Master boot record và GPT

GPT (GUID Partition Table) là một phần nằm trong đặc tả EFI do Intel đưa
ra, mô hình EFI giúp cho hệ điều hành có thể giao tiếp với firmware hệ
thống. GPT có thể xem là một miêu tả về cách sắp xếp các phân vùng trên
một ổ đĩa.
Đa phần người dùng Windows hiện nay đều sử dụng hệ thống sắp xếp phân
vùng (partition scheme) theo dạng MBR (Master Boot Record). MBR chỉ hỗ
trợ một bảng phân vùng với tối đa 4 phân vùng, do đó số lượng phân vùng
primary bị giới hạn ở mức tương ứng. Nếu có nhu cầu nhiều hơn, bạn buộc
phải tạo phân vùng mới kiểu logical nằm trong vùng extend. Phân vùng dạng
này sẽ không thể cho phép bạn gán cờ (flag) boot hay cài đặt hệ điều hành
lên chúng.
GPT ra đời với khả năng tùy biến cao hơn như cho phép tạo nhiều hơn các
phân vùng primary, kích thước tối đa của ổ đĩa tăng lên…
* Cấu trúc ổ đĩa dạng GPT
Ảnh: GPT
Một ổ đĩa được chia ra làm nhiều LBA (Logical Block Addressing). Thông
thường, một LBA có kích thước là 512 byte, tuy nhiên kích thước có thể thay
đổi lên đến 1024 byte hoặc 2048 byte.
- LBA đầu tiên sẽ có cấu trúc giống một ổ đĩa dạng MBR, nhằm giúp các
phần mềm dựa trên MBR có thể “hiểu” được GPT nhằm tránh ghi đè.
- LBA 1 sẽ gồm các header chứa GUID và thông tin về dung lượng, vị trí
phân vùng.
- Các LBA tiếp theo (2-33) chứa các GUID tương ứng với các phân vùng.
Một phiên bản của các LBA 1-33 sẽ được sao lưu ở vùng dữ liệu cuối của ổ đĩa.
Các phân vùng sẽ nằm sau LBA33, số lượng phân vùng trên lý thuyết có thể đạt
đến vô hạn. Mỗi phân vùng sẽ được gán một GUID (Globally Unique
Identifier) để đảm bảo tính duy nhất của các phân vùng.
* Những ưu điểm mà một ổ đĩa dạng GPT mang lại
- Cho phép tạo đến 128 phân vùng primary.
- Cho phép dung lượng ổ đĩa vượt quá 2 TB (mức giới hạn đối với ổ đĩa dạng
MBR)

- Tích hợp CRC32, một cơ chế kiểm tra lỗi, tăng tính ổn định cho bảng phân
vùng.
- Mỗi phân vùng sẽ tương ứng với một GUID, thuộc tính và kiểu phân vùng
sẽ do GUID quyết định.
PBR:
PBR là bản ghi đầu tiên của bất kì phân vùng khởi động nào (primary patition).
Đôi khi nó được gọi là Volume Boot Record (VBR). MBR nạp PBR vào bộ nhớ và
chuyển quyền điều khiển cho nó. Trong khi các mã MBR đang hoạt động độc lập
với các hệ điều hành khác nhau thì các mã trong PBR được cung cấp và làm việc
với một hệ điều hành cụ thể. Nói chung , công việc của các mã trong PBR là tải
một chương trình.
Các mã trong PBR không thể đọc cấu trúc file - thư mục hệ thống để xác định vị trí
mảnh tiếp theo để tải.
• Như đã đề cập ở trên, các mã PBR là theo các hệ điều hành cụ thể.
- Đối với Windows PBR nạp thêm 16 sector từ đầu của phân vùng. Các sector
này tạo thành các giai đoạn đầu tiên của bộ nạp khởi động Windows và sau
đó lần lượt tải một trong hai tập tin tùy thuộc vào phiên bản của Window :
+, Đối với các phiên bản của Windows XP lên , các NTLDR tập tin được tải
vào bộ nhớ . PBR sau đó chuyển đến NTLDR .
