Vue d’ensemble des systèmes de fichiers FAT, HPFS et NTFS

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Cet article explique les différences entre la table d’allocation de fichiers (FAT), le système de fichiers hautes performances (HPFS) et le système de fichiers NT (NTFS) sous Windows NT, ainsi que leurs avantages et inconvénients.

S’applique à : Windows 10 - toutes les éditions, Windows Server 2012 R2
Numéro de base de connaissances d’origine : 100108

Remarque

HPFS est pris en charge uniquement sous windows NT versions 3.1, 3.5 et 3.51. Windows NT 4.0 ne prend pas en charge et ne peut pas accéder aux partitions HPFS. En outre, la prise en charge du système de fichiers FAT32 est devenue disponible dans Windows 98/Windows 95 OSR2 et Windows 2000.

Vue d’ensemble de FAT

FAT est de loin le plus simple des systèmes de fichiers pris en charge par Windows NT. Le système de fichiers FAT se caractérise par la table d’allocation de fichiers (FAT), qui est en fait une table qui se trouve tout en haut du volume. Pour protéger le volume, deux copies du FAT sont conservées au cas où l’une d’elles serait endommagée. En outre, les tables FAT et le répertoire racine doivent être stockés à un emplacement fixe afin que les fichiers de démarrage du système puissent être correctement localisés.

Un disque mis en forme avec FAT est alloué dans des clusters dont la taille est déterminée par la taille du volume. Lorsqu’un fichier est créé, une entrée est créée dans le répertoire et le premier numéro de cluster contenant des données est établi. Cette entrée dans la table FAT indique qu’il s’agit du dernier cluster du fichier ou pointe vers le cluster suivant.

La mise à jour de la table FAT est très importante et prend beaucoup de temps. Si la table FAT n’est pas régulièrement mise à jour, elle peut entraîner une perte de données. Cela prend du temps, car les têtes de lecture du disque doivent être repositionnées sur la piste logique zéro du lecteur chaque fois que la table FAT est mise à jour.

Il n’existe aucune organisation à la structure d’annuaire FAT, et les fichiers reçoivent le premier emplacement ouvert sur le lecteur. En outre, FAT prend en charge uniquement les attributs de fichier en lecture seule, masqués, système et archive.

Convention d’affectation de noms FAT

FAT utilise la convention d’affectation de noms de fichier 8.3 traditionnelle et tous les noms de fichiers doivent être créés avec le jeu de caractères ASCII. Le nom d’un fichier ou d’un répertoire peut comporter jusqu’à huit caractères, puis un séparateur de point (.) et jusqu’à une extension de trois caractères. Le nom doit commencer par une lettre ou un nombre et peut contenir des caractères à l’exception des éléments suivants :

. " / \ [ ] : ; | = ,

Si l’un de ces caractères est utilisé, des résultats inattendus peuvent se produire. Le nom ne peut pas contenir d’espaces.

Les noms suivants sont réservés :

CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL

Tous les caractères seront convertis en majuscules.

Avantages de FAT

Il n’est pas possible d’effectuer une suppression sous Windows NT sur l’un des systèmes de fichiers pris en charge. Les utilitaires de suppression tentent d’accéder directement au matériel, ce qui ne peut pas être fait sous Windows NT. Toutefois, si le fichier se trouvait sur une partition FAT et que le système est redémarré sous MS-DOS, le fichier peut être supprimé. Le système de fichiers FAT est idéal pour les lecteurs et/ou les partitions de moins de 200 Mo, car FAT commence par une surcharge très faible. Pour plus d’informations sur les avantages de FAT, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Inconvénients de FAT

De préférence, lorsque vous utilisez des lecteurs ou des partitions de plus de 200 Mo, le système de fichiers FAT ne doit pas être utilisé. En effet, à mesure que la taille du volume augmente, les performances avec FAT diminuent rapidement. Il n’est pas possible de définir des autorisations sur les fichiers qui sont des partitions FAT.

