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FAT32和NTFS碎片化问题分析
发布时间:2016-02-01 09:02:42     发布者:技佳数据恢复中心     --转载请注明出处--
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      我们在谈论FAT32文件系统的缺点时,常会提到碎片化这个词,它是指一个文件在硬盘中存储的位置并不连续,而分散地存于硬盘中,当我们需要读取这个数据 时,硬盘要在不同区域中将其提取归拢后,再交由系统处理。对于机械硬盘来说,每读取一个碎片就意味着磁头需要摆臂到不同的位置上,因此,碎片化越严重的文 件系统,执行效率也就越低。FAT32的碎片化不仅体现在其数据本身在存储时可能被分解为多个碎片分散存储于硬盘不同的区域中,就连其目录结构也是这样离 散的,因此对FAT32分区做过数据恢复的人,都会感觉到使用R-Studio这类数据恢复工具展开FAT32分区时(尤其是文件数量很多的FAT32分区)会异常缓慢。

      我们知道,数据在文件系统中存储时,大致都分为目录区域和数据区域,事实上,任何一个文件系统,对于数据本身的碎片化都无法做到有效的避免,因为这样需要 在每次对数据进行编辑后都要将其重新搬运到硬盘的某个新地址保存,这样一来会增加硬盘的读写负担从而降低系统的运行效率。而对于目录区来说,却有手段可以 避免其过度碎片化。

      FAT32之所以碎片化严重,是由于他并没有将数据区和目录区可以分开,而是混在一起,它在格式化时,将数据区中第一个簇留给了根目录,而数据则从第二个 簇开始写入,如果一个簇的空间不够记录所有的根目录文件,那么FAT32会在数据区另辟空间来继续存储根目录,同样,子目录也是这样,所有FAT32的子 目录都是在数据区中单独开辟区域写入的,然后根目录与子目录通过地址双向绑定的方式互为记录。同时,FAT32对于目录区的使用规则执行“第一可用原 则”,即只要前边的目录被删除了,新文件就可以马上占用这个位置,因此,即使连续存入的文件目录,也可能保存在硬盘的不同位置上。这就是FAT32碎片化 严重的原因所在,当我们需要建立FAT32的目录结构时,系统需要在硬盘不同的区域上反复读取,对于机械硬盘来说,执行效率无疑会大打折扣,因此数据恢复软件在进行目录解析时,速度很慢。

      NTFS则有效的解决了这种目录碎片化的弊病,NTFS在格式化时,从分区的786432号簇(或2号簇)开始,向后保留了分区容量的12.5%作为目录 区($MFT)的专属空间,文件目录在这个区域连续向后存储。只有硬盘存储空间不足时,才会临时征用$MFT的存储空间,当存储空间释放后,即归还占用的 空间。同时,NTFS对于目录区的使用规则为"下一可用原则",即除非目录区空间不足,否则新目录会持续向后写入而不马上占用已删除的文件目录。正是这两 点特征,使得NTFS的工作效率大大提升。

      但是NTFS对于巨大数量文件(数百万甚至上千万)的管理效率依然不尽如人意。这是因为如果$MFT的空间不足时,系统会在硬盘其他区域为$MFT分配新 的空间,而一旦新的空间变多了,NTFS也会走上FAT32这种目录碎片化的道路。因此大型网站这种文件数量很大的存储环境中,很少有人采用 Windows和NTFS,而更倾向于EXT或者UFS这类效率更高的文件系统。

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