+, Đối với Vista,7 và các phiên bản tiếp theo của Windows, PBR tải
bootmgr , Boot Manager vào bộ nhớ và chuyển tới đó.
+, Đối với Linux có hai bộ nạp khởi động phổ biến : LILO ( Linux Loader)
và GRUB ( Grand Unified Boot Loader) .
MASTER BOOT RECORD
- Một master boot record ( MBR ) là một boot sector đặc biệt ở đầu của phân
vùng các thiết bị lưu trữ như: ổ đĩa cố định hoặc ổ đĩa di động sử dụng cùng
với hệ thống máy tính tương thích IBM.
- MBR chứa các thông tin về cách phân vùng logic.
- Bên cạnh đó , các MBR cũng chứa mã thực thi chức năng như một bộ nạp
cho cài đặt hệ điều hành , thường là bằng cách thông qua kiểm soát đến giai

đoạn thứ hai của bộ nạp, hoặc kết hợp với PBR của mỗi phân vùng ( VBR ).
Mã MBR này thường được gọi là một bộ nạp khởi động .
- Việc tổ chức các bảng phân vùng trong MBR hạn chế không gian lưu trữ địa
chỉ tối đa của một đĩa. Mỗi phân vùng chỉ tối đa 2TB.
 Vì vậy , mô hình phân vùng MBR đang trong quá trình bị thay thế bởi
các GUID Partition Table ( GPT ) trong các hệ thống máy đời mới. Một
GPT có thể cùng tồn tại với một MBR để cung cấp khả năng tương thích
ngược với các hệ thống cũ .
Sự khác nhau giữa MBR và GPT
Master Boot Record (MBR) là gì?
Đây là một chuẩn quản lí thông tin phân vùng cũ, nhưng tới ngày nay chúng vẫn
được sử dụng rất rất nhiều. MBR lưu trữ thông tin về phân vùng ổ cứng ở một
phân vùng nhỏ trong ổ cứng, nó chứa các mã thực thi để hệ điều hành chạy nó
trước khi khởi động.
MBR có nhiều nhược điểm, như bạn chỉ có thể tạo được 4 phân vùng, nếu nhiều
hơn bạn phải để hệ điều hành hiểu rằng các phân vùng tạo thêm là phân vùng gắn
ngoài (tạm hiểu như là usb, ổ cứng gắn ngoài). Ngoài ra, một phân vùng không thể
hơn có kích thước lớn hơn 2 TB.
Nhược điểm cuối cùng và lớn nhất ổ cứng MBR sử dụng MBR là nơi lưu trữ thông
tin phân vùng duy nhất, nếu phân vùng này chẳng may bị hỏng là ổ cứng của bạn
sẽ đi tong ngay.
GUID Partition Table (GPT) là gì?
GPT là một chuẩn quản lí thông tin phân vùng mới hiện nay. Điểm khác với MBR
là nó sử dụng GUID (Globally unique identifiers), tạm dịch định danh duy nhất
toàn cầu, hay ổ cứng của bạn sẽ được xác định bởi một mã số duy nhất hay nói
cách khác bạn là bạn không có ai giống bạn trên thế giới này.
Với GPT, bạn có thể tạo nhiều hơn 4 phân vùng, một phân vùng GPT có kích
thước tối đa là 1 ZB. (1 ZB bằng 1 tỉ TB), và thay vì MBR chỉ có một nơi duy nhất
lưu trữ thông tin phân vùng thì GPT có hai nơi như vậy, một ở đầu và một ở cuối
để tránh việc một trong hai nơi bị hỏng hóc.

Mặc dù theo lí thuyết trên, GPT cho bạn khả năng lưu trữ vô hạn, nhưng thực tế thì
Windows chỉ hỗ trợ 128 phân vùng khác nhau, và kích thước tối đa bạn có thể đạt
được là 256 TB.