La taille des partitions FAT est limitée à un maximum de 4 Gigaoctets (Go) sous Windows NT et de 2 Go dans MS-DOS.

Pour plus d’informations sur les autres inconvénients de FAT, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Microsoft Windows NT Server 4.0 Resource Kit « Resource Guide », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Vue d’ensemble de HPFS

Le système de fichiers HPFS a d’abord été introduit avec os/2 1.2 pour permettre un accès plus étendu aux disques durs plus volumineux qui apparaissaient alors sur le marché. En outre, il était nécessaire qu’un nouveau système de fichiers étende le système de noms, l’organisation et la sécurité pour les demandes croissantes du marché des serveurs réseau. HPFS gère l’organisation du répertoire de FAT, mais ajoute le tri automatique du répertoire en fonction des noms de fichiers. Les noms de fichiers sont étendus jusqu’à 254 caractères sur deux octets. HPFS permet également à un fichier d’être composé de « données » et d’attributs spéciaux pour permettre une plus grande flexibilité en termes de prise en charge d’autres conventions d’affectation de noms et de sécurité. En outre, l’unité d’allocation passe des clusters aux secteurs physiques (512 octets), ce qui réduit l’espace disque perdu.

Sous HPFS, les entrées de répertoire contiennent plus d’informations que sous FAT. Outre le fichier d’attributs, cela inclut des informations sur la modification, la création et les dates et heures d’accès. Au lieu de pointer vers le premier cluster du fichier, les entrées de répertoire sous HPFS pointent vers le FNODE. Le FNODE peut contenir les données du fichier, ou des pointeurs qui peuvent pointer vers les données du fichier ou vers d’autres structures qui pointeront éventuellement vers les données du fichier.

HPFS tente d’allouer autant de fichiers que possible dans des secteurs contigus. Cette opération permet d’augmenter la vitesse lors du traitement séquentiel d’un fichier.

HPFS organise un lecteur en une série de bandes de 8 Mo et, dans la mesure du possible, un fichier est contenu dans l’une de ces bandes. Entre chacune de ces bandes se trouvent des bitmaps d’allocation de 2 Ko, qui assurent le suivi des secteurs au sein d’une bande qui ont été alloués et qui n’ont pas été alloués. Le bagpage augmente les performances, car la tête du lecteur n’a pas besoin de revenir à la partie supérieure logique (généralement le cylindre 0) du disque, mais à la bitmap d’allocation de bande la plus proche pour déterminer où un fichier doit être stocké.

En outre, HPFS inclut deux objets de données spéciaux uniques :

Super bloc

Le super bloc se trouve dans le secteur logique 16 et contient un pointeur vers le FNODE du répertoire racine. L’un des principaux dangers de l’utilisation de HPFS est que si le super bloc est perdu ou endommagé en raison d’un mauvais secteur, le contenu de la partition, même si le reste du lecteur est correct. Il serait possible de récupérer les données sur le lecteur en copiant tout sur un autre lecteur avec un bon secteur 16 et en reconstruisant le super bloc. Toutefois, il s’agit d’une tâche très complexe.

Bloc de secours

Le bloc de secours se trouve dans le secteur logique 17 et contient une table des « correctifs à chaud » et le bloc d’annuaire de secours. Sous HPFS, lorsqu’un secteur défectueux est détecté, l’entrée de « correctifs à chaud » est utilisée pour pointer logiquement vers un bon secteur existant à la place du mauvais secteur. Cette technique de gestion des erreurs d’écriture est appelée correction à chaud.

La correction à chaud est une technique dans laquelle, si une erreur se produit en raison d’un mauvais secteur, le système de fichiers déplace les informations vers un autre secteur et marque le secteur d’origine comme mauvais. Tout cela est transparent pour toutes les applications qui effectuent des E/S de disque (autrement dit, l’application ne sait jamais qu’il y a eu des problèmes avec le disque dur). L’utilisation d’un système de fichiers prenant en charge la correction à chaud élimine les messages d’erreur tels que le message d’erreur FAT « Abandonner, Réessayer ou Échouer ? » qui se produit lorsqu’un secteur incorrect est rencontré.

Remarque

La version de HPFS incluse dans Windows NT ne prend pas en charge la réparation à chaud.

Avantages de HPFS

HPFS est idéal pour les lecteurs compris entre 200 et 400 Mo. Pour plus d’informations sur les avantages de HPFS, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Inconvénients du SPFS

En raison de la surcharge liée à HPFS, il ne s’agit pas d’un choix très efficace pour un volume inférieur à 200 Mo. En outre, avec des volumes supérieurs à environ 400 Mo, il y aura une dégradation des performances. Vous ne pouvez pas définir la sécurité sur HPFS sous Windows NT.

HPFS est pris en charge uniquement sous windows NT versions 3.1, 3.5 et 3.51. Windows NT 4.0 ne peut pas accéder aux partitions HPFS.

Pour plus d’inconvénients de HPFS, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Vue d’ensemble de NTFS

Du point de vue de l’utilisateur, NTFS continue d’organiser les fichiers en répertoires, qui, comme HPFS, sont triés. Toutefois, contrairement à FAT ou HPFS, il n’y a pas d’objets « spéciaux » sur le disque et il n’existe aucune dépendance vis-à-vis du matériel sous-jacent, tel que les secteurs de 512 octets. En outre, il n’existe pas d’emplacements spéciaux sur le disque, tels que les tables FAT ou les super blocs HPFS.

Les objectifs de NTFS sont de fournir les éléments suivants :

  • Fiabilité, particulièrement souhaitable pour les systèmes haut de gamme et les serveurs de fichiers

  • Une plateforme pour les fonctionnalités ajoutées

  • Prise en charge des exigences POSIX

  • Suppression des limitations des systèmes de fichiers FAT et HPFS

Fiabilité

Pour garantir la fiabilité du NTFS, trois grands domaines ont été abordés : la récupérabilité, l’élimination des défaillances irrécupérables d’un seul secteur et la réparation à chaud.

NTFS est un système de fichiers récupérable, car il effectue le suivi des transactions par rapport au système de fichiers. Lorsqu’un CHKDSK est exécuté sur FAT ou HPFS, la cohérence des pointeurs dans le répertoire, l’allocation et les tables de fichiers est vérifiée. Sous NTFS, un journal des transactions sur ces composants est conservé afin que CHKDSK n’ait besoin de restaurer les transactions qu’au dernier point de validation afin de récupérer la cohérence au sein du système de fichiers.

Sous FAT ou HPFS, si un secteur qui est l’emplacement de l’un des objets spéciaux du système de fichiers échoue, une défaillance de secteur unique se produit. NTFS évite cela de deux manières : tout d’abord, en n’utilisant pas d’objets spéciaux sur le disque et en effectuant le suivi et en protégeant tous les objets qui se trouvent sur le disque. Deuxièmement, sous NTFS, plusieurs copies (le nombre dépend de la taille du volume) de la table de fichiers maîtres sont conservées.

À l’instar des versions os/2 de HPFS, NTFS prend en charge la correction à chaud.

Ajout de fonctionnalités

L’un des principaux objectifs de conception de Windows NT à tous les niveaux est de fournir une plateforme qui peut être ajoutée et basée sur, et NTFS ne fait pas exception. NTFS fournit une plateforme riche et flexible pour que d’autres systèmes de fichiers puissent être utilisés. En outre, NTFS prend entièrement en charge le modèle de sécurité Windows NT et prend en charge plusieurs flux de données. Un fichier de données n’est plus un flux de données unique. Enfin, sous NTFS, un utilisateur peut ajouter ses propres attributs définis par l’utilisateur à un fichier.

Prise en charge de POSIX

NTFS est le plus conforme POSIX.1 des systèmes de fichiers pris en charge, car il prend en charge les exigences POSIX.1 suivantes :

Nommage respectant la casse :

Sous POSIX, les fichiers README.TXT, Readme.txt et readme.txt sont tous différents.

Horodatage supplémentaire :

L’horodatage supplémentaire fournit l’heure à laquelle le fichier a été consulté pour la dernière fois.

Liens durs :

Un lien dur est quand deux noms de fichiers différents, qui peuvent se trouver dans des répertoires différents, pointent vers les mêmes données.

Supprimer les limitations

Tout d’abord, NTFS a considérablement augmenté la taille des fichiers et des volumes, de sorte qu’ils peuvent maintenant être jusqu’à 2^64 octets (16 exaoctets ou 18 446 744 073 709 551 616 octets). NTFS est également revenu au concept FAT des clusters afin d’éviter le problème HPFS d’une taille de secteur fixe. Cela a été fait parce que Windows NT est un système d’exploitation portable et que différentes technologies de disque sont susceptibles d’être rencontrées à un moment donné. Par conséquent, 512 octets par secteur ont été considérés comme ayant une grande possibilité de ne pas toujours être un bon ajustement pour l’allocation. Pour ce faire, le cluster peut être défini en tant que multiples de la taille d’allocation naturelle du matériel. Enfin, dans NTFS, tous les noms de fichiers sont basés sur Unicode, et les noms de fichiers 8.3 sont conservés avec les noms de fichiers longs.

Avantages de NTFS

NTFS est idéal pour une utilisation sur des volumes d’environ 400 Mo ou plus. Cela est dû au fait que les performances ne se dégradent pas sous NTFS, comme c’est le cas sous FAT, avec des tailles de volume plus élevées.

La récupérabilité conçue dans NTFS est telle qu’un utilisateur ne doit jamais avoir à exécuter une sorte d’utilitaire de réparation de disque sur une partition NTFS. Pour obtenir des avantages supplémentaires de NTFS, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Inconvénients de NTFS

Il n’est pas recommandé d’utiliser NTFS sur un volume inférieur à environ 400 Mo, en raison de la surcharge d’espace impliquée dans NTFS. Cette surcharge d’espace se présente sous la forme de fichiers système NTFS qui utilisent généralement au moins 4 Mo d’espace disque sur une partition de 100 Mo.

Actuellement, aucun chiffrement de fichier n’est intégré à NTFS. Par conséquent, une personne peut démarrer sous MS-DOS ou un autre système d’exploitation et utiliser un utilitaire de modification de disque de bas niveau pour afficher les données stockées sur un volume NTFS.

Il n’est pas possible de mettre en forme un disquette avec le système de fichiers NTFS ; Windows NT met en forme tous les disquettes avec le système de fichiers FAT, car la surcharge impliquée dans NTFS ne tient pas sur un disquette.

Pour plus d’informations sur les inconvénients de NTFS, consultez les rubriques suivantes :

  • Windows NT Server « Concepts and Planning Guide », chapitre 5, section intitulée « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources windows NT Workstation 4.0, chapitre 18, « Choix d’un système de fichiers »

  • Kit de ressources Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », chapitre 3, section intitulée « Quel système de fichiers utiliser sur quels volumes »

Conventions d’affectation de noms NTFS

Les noms de fichiers et de répertoires peuvent prendre jusqu’à 255 caractères, y compris les extensions. Les noms conservent la casse, mais ne respectent pas la casse. NTFS ne fait aucune distinction entre les noms de fichiers en fonction de la casse. Les noms peuvent contenir tous les caractères, à l’exception des éléments suivants :

? " / \ < > * | :

Actuellement, à partir de la ligne de commande, vous pouvez uniquement créer des noms de fichiers de 253 caractères maximum.

Remarque

Les limitations matérielles sous-jacentes peuvent imposer des limitations de taille de partition supplémentaires dans n’importe quel système de fichiers. En particulier, une partition de démarrage ne peut avoir qu’une taille de 7,8 Go, et il existe une limitation de 2 téraoctets dans la table de partitions.

Pour plus d’informations sur les systèmes de fichiers pris en charge pour Windows NT, consultez le Kit de ressources Windows NT.