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浅谈FAT32、exFAT和NTFS

上文我们讲Windows安装的时候提到和FAT32、exFAT和NTFS格式,这次我们就来聊一聊这三种格式到底有什么不同

想要了解上篇文章点击这里即可阅读

我们先来了解一下FAT格式:

FAT

FAT是文件配置表(英语:File Allocation Table,首字母缩略字:FAT),是一种由微软在1977年发明并拥有部分专利的文件系统,供MS-DOS使用,也是所有非NT核心的微软窗口使用的文件系统。
FAT文件系统考虑当时电脑性能有限,所以未被复杂化,因此几乎所有个人电脑的操作系统都支持。这特性使它成为理想的软盘和存储卡文件系统,也适合用作不同操作系统中的数据交流。
但FAT有一个严重的缺点:当文件删除后写入新数据,FAT不会将文件整理成完整片段再写入,长期使用后会使文件数据变得逐渐分散,而减慢了读写速度。碎片整理是一种解决方法,但必须经常重组来保持FAT文件系统的效率。

一个FAT文件系统包括四个不同的部分。

  • 保留扇区位于最开始的位置。第一个保留扇区是引导区(分区启动记录):它包括一个称为基本输入输出参数块的区域(包括一些基本的文件系统信息尤其是它的类型和其它指向其它扇区的指针),通常包括操作系统的启动调用代码。保留扇区的总数记录在引导扇区中的一个参数中。引导扇区中的重要信息可以被DOS和OS/2中称为驱动器参数块的操作系统结构访问。
  • FAT区域:它包含有两份文件分配表,这是出于系统冗余考虑,尽管它很少使用,即使是磁盘修复工具也很少使用它。它是分区信息的映射表,指示簇是如何存储的。
  • 根目录区域:它是在根目录中存储文件和目录信息的目录表。在FAT32下它可以存在分区中的任何位置,但是在早期的版本中它永远紧随FAT区域之后。
  • 数据区域:这是实际的文件和目录数据存储的区域,它占据了分区的绝大部分。通过简单地在FAT中添加文件链接的个数可以任意增加文件大小和子目录个数(只要有空簇存在)。然而需要注意的是每个簇只能被一个文件占有,这样的话如果在32KB大小的簇中有一个1KB大小的文件,那么31KB的空间就浪费掉了。

FAT32

FAT32是分区格式的一种。这种格式采用32位的文件分配表,使其对磁盘的管理能力大大增强,突破了FAT16对每一个分区的容量只有2 GB的限制。由于现在的硬盘生产成本下降,其容量越来越大,运用FAT32的分区格式后,我们可以将一个大硬盘定义成一个分区而不必分为几个分区使用,大大方便了对磁盘的管理。

与FAT 文件系统实现相比,FAT32 支持最大为 2 TB 的驱动器。
注意:Microsoft Windows 2000 仅能支持最大为 32 GB 的 FAT32 分区。

  • FAT32 可以更高效地使用空间。FAT32 使用较小的簇(即,对于大小在 8 GB 以内的驱动器,使用 4 KB 的簇),这与大的 FAT 或 FAT16 驱动器相比,可将磁盘空间的使用率提高10% 到 15%。
  • FAT32 更稳定可靠。FAT32 可以重新定位根文件夹,而且它使用文件分配表的备份副本,而不是使用默认副本。此外,FAT32 驱动器上的引导记录也得到扩展,包括了关键数据结构的备份副本。因此,与现有的 FAT16 驱动器相比,FAT32 驱动器不容易受单点故障的影响。
  • FAT32 更灵活。FAT32 驱动器上的根文件夹是普通的簇链,因此它可以位于驱动器上的任何位置。以前对根文件夹数量的限制不复存在。此外,可以禁用文件分配表镜像,这样就可以让文件分配表的副本而不是让第一个文件分配表处于活动状态。这些功能允许您动态重调 FAT32 分区的大小。不过要注意,虽然 FAT32 的设计允许这一功能,但 Microsoft 将不在初始版本中实现此功能。

exFAT

exFAT(Extended File Allocation Table File System,扩展FAT,也称作FAT64,即扩展文件分配表)是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。有FAT32的轻便、不需要耗损太多的效能及记忆体来处理文件运作,又有类似NTFS的CAL存取控制机制(很可惜在SP1下找不到exFAT对于CAL的支持),以及类似HPFS系统可快速整理可用丛集空间的Free Space Bitmap,来将档案破碎的情况尽量减少。exFAT是适用于随身碟或随身型携带装置(如PDA)的新格式,最早出现在2006年的WinCE 6.0,为了增进与桌面操作系统的相容性还有便于随身装置的同步需求,到了Vista SP1正式被纳入桌面操作系统所支持的档案系统,但跟一般玩家息息相关的,还是在于U盘上的应用。