Tóm lại với GPT có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với MBR, và đang được thay
thế dần trên các máy tính hiện nay.
Sự khác nhau giữa BIOS và UEFI/EFI
Khi tìm hiểu về UEFI mà mình không đề cập tới BIOS sẽ là một thiếu sót lớn. Do
bài viết của mình sẽ tổng hợp và đơn giản các kiến thức để bạn có thể hình dung
một cách dễ dàng hơn, nên mình sẽ không đề cập nhiều tới các chi tiết kĩ thuật.
BIOS là gì?
BIOS chính là một phần mềm nhằm kiểm tra hệ thống của bạn trước khi máy tính
khởi động, hiểu đơn giản là nó kiểm tra xem máy bạn có card màn hình không, có
chuột không, có bàn phím không… sau đó nó sẽ gửi thông tin đó tới hệ điều hành
để nhận các thiết bị này, và máy bạn sẽ khởi động.
UEFI và EFI là gì?
UEFI cũng có tác dụng tương tự như BIOS, nhưng nó là chuẩn mới hơn, nên sẽ
giúp việc nạp và kiểm tra hệ thống bạn nhanh hơn BIOS. Vì ngày nay, các thiết bị
ngoại vi đa giao tiếp gắn trên một máy tính quá nhiều làm cho BIOS gặp nhiều khó
khăn khi máy tính khởi động, nên UEFI đã được sử dụng để thay thế dần BIOS.
EFI cũng tương tự như UEFI, nó là tên gọi được Apple sử dụng trong các dòng
máy Mac, còn các máy tính của hãng khác thì sử dụng tên gọi UEFI.
Apple đã áp dụng chuẩn EFI khá lâu, còn mãi đến sau này UEFI mới được
Microsoft sử dụng trên Windows 8, đó cũng là lí do mà việc khởi động Windows 8
nhanh hơn các phiên bản trước rất nhiều nhờ sự kết hợp giữa UEFI và GPT cho tốc
độ truy xuất siêu nhanh.
FAT và NTFS
FAT:
- FAT là viết tắt của "File Allocation Table" tạm dịch là "Bảng cấp phát tập
tin". FAT được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1977 với phiên bản FAT12.
Sau đó là các phiên bản FAT16 và FAT32.

- Bảng FAT gồm nhiều phần tử. Chiều dài mỗi phần tử được tính bằng số
bit, biểu thị số đếm của bảng FAT.
Bảng FAT:
NTFS:
- NTFS là hệ thống tập tin tiêu chuẩn của WinNT, bao gồm cả các phiên bản
sau này của Windows như 2000,xp,vista,7.
- NTFS thay thế hệ thống tập tin FAT vốn là hệ thống tập tin ưa thích cho các
hệ điều hành Windows của Microsoft. NTFS có nhiều cải tiến hơn FAT
và HPFS (High Performance File System - Hệ thống tập tin hiệu năng cao)
như hỗ trợ cải tiến cho các siêu dữ liệu và sử dụng các cấu trúc dữ liệu tiên
tiến để cải thiện hiệu suất, độ tin cậy, và sử dụng không gian ổ đĩa, cộng
thêm phần mở rộng như các danh sách kiểm soát truy cập bảo mật (access
control list-ACL) và bản ghi hệ thống tập tin.
- NTFS là viết tắt của ¨New Technology File System¨ (Hệ thống tập tin công
nghệ mới).
