NTFS

	NTFS; New Technology File System
Développeur	Microsoft
Nom anglais	New Technology File System
Introduction	juillet 1993; (Windows NT 3.1)
Identificateur de partition	0x07 (MBR)
Structure
Contenu des répertoires	B+ tree
Allocation de fichiers	B+ tree
Mauvais blocs	B+ tree
Limitations
Taille maximale de fichier	en pratique 16 Tio; (en théorie 16 Eio).
Nombre maximal de fichiers	4 294 967 295 (2 32-1)
Taille maximale du nom de fichiers	255 caractères (UTF-16)
Taille maximale de volume	en pratique 256 Tio ; (en théorie 16 Eio)
Caractères autorisés dans les noms de fichiers	Unicode (UTF-16), tout caractère à l'exception de "/"
Fonctionnalités
Dates enregistrées	Création, modification, accès
Plage de dates	1er janvier 1 - 28 mai 9999999
Forks	Oui (Alternate Data Streams, voir (en) Fork (filesystem))
Attributs	Lecture seule, caché, système, archive
Permissions	ACL
Compression intégrée	Par fichier, LZ77 (à partir de Windows NT 3.51)
Chiffrement intégré	Par fichier,; DES-X (à partir de Windows 2000),; Triple DES (à partir de Windows XP),; AES (Windows XP Service Pack 1, Windows 2003 et suivants)
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NTFS (de l'anglais New Technology File System) est un système de fichiers développé par Microsoft Corporation pour sa famille de systèmes d'exploitation Windows NT, à partir de Windows NT 3.1, Windows 2000 et utilisé depuis par tous leurs successeurs (XP, Server 2003, 7, etc.).

NTFS est le successeur du système de fichiers FAT comme système de fichiers de prédilection des systèmes d'exploitation Microsoft Windows antérieurs. NTFS dispose de nombreuses améliorations techniques par rapport à la FAT et au HPFS (High Performance File System), comme un support amélioré des métadonnées, et l'utilisation de structures de données avancées pour améliorer les performances, la fiabilité et l'utilisation de l'espace disque, ainsi que des extensions supplémentaires, telles que la liste de contrôle d'accès (ACL) et la journalisation du système de fichiers.

Histoire

Dans le milieu des années 1980 Microsoft et IBM ont formé un projet conjoint visant à créer la prochaine génération de système d'exploitation graphique. Il en résulta OS/2, mais Microsoft et IBM, en désaccord sur de nombreux points, se sont finalement séparés. OS/2 est resté un projet d'IBM. Microsoft a commencé à travailler sur Windows NT. Le système de fichiers de OS/2, HPFS, comportait de nombreuses nouvelles fonctionnalités importantes. Lors de la création de son nouveau système d'exploitation, Microsoft a emprunté beaucoup de ces concepts pour NTFS^[2]. Probablement en raison de cette origine commune, NTFS et HPFS partagent le même code d'identification de type de partitionnement de disque (07). Partager un identifiant est inhabituel, car il y avait des dizaines de codes disponibles, et d'autres systèmes de fichiers importants ont leur propre code. FAT en a plus de neuf (un pour chacune des FAT12, FAT16, FAT32, etc.). Des algorithmes permettant d'identifier le système de fichiers dans un type de partition 07 doivent effectuer des contrôles supplémentaires. Il est également clair que NTFS doit une partie de sa conception architecturale à Files-11 utilisé par VMS. Cela est sûrement dû au fait que Dave Cutler fut le chef principal des Windows NT et VMS à la fois.

Versions

Le format sur disque de NTFS a cinq versions publiées :

v1.0 avec Windows NT 3.1, publiée mi-1993 ;
v1.1 avec Windows NT 3.5, publiée en automne 1994 ;
v1.2 avec Windows NT 3.51 (mi-1995) et Windows NT 4.0 (mi-1996) (parfois dénommé « NTFS 4.0 » parce que la version du pilote du système de fichiers est la 4.0) ;
v3.0 à partir de Windows 2000 (« NTFS v5.0 » ou « NTFS5 »)^[3] ;
v3.1 à partir de Windows XP (automne 2001 ; « NTFS v5.1 »).