  • 相对FAT文件系统,exFAT有如下好处:
  • 增强了台式电脑与移动设备的互操作能力
  • 单文件大小最大可达16EB(18 446 744073 709 551 616字节,(理论值,16×1024×1024TB),1TB=1024G)
  • 簇大小可高达32MB
  • 采用了剩余空间分配表,剩余空间分配性能改进
  • 同一目录下最大文件数可达2,796,202个
  • 支持访问控制
  • 支持TFAT
  • 支持Apple MAC 系统
  • 采用该文件系统的闪存盘不支持Windows Vista ReadyBoost。Windows Vista SP1与Windows 8支持该文件系统。

NTFS

NTFS (New Technology File System),是 WindowsNT 环境的文件系统。新技术文件系统是Windows NT家族(如,Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7和 windows 8.1)等的限制级专用的文件系统(操作系统所在的盘符的文件系统必须格式化为NTFS的文件系统,4096簇环境下)。
NTFS对FAT和HPFS作了若干改进,例如,支持元数据,并且使用了高级数据结构,以便于改善性能、可靠性和磁盘空间利用率,并提供了若干附加扩展功能。
该文件系统的详细定义属于商业秘密 ,微软已经将其注册为知识产权产品。

NTFS能提供更安全的文件保障,提供文件加密,能够大大提高信息的安全性。更好的磁盘压缩功能。支持最大达2TB的大硬盘,并且随着磁盘容量的增大,NTFS的性能不像FAT那样随之降低。可以赋予单个文件和文件夹权限。对同一个文件或者文件夹为不同用户可以指定不同的权限。在NTFS文件系统中,可以为单个用户设置权限。NTFS文件系统中设计的恢复能力无需用户在NTFS卷中运行磁盘修复程序。在系统崩溃事件中,NTFS文件系统使用日志文件和复查点信息自动恢复文件系统的一致性。NTFS文件夹的B-Tree结构使得用户在访问较大文件夹中的文件时,速度甚至比访问卷中较小的文件夹中的文件还快。可以在NTFS卷中压缩单个文件和文件夹。NTFS系统的压缩机制可以让用户直接读写压缩文件,而不需要使用解压软件将这些文件展开。支持活动目录和域。此特性可以帮助用户方便灵活地查看和控制网络资源。支持稀疏文件。稀疏文件是应用程序生成的一种特殊文件,文件尺寸非常大,但实际上只需要很少的磁盘空间,也就是说,NTFS只需要为这种文件实际写入的数据分配磁盘存储空间。支持磁盘配额。磁盘配额可以管理和控制每个用户所能使用的最大磁盘空间。

基本介绍完了,我们来看一下这三个格式到底有什么不同

  • 最大格式化容量 FAT32: 2 TB   exFAT:16EB(理论值) NTFS:2TB-256TB(受MBR影响,GPT可以更大)
  • 最大单一文件 FAT32:4GB   exFAT:16EB(理论值) NTFS:受最大分割容量
  • 兼容性:FAT32:大部分Linux系统、Windows和macOS exFAT:Windows、Linux(需手动挂载)和macOS NTFS:Windows

其实在我们日常使用的时候我们只要知道它们都是磁盘的文件系统的一种格式

FAT基本目前市面上的所有操作系统都能识别,但是缺点就是单文件传输最大不能超过4GB,而exFAT就解决了FAT32这个尴尬,单文件最大支持到16EB,而且也兼容市面上大部分的操作系统,而NTFS,虽然优点很多,但是毕竟是Windows NT的专用文件系统。

所以我建议如果你只是想使用U盘来安装Windows操作系统,NTFS绝对是最合适不过的选择;如果你西湖了当启动盘或者PE,那么我还是建议用exFAT,兼容性很好,也是一个FAT32和NTFS的折中方案;如果你只是用于一些小文件传输,相信FAT32也是一个不错的选择!

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1 条评论

  1. :???: :???: 只能靠自己评论来维持生活这个样子啦

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