Các phiên bản
NTFS có 5 phiên bản được phát hành:
• Phiên bản 1.0 (v1.0) với NT 3.1, phát hành giữa năm 1993
• Phiên bản 1.1 (v1.1) với NT 3.5, phát hành cuối năm 1994
• Phiên bản 1.2 (v1.2) với NT 3.51 (giữa năm 1995) và NT 4 (giữa năm 1996)
(đôi khi còn gọi là "NTFS 4.0", vì phiên bản OS là 4.0)
• Phiên bản 3.0 (v3.0) của Windows 2000 ("NTFS V5.0")
• Phiên bản 3.1 (v3.1) của Windows XP (mùa thu 2001; "NTFS V5.1"),
Windows Server 2003 (mùa xuân 2003; đôi khi còn gọi là "NTFS V5.2"),
Windows Vista (giữa năm 2005) (đôi khi còn gọi là "NTFS V6.0") và
Windows Server 2008
V1.0 và V1.1 (và các phiên bản mới hơn) không tương thích: vì các đĩa được ghi
bằng NT 3.5x không thể đọc được bằng NT 3.1 cho đến khi một bản cập nhật trên
đĩa CD có NT 3.5x được áp dụng cho NT 3.1, bản cập nhật cũng thêm vài hỗ trợ
tên tập tin dài FAT. V1.2 hỗ trợ các tập tin nén, các dòng dữ liệu được đặt tên, bảo

mật dựa trên ACL, vân vân. V3.0 thêm vào cấp hạn ngạch cho đĩa, mã hóa, tập tin
rải, các điểm phân tích kiểm tra, bản ghi số thứ tự cập nhật (USN - update
sequence number), các tập tin và thư mục $Extend, và tổ chức lại ký hiệu bảo mật
để nhiều tập tin sử dụng cùng thiết lập bảo mật có thể chia sẻ cùng một ký hiệu.
V3.1 mở rộng danh sách Bảng tập tin gốc (MFT - Master File Table) với số ghi
MFT dư (có ích cho việc khôi mục các tập tin MFT bị hư hỏng).
Windows Vista đưa vào sử dụng NTFS giao tác, các liên kết biểu tượng NTFS,
phân vùng thu hẹp và chức năng tự sửa chữa, mặc dù những tính năng này dùng
nhiều hơn để bổ sung chức năng của hệ điều hành hơn là cho bản thân hệ thống tập
tin.
Các đặc tính
NTFS v3.0 bao gồm vài đặc tính mới so với FAT, đó là: hỗ trợ tập tin rải, cấp hạn
ngạch sử dụng ổ đĩa, các điểm phân tích kiểm tra, theo dõi liên kết phân phối, và
mã hóa các mức tập tin, cũng còn gọi là Hệ thống tập tin mã hóa (EFS).
Bản ghi số thứ tự cập nhật (USN)
Đây là một đặc tính quản lý hệ thống ghi các thay đổi của tất cả các tập tin, dòng
dữ liệu và thư mục trong đĩa, cũng như các đặc tính khác của tập tin, thư mục và
các thiết lập bảo mật. Đây là một chức năng quan trọng của NTFS (một tính năng
mà FAT/FAT32 không có) để bảo đảm rằng các cấu trúc dữ liệu phức tạp bên
trong của nó (đặc biệt là các bitmap cấp cho đĩa, hay di chuyển dữ liệu được thực
hiện bởi các API phân mảnh, các sửa đổi những bản ghi MFT như di chuyển một
vài biến số các đặc tính chiều dài được lưu trữ trong các bản ghi MFT và danh sách
đặc tính, hay cập nhật các ký hiệu bảo mật chung, hoặc để khởi động sector và
mirror cục bộ nơi thực hiện USN cuối cùng trên đĩa được lưu trữ) và các chỉ số
(cho các thư mục và ký hiệu bảo mật) sẽ còn phù hợp trong mọi trường hợp hệ
thống bị hư hỏng, và cho phép dễ dàng hủy các thay đổi không ràng buộc với các
cấu trúc dữ liệu quan trọng đó khi ổ đĩa sẽ bị cài đặc lại. Trong các phiên bản mới
của Window, bản ghi số thứ tự cập nhật đã mở rộng để truy theo trạng thái của các
hoạt động giao tác khác trên các phần khác của hệ thống tập tin NTFS, chẳng hạn
như các bản sao bóng VSS của các tập tin hệ thống với các ngữ nghĩa copy-on-

write (Copy-on-Write (COW) cho phép tiến trình cha và con dùng chung trang
trong bộ nhớ khi mới khởi tạo tiến trình con), hoặc thực hiện các Giao tác NTFS và
các hệ thống tập tin phân phối.
Các liên kết cứng và viết tắt tên tập tin
Ban đầu gồm hỗ trợ hệ thống con POSIX trong Windows NT, các liên kết cứng
tương tự như các nút thư mục, nhưng được sử dụng cho các tập tin thay vì các thư
mục. Các liên kết cứng chỉ có thể được áp dụng cho các tập tin trên cùng một ổ đĩa
từ một bản ghi tên tập tin phụ được thêm vào bản ghi MFT của tập tin. Viết ngắn
tên tập tin cũng được thực hiện như các bản ghi tên tập tin phụ, nó không có các
danh sách thư mục riêng biệt.
Các dòng dữ liệu luân phiên (ADS)
Các dòng dữ liệu luân phiên cho phép nhiều hơn một dòng dữ liệu được liên kết
với một tên tập tin, sử dụng định dạng tên tập tin là "filename:streamname" (ví dụ
"text.txt:extrastream). Các dòng luân phiên không được liệt kê trong Windows
Explorer, và kích thước của chúng không bao gồm cả kích thước của tập tin. Chỉ
có dòng chính của một tập tin được duy trì khi nó được sao chép vào một mạng
chia sẻ hoặc ổ đĩa USB định dạng FAT, gắn với một e-mail, hay tải lên một
website. Do đó, sử dụng các dòng luân phiên cho dữ liệu quan trọng có thể gây ra
các vấn đề. Các dòng NTFS được giới thiệu trong Windows NT 3.1, để kích hoạt
Các dịch vụ cho Macintosh (SFM) nhằm lưu trữ các nhánh tài nguyên Macintosh.
Mặc dù các phiên bản hiện hành của Windows Server không còn gồm SFM, nhưng
các sản phẩm Apple Filing Protocol (AFP) của bên thứ ba (như Group Logic's
ExtremeZ-IP) vẫn sử dụng tính năng này của hệ thống tập tin. Malware được sử
dụng cho các dòng dữ liệu luân phiên nhằm ẩn mã của nó; một số công cụ quét
malware và các công cụ đặc biệt khác hiện nay dùng để kiểm tra các dòng luân
phiên trong dữ liệu. Microsoft cung cấp một công cụ gọi là Streams cho phép
người dùng xem được các dòng trên một ổ được chọn.
ADS rất nhỏ cũng được thêm vào trong chương trình Internet Explorer (và cả các
trình duyệt khác hiện nay) để đánh dấu các tập tin đã được tải về từ các trang bên
ngoài: chúng có thể không an toàn để chạy cục bộ và tiện ích cục bộ sẽ yêu cầu xác

nhận từ người dùng trước khi mở chúng. Khi người dùng không muốn xác nhận
yêu cầu này, ADS chỉ đơn giản giảm xuống từ danh mục MFT cho các tập tin được
download.
Một số trình ứng dụng media cũng đã cố gắng sử dụng ADS để lưu trữ siêu dữ liệu
cho các tập tin media, để tổ chức sắp xếp, mà không sửa đổi nội dung dữ liệu có
ích của bản thân các tập tin media (sử dụng các thẻ nhúng khi chúng được hỗ trợ
bởi các đinh dạng tập tin media như MPEG và OGG); siêu dữ liệu này có thể được
hiển thị trong Windows Explorer như các cột thông tin thêm, với sự giúp đỡ của
một thanh ghi đã ghi một Windows Shell mở rộng mà có thể phân tích chúng,
nhưng hầu hết các trình ứng dụng media thích sử dụng cơ sở dữ liệu của bản thân
thay vì ADS để lưu trữ các thông tin (đặc biệt vì ADS được hiện thị các tập tin này
cho tất cả người dùng, thay vì được quản lý với các thiết lập bảo mật riêng biệt cho
mỗi người dùng và có các giá trị được xác định theo sở thích người dùng).
Các tập tin thưa
Các tập tin thưa là các tập tin chứa các tập hợp dữ liệu thưa thớt, dữ liệu chủ yếu
được làm đầy bằng các số 0. Các ứng dụng cơ sở dữ liệu, đôi khi sử dụng các tập
tin thưa. Vì điều này, Microsoft đã triển khai thực hiện hỗ trợ cho việc lưu trữ hiệu
quả của các tập tin thưa bằng cách cho phép một ứng dụng chỉ rõ các vùng dữ liệu
rỗng (vùng toàn số 0). Một ứng dụng đọc một tập tin thưa theo kiểu bình thướng
với hệ thống tập tin tính toán những gì dữ liệu cần phải trả lại dựa trên khoảng
trống tập tin. Cũng như với các tập tin nén, kích thước thực tế của các tập tin thưa
không được đưa vào bản kê khai khi xác định các giới hạn hạn ngạch.
Tập tin nén
NTFS nén các tập tin bắng cách sử dụng một biến thể của thuật toán LZ77. Mặc dù
truy cập đọc-ghi vào các tập tin nén được rõ ràng, Microsoft khuyến cáo tránh nén
trên các hệ thống server và/hoặc mạng chia sẻ giữ hồ sơ chuyển vùng vì nó nạp
một lượng đáng kể thông tin cần xử lý vào bộ xử lý.
Sao chép bóng ổ đĩa
Dịch vụ sao chép bóng ổ đĩa (Volume Shadow Copy Service - VSS) giữ lại các
phiên bản cũ của các tập tin và thư mục trong các ổ đĩa NTFS bằng cách sao chép

dữ liệu ghi đè mới, cũ (copy-on-write). Dữ liệu tập tin cũ che dữ liệu mới khi
người dùng yêu cầu hoàn nguyên một phiên bản trước đó. Điều này cho phép các
chương trình sao lưu dữ liệu lưu trữ các tập tin hiện thời đang được sử dụng bởi hệ
thống tập tin. Trên các hệ thống xử lý nhiều, Microsoft khuyến cáo thiếp lập một ổ
sao lưu bóng trên một ổ đĩa riêng. Để đảm bảo phục hồi trong trường hợp hệ thống
hư hỏng, VSS cũng sử dụng bản ghi USN để đánh dấu các giao tác cục bộ và đảm
bảo các thay đổi hệ thống tập tin sẽ được phục hồi hiệu quả sau khi hệ thống khởi
động lại khi ổ đĩa NTFS sẽ được cài đặt lại, hoặc giảm xuống an toàn đến một
phiên bản cũ nếu phiên bản mới không được ghi đầy đủ trước khi xác nhận thực sự
trước lúc đóng tập tin sửa đổi. Tuy nhiên, các bóng VSS này không được phối hợp
tổng thể trên nhiều tập tin hay ổ đĩa, trừ khi sử dụng một người phối hợp giao tác.
Họ chỉ có thể được sử dụng để đảm bảo răng các phiên bản cũ sẽ vẫn có thể truy
cập trong các hoạt động sao lưu, để nhận được hình ảnh hệ thống phù hợp.
Giao tác NTFS
Như với Windows Vista, các ứng dụng có thể sử dụng Giao tác NTFS để thay đổi
nhóm các tập tin với nhau trong một giao tác. Giao tác sẽ đảm bảo tất cả thay đổi
được diễn ra, hoặc không một ứng dụng nào trong tất cả được chạy, và nó sẽ đảm
bảo các ứng dụng bên ngoài giao tác sẽ không nhìn thấy nhưng thay đổi cho đến
khi chúng được thỏa hiệp thực hiện chính xác tức thì. Nó sử dụng các kỹ thuật
tương tự như được sử dụng cho sao chép bóng ổ đĩa (ví dụ như copy-on-write) để
đảm bảo dữ liệu ghi đè một cách an toàn, và các bản ghi UFS đánh dấu các giao tác
vẫn chưa được thỏa hiệp, hay những giao tác đã được xác nhận nhưn chưa được áp
dụng hoàn toàn (trong trường hợp hệ thống hư hỏng trong một thỏa hiệp bởi một
trong những bên tham gia).
Tuy nhiên, trong một hệ thống tập tin cho phép giao tác, điều này có thể được sử
dụng tạm thời cho tất cả tập tin khác cần thiết cho bất kỳ loại phân vùng, miễn là
giao tác không phải thỏa hiệp, so với các tập tin hệ thống chỉ được đánh dấu cố
định và được sửa đổi hoàn toàn trong các giao tác cục bộ ngầm riêng.
Kỹ thuật copy-on-write tuy nhiên được sửa đổi để cho phép hủy giao tác đang có
hiệu lực và tránh việc tạo ra các phân đoạn trong hệ thống tập tin được sử dụng bởi

nhiều người tham gia: các dữ liệu cũ có thể không được ghi đè ngay lập tức nhưng
vẫn được giữ lại (đặc biệt khi nó hiện bị khóa bởi người khác cho phù hợp lần đọc
trong các giao tác của nó); trong trường hợp đó, chỉ có những dữ liệu mới là không
bị giữ lại trong một bóng tạm thời (chứ không phỉa là dữ liệu cũ copy-on-write),
mà cuối cùng được áp dụng bằng cách sử dụng copy-on-write VSS bình thường
khi giao tác sẽ được thỏa hiệp bởi việc ghi vào. Ngoài ra, các bóng tạm thời cho
các dữ liệu mới, chỉ nhìn thấy bởi các quá trình tham gia có dữ liệu chưa được thỏa
hiệp của riêng chúng, không nhất thiết phải ngay lập tức ghi vào đũa, nhưng chỉ có
thể được duy trì trong bộ nhớ hoặc đổi chỗ các thỏa hiệp sau. Giao tác NTFS
không hạn chế các giao tác để chỉ ổ đĩa NTFS cục bộ, nhưng cũng bao gồm các dữ
liệu khác hoặc các hoạt động ở các điểm khác như lưu trữ dữ liệu trong các ổ đĩa
riêng biệt, thanh ghi cục bộ, hay các cơ sở dữ liệu SQL, hoặc các trạng thái hiện tại
của các dịch vụ hệ thống hay các dịch vụ từ xa.
Các giao tác là mạng rộng được điều phối với tất cả người tham gia bằng cách sử
dụng một dịch vụ cụ thể, Distributed Transactions Coordinator (DTC) đảm bảo
rằng tất cả người tham gia sẽ nhận được cùng trạng thái thỏa hiệp, và để vận
chuyển các thay đổi đã được xác nhận bởi bất kỳ người tham gia nào (người khác
có thể làm mất hiệu lực các vùng nhớ đệm cục bộ cho dữ liệu cũ hay hủy giao tác
các thay đổi chưa được thỏa hiệp). Giao tác NTFS cho phép tạo ra mạng rộng phù
hợp các hệ thống tập tin được phân phối, bao gồm với cả tập tin cục bộ hay trong
các bộ nhớ đệm ngoại tuyến.
Hệ thống tập tin mã hóa (EFS - Encrypting File System)
EFS cung cấp khả năng mã hóa mạnh và rõ ràng đối với người dùng cho bất kỳ tập
tin hay thư mục nào trên một ổ đĩa NTFS. EFS làm việc chung với dịch vụ EFS,
CