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

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

Numéro de base de connaissances d’origine : 100108

Note

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 loin le plus simple des systèmes de fichiers pris en charge par Windows NT. Le système de fichiers FAT est caractérisé par la table d’allocation de fichiers (FAT), qui est vraiment une table qui réside en haut du volume. Pour protéger le volume, deux copies du FAT sont conservées au cas où l’un d’eux est endommagé. En outre, les tables FAT et le répertoire racine doivent être stockés dans 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 les 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 de disque doivent être repositionnée sur la piste logique du lecteur zéro chaque fois que la table FAT est mise à jour.

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

Convention d’affectation de noms FAT

FAT utilise la convention de nommage 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 contenir aucun espace.

Les noms suivants sont réservés :

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

Tous les caractères sont 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, qui ne peut pas être effectué 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 sous environ 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 et guide de planification », 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. Cela est dû au fait que la taille du volume augmente, les performances avec FAT diminuent rapidement. Il n’est pas possible de définir des autorisations sur des fichiers qui sont des partitions FAT.

Les partitions FAT sont limitées à une taille maximale de 4 Gigaoctets (Go) sous Windows NT et 2 Go dans MS-DOS.

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

• Windows NT Server « Concepts et guide de planification », 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 Microsoft Windows NT Server 4.0 « Guide des ressources », 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 grand aux disques durs plus grands qui apparaissent ensuite sur le marché. En outre, il était nécessaire qu’un nouveau système de fichiers étende le système d’affectation de noms, l’organisation et la sécurité pour les demandes croissantes du marché du serveur réseau. HPFS gère l’organisation d’annuaires fat, mais ajoute le tri automatique du répertoire en fonction des noms de fichiers. Les noms de fichiers sont étendus à jusqu’à 254 caractères d’octets doubles. HPFS permet également à un fichier d’être composé de « données » et d’attributs spéciaux pour permettre une flexibilité accrue en termes de prise en charge d’autres conventions d’affectation de noms et de sécurité. En outre, l’unité d’allocation est passée des clusters aux secteurs physiques (512 octets), ce qui réduit l’espace disque perdu.

Sous HPFS, les entrées d’annuaire contiennent plus d’informations que sous FAT. Ainsi que le fichier d’attributs, cela inclut des informations sur la modification, la création et la date et les 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 d’un fichier dans les secteurs contigus que possible. Cela s’effectue afin d’augmenter la vitesse lors du traitement séquentiel d’un fichier.

HPFS organise un lecteur en une série de bandes de 8 Mo, et chaque fois qu’un fichier est contenu dans l’une de ces bandes. Entre chacune de ces bandes est des bitmaps d’allocation 2K, qui suivent les secteurs d’une bande et n’ont pas été alloués. La bande augmente les performances, car la tête du lecteur n’a pas besoin de revenir au sommet logique (généralement 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 Block est perdu ou endommagé en raison d’un secteur incorrect, sont donc 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 regénant le Super Block. Toutefois, il s’agit d’une tâche très complexe.

Bloc de rechange

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

La correction à chaud est une technique où si une erreur se produit en raison d’un secteur incorrect, le système de fichiers déplace les informations vers un autre secteur et marque le secteur d’origine comme étant incorrect. Tout cela est fait transparent pour toutes les applications qui exécutent 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.

Note

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

Avantages de HPFS

HPFS est idéal pour les lecteurs de la plage de 200 à 400 Mo. Pour plus d’informations sur les avantages de HPFS, consultez les rubriques suivantes :

• Windows NT Server « Concepts et guide de planification », 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 HPFS

En raison de la surcharge impliquée dans HPFS, il n’est pas un choix très efficace pour un volume d’environ 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 et guide de planification », 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 d’un utilisateur, NTFS continue d’organiser les fichiers en répertoires, qui, comme HPFS, sont triés. Toutefois, contrairement à FAT ou HPFS, il n’existe aucun objet « spécial » sur le disque et il n’y a pas de dépendance sur le matériel sous-jacent, comme les secteurs de 512 octets. En outre, il n’existe aucun emplacement spécial sur le disque, tels que les tables FAT ou les super blocs HPFS.

Les objectifs de NTFS sont de fournir :

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

• 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 de NTFS, trois domaines majeurs ont été résolus : la récupération, la suppression des défaillances irrécupérables du secteur unique et la correction à chaud.

NTFS est un système de fichiers récupérable, car il effectue le suivi des transactions par rapport au système de fichiers. Lorsqu’une clé CHKDSK est effectuée sur FAT ou HPFS, la cohérence des pointeurs dans le répertoire, l’allocation et les tables de fichiers sont vérifiées. Sous NTFS, un journal des transactions sur ces composants est conservé afin que CHKDSK n’ait besoin que de restaurer les transactions vers le 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 façons : tout d’abord, en n’utilisant pas d’objets spéciaux sur le disque 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.

Comme pour les versions du système d’exploitation/2 de HPFS, NTFS prend en charge la correction à chaud.

Fonctionnalité ajoutée

L’un des principaux objectifs de conception de Windows NT à chaque niveau est de fournir une plateforme qui peut être ajoutée et basée, et NTFS n’est pas une 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. Aucun fichier de données n’est un seul flux de données. Enfin, sous NTFS, un utilisateur peut ajouter ses propres attributs définis par l’utilisateur à un fichier.

Prise en charge de POSIX

NTFS est la 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, README.TXT, Readme.txt et readme.txt sont tous des fichiers 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 le moment où deux noms de fichiers différents, qui peuvent être situés 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, afin qu’ils puissent désormais atteindre 2^64 octets (16 exabytes ou 18 446 744 073 709 551 616 octets). NTFS a également retourné 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 vus comme ayant une grande possibilité de ne pas toujours être un bon ajustement pour l’allocation. Cela a été effectué en permettant au cluster d’être défini comme plusieurs 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 des noms de fichiers longs.

Avantages de NTFS

NTFS est préférable à utiliser sur les volumes d’environ 400 Mo ou plus. Cela est dû au fait que les performances ne se dégradent pas sous NTFS, comme elle le fait sous FAT, avec des tailles de volume supérieures.

La récupération conçue en NTFS est telle qu’un utilisateur ne doit jamais avoir à exécuter un type d’utilitaire de réparation de disque sur une partition NTFS. Pour plus d’avantages de NTFS, consultez les rubriques suivantes :

• Windows NT Server « Concepts et guide de planification », 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 d’édition de disque de bas niveau pour afficher les données stockées sur un volume NTFS.

Il n’est pas possible de mettre en forme un disque de floppy avec le système de fichiers NTFS ; Windows NT met en forme tous les disques de floppy avec le système de fichiers FAT, car la surcharge impliquée dans NTFS ne s’adapte pas à un disque de floppy.

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

• Windows NT Server « Concepts et guide de planification », 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 comporter 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 du cas. Les noms peuvent contenir des caractères à l’exception des éléments suivants :

? " / \ < > * | :

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

Note

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

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