NTFS sous GNU/linux

NTFS est peu documenté, à dessein selon certains, car, pour cette raison, et aussi du fait que l'on n'avait pas pu réaliser de rétroconception complète à son sujet, les pilotes GNU/Linux n'y donnaient accès qu'en lecture et partiellement en écriture jusqu'à l'arrivée du pilote libre NTFS-3G. Celui-ci n'est pas complet, mais permet des lectures/écritures sur du NTFS.

Historique des pilotes (pour permettre l'accès et l'écriture sur des partitions NTFS non compressées) :

Le premier pilote Linux est un module de noyau nommé NTFS qui ne permet que la lecture et l'écriture en mode remplacement seulement (considéré comme stable depuis le noyau 2.6.15), mais ni la création, ni la suppression de fichiers. Ce pilote est désormais bloqué par défaut par la plupart des distributions Linux, ce pilote n'étant plus considéré comme activement maintenu.
Le deuxième pilote est un pilote de type fuse nommé Captive NTFS. Il est beaucoup plus lent, mais permet la lecture et l'écriture de manière plus sûre pour la partition. Il s'agit techniquement d'une encapsulation de la DLL Windows. Ce pilote est connu pour de gros bugs, comme des plantages sur l'écriture de gros fichiers. Ce pilote est lui aussi déprécié à la suite de l'arrivée de NTFS-3G.
La société Paragon offre des solutions commerciales de pilotes de noyau NTFS pour les systèmes *nix (Linux, MacOS), supportant notamment la journalisation.
La société Tuxera (en) offre aussi des solutions commerciales.
Le pilote libre NTFS-3G, en version stable 1.0 depuis le 21 février 2007, permet une écriture fiable et la création de fichiers sur les partitions NTFS. Toutefois, NTFS-3G n'est pas un pilote de noyau, il s'agit d'un pilote fuse. À ce titre, même s'il a atteint un bon degré de fiabilité au point de devenir la solution par défaut dans les distributions, comme tout pilote fuse, il souffre de lenteurs, de certaines restrictions inhérentes au système fuse. Il permet de rejouer le journal NTFS, mais ne supporte pas de réelle journalisation qui est un des grands intérêts de NTFS. Il n'offre donc pas encore toute la sécurité et la vélocité de certaines solutions commerciales.
La société Paragon a annoncé vouloir développer des pilotes de noyau libre, compatible avec la licence GNU/Linux (à ce titre distincte de son offre commerciale), en remplacement du vieux pilote de module susmentionné. Ces travaux ont été soumis aux équipes de développement du noyau, Paragon s'engageant à en effectuer le suivi et le développement. Courant 2021, ce pilote a été officiellement intégré dans le noyau Linux 5.15 sous le nom de module NTFS3 afin de le distinguer du précédent^[4]. Ce pilote supporte la lecture, l'écriture, il est capable, comme NTFS-3G de rejouer le journal. En tant que pilote de noyau, Il est nettement plus rapide que fuse NTFS-3G, et implémente plus de fonctionnalités. Ce pilote devrait rapidement éclipser NTFS-3G dès lors que le noyau 5.15 se diffusera dans les distributions Linux les plus courantes. À ce jour, il ne supporte pas encore la pleine journalisation, mais selon la page de référence du noyau Linux, il semble qu'il soit prévu de développer une journalisation à travers le "Journal Block Device" (JBD) (se référer à la "todo list"). Lorsque cette journalisation sera implémentée, le système NTFS pourra être utilisé sous des environnements Linux libres dans des contextes plus intensifs, avec un niveau de sécurité très satisfaisant qui s'approchera d'un comportement natif sous Microsoft Windows.

Réparation spontanée

Les corruptions de données augmentant proportionnellement au volume des données, il devenait trop long et fréquent de lancer manuellement des réparations du système de fichier (chkdsk).

