技术的应用超出了单个系统的限制。VMFS的设计、构建和优化针对虚拟服务器环境,可让多个虚拟机共同访问一个整合的群集式存储池,从而显著提高了资源利用率。VMFS 是跨越多个服务器实现虚拟化的基础,它可启用VMware VmotionTM 、Distributed Resource Scheduler 和 VMware High Availability 等各种服务。VMFS 还能显著减少管理开销,它提供了一种高效的虚拟化管理层,特别适合大型企业数据中心。采用 VMFS 可实现资源共享,使管理员轻松地从更高效率和存储利用率中直接获益。
11.ReFS
ReFS(Resilient File System,d性文件系统) 是在Windows 8.1和Server® 2012中新引入的一个文件系统。ReFS是与NTFS大部分兼容的,其主要目的 是为了保持较高的稳定性,可以自动验证数据是否损坏,并尽力恢复数据。
常见的文件系统大多是FAT或NTFS。
一、FAT文件系统:
1、FAT16格式
其中FAT16是自DOS、Windows 3.x以来广泛使用的硬盘分区格式,是传统的16位文件系统。它有极好的兼容性,DOS、Windows 、Windows NT的各种版本,以及其他各类 *** 作系统都支持FAT16。它相对速度快, CPU资源耗用少,所以至今仍是各类机器硬盘常用的分区格式。但是传统FAT16得不支持长文件名,受到8+3,即8个字符的文件名加3个字符扩展名的限制。单个分区的最大尺寸为2GB,单个硬盘的最大容量一般不能超过8GB,所以如果硬盘容量超过8GB,8GB以上空间则因无法利用而浪费。
2、FAT32格式
FAT32是Windows 95 OSR2版开始推出兼容16位的32位文件系统。最大特点为使用较小的簇(每簇仅为4KB)分配文件单元,大大提高硬盘空间利用率,减少了浪费。单个硬盘的最大容量达到2TB(1TB=1024GB),为海量硬盘的使用者提供了方便。它支持长文件名,能很好运行 DOS、Windows 95-2000的各种版本,但系统开销要大于FAT16。这种文件系统的安全性仍然较差。目前,支持这一磁盘分区格式的 *** 作系统有Win 97、Win 98和Win 2000/XP。但是,这种分区格式也有它的缺点,首先是采用FAT32格式分区的磁盘,由于文件分配表的扩大,运行速度比采用FAT16格式分区的硬盘要慢;另外,由于DOS系统和某些早期的应用软件不支持这种分区格式,所以采用这种分区格式后,就无法再使用老的DOS *** 作系统和某些旧的应用软件了。
二、NTFS文件系统
NTFS具有FAT的所有基本功能,并提供了优于FAT和FAT 32文件系统的特点:
1、更好的文件安全性和更大的磁盘压缩。 支持大磁盘,最大可达2tb(NTFS的最大驱动器容量远远大于FAT的最大驱动器容量,并且随着驱动器容量的增加,NTFS的性能并不下降,这与FAT有很大不同)。
2、可以在安装过程中,将现有的分区转换为NTFS。也可以在安装后的任何时候,通过在命令提示符下使用convert.exe程序,将文件系统从FAT转换为NTFS。但是只有Windows NT/2000/XP才能识别NTFS系统,Windows 9x/Me以及DOS等 *** 作系统都不能支持、识别NTFS格式的磁盘。
3、由于DOS系统不支持NTFS系统,所以最好不要将C:盘制作为NTFS系统,这样在系统崩溃后便于在DOS系统下修复。但是NTFS文件系统存在一个明显的不足,就是如果使用NTFS格式化分区,那么只有Windows 2000可以访问在该分区上创建的文件,其他 *** 作系统不能使用Windows 2000 NTFS分区。
NTFS文件系统也不是全都是优点,有些 *** 作还是需要FAT文件系统中运行的。
FAT32文件系统Windows XP的时代,硬盘文件系统采用FAT32还是很常见的。FAT32是属于文件配置表(File Allocation Table)家族的一员,完整的成员包括FAT12、FAT16、FAT32。
1984年,当微软发布MS-DOS 3.0的时候发布FAT16,簇集位址增加至16位元,即是FAT16,FAT16的最大卷大小只有2GB,当然部分情况可以达到4GB,但是在20世纪90年代,这个数字是严重不够用的,于是微软在1996年8月,利用当时发布的Windwos 95 OEM Service Releases(OSR)2带来FAT32,相比过去的FAT16,新的FAT32可以支持最小到4KB的默认簇,空间使用较为高效,支持最大为2TB的驱动器(当然要看 *** 作系统)。
FAT32的特点与优劣:
FAT32文件系统当中的最大文件大小4GB(准确来说是4GB-1byte)、采用8.3标准命名、最高支持255字符文件命名、并且不支持“. " / \ : | = ,”这几个符号。也不能在命名种采用空格等。总的来说,FAT32在那个时代紧跟发展的潮流,对于 *** 作系统也有很好的兼容性,但是因为明显的单个文件不超过4GB、文件碎片化的缺点,在新的21世纪逐渐被NTFS所取代。
NTFS文件系统
NTFS的含义是“New Technology File System”的意思。我们真正开始熟悉NTFS是要等到新世纪的NTFS 3.0、3.1版本、随着Windwos 2000、Windows XP才慢慢熟知的。
NTFS有哪些特点与优劣:
NTFS文件系统的簇位元达到64。相较于FAT32,NTFS文件系统在很多方面都拥有优越性,比如说单个文件大小最大理论支持16EB(即1024PB),在Windows 7当中NTFS的单文件限制是16TB,而在Windows 8往后的系统当中,NTFS的单个文件限制为256TB。总的来说,NTFS文件系统拥有相比FAT32很优越的优点,除文件大小限制、新的日志工作特性,还更加适合大容量的存储设备,因为NTFS并不会随着容量较大的卷而降低性能,但是FAT则有这个毛病。总之对于今天的硬盘来说,NTFS已经是主流,如果在一块硬盘上安装Windows 10,那么默认就是NTFS文件系统。
exFAT文件系统
大家知道exFAT的原因是因为要往移动设备里面拖拽文件,比如说高清电影的时候,会发现上文所说的4GB单个文件的大小限制。其实这里的关键就是移动设备,因为exFAT是微软在2006年推出的,专为闪存存储介质优化的文件系统,exFAT最早也是在Windows Embedded CE 6.0当中被加入的,其实exFAT本身的名字也是“Extended File Allocation Table”,也就是“拓展式文件配置表”(也可以称为FAT64)。目前exFAT最适合在U盘、拓展存储卡上见到的文件系统。
exFAT有哪些特点与优劣:
大家要注意的是,如果你使用FAT32,或者是NTFS,基本上是不太需要注意 *** 作系统的支持,但是exFAT是在Windwos XP SP2 With KB955704、Windwos Vista SP1往后才能得到支持。从规格上来说,exFAT最大支持128 PB的卷容量,但实际最多是256TB,并且单个文件大小理论支持16EB,但实际上上限是128PB,所以exFAT、NTFS共同的特点就是突破单个文件4GB的限制,并且针对不同的 *** 作系统,比如说Windows、Linux、macOS都有较好的跨平台兼容性。不过要注意的是,切不可混淆NTFS、exFAT的地位,虽然这两者都有很多优势,但是他们并不处于互相竞争的关系,不存在谁取代谁的问题,前者是针对桌面端的硬盘上存在的文件系统,而后者则是针对移动设备、针对闪存介质而使用的文件系统,如果调转过来的话是明显不合适的。
总结
总的来说,现在你应该很少看到FAT32文件系统的存在,它被取代的最重要一点就是单个文件4GB的限制对于今天的使用场景来说已经严重滞后,在规格之外的特性方面FAT32也说不算先进,这方面NTFS文件系统是理想的替代者,它不仅将单个文件的大小限制拓展到远远超过目前用户消费水平的程度,还拥有诸如日志记录等特性,它是目前更加适合桌面级磁碟式硬盘的文件系统。而最后的exFAT虽然属于FAT家族,但是它是专门为移动设备、闪存介质而优化的文件格式,它不仅和NTFS一样突破单文件4GB的限制,同时也是目前最适合U盘、SD卡等存储设备设用的文件格式。
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