C'est pourquoi Microsoft a implémenté la réparation spontanée NTFS sur tous ses systèmes d'exploitation depuis Windows Server 2008^[5].

Taille de bloc

La taille des blocs (cluster) d'un volume NTFS est définie lors du formatage (entre 512 octets et 64 kilooctets). Si l'utilisateur ne précise pas la taille de bloc demandée, la valeur par défaut est en fonction de la taille du volume^[6] :

Taille du volume	Taille de bloc
7 Mo - 512 Mo	512 octets
512 - 1024 Mo	1 Ko
1024 Mo - 2 Go	2 Ko
2 Go - 2 To	4 Ko

Notes et références

Notes

↑ EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)
↑ Limites s'appliquant à Windows 2000 (SP4), XP (SP1+) et Windows Server 2003 (lié aux implémentations de NTFS dans ses systèmes d'exploitation, sans ses Service Packs, la limite est encore moindre - puisqu'on se retrouve limité au modèle d'adressage « LBA28 bits » - soit 128 Gio). Ses limites sont liées au nombre maximum de clusters (2³² - 1 pour la taille maximale de volume, et 2²⁸ - 1 pour la taille maximale de fichier), combinée avec la taille maximale d'un cluster, actuellement fixée à 64 Kio, c'est-à-dire un regroupement de maximum 128 (2⁷) secteurs physiques de 512 bytes.
↑ Soit 2⁶⁴ clusters - 1, possibles d'après l'architecture théorique de NTFS.

Références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « NTFS » (voir la liste des auteurs).

↑ ^{a et b} (en) « How NTFS Works », sur TechNET de Microsoft (version du 8 juillet 2006 sur Internet Archive).
↑ ^{a et b} (en) « Overview and history of NTFS », sur le site pcguide.com.
↑ « Inside Win2K NTFS, Part 1 », Microsoft, 26 janvier 2011.
↑ « NTFS3 — The Linux Kernel documentation », sur www.kernel.org (consulté le 31 décembre 2021)
↑ « Réparation spontanée NTFS », technet.microsoft.com.
↑ (en) How NTFS Works, sur le site microsoft.com, consulté le 21 aout 2015

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

(en) « How NTFS Works », sur le site de Microsoft
(en) NtfsDisableLastAccessUpdate par Microsoft, sur le site microsoft.com
(en) Pilote Captive, sur le site jankratochvil.net

[1] EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)

[3] Limites s'appliquant à Windows 2000 (SP4), XP (SP1+) et Windows Server 2003 (lié aux implémentations de NTFS dans ses systèmes d'exploitation, sans ses Service Packs, la limite est encore moindre - puisqu'on se retrouve limité au modèle d'adressage « LBA28 bits » - soit 128 Gio). Ses limites sont liées au nombre maximum de clusters (2³² - 1 pour la taille maximale de volume, et 2²⁸ - 1 pour la taille maximale de fichier), combinée avec la taille maximale d'un cluster, actuellement fixée à 64 Kio, c'est-à-dire un regroupement de maximum 128 (2⁷) secteurs physiques de 512 bytes.

[4] Soit 2⁶⁴ clusters - 1, possibles d'après l'architecture théorique de NTFS.

[NTFSimplementation-2] {a et b} (en) « How NTFS Works », sur TechNET de Microsoft (version du 8 juillet 2006 sur Internet Archive).

[:0-5] {a et b} (en) « Overview and history of NTFS », sur le site pcguide.com.

[Inside_Win2K_NTFS,_Part_1-6] « Inside Win2K NTFS, Part 1 », Microsoft, 26 janvier 2011.

[7] « NTFS3 — The Linux Kernel documentation », sur www.kernel.org (consulté le 31 décembre 2021)

[8] « Réparation spontanée NTFS », technet.microsoft.com.

[9] (en) How NTFS Works, sur le site microsoft.com, consulté le 21 aout 2015

[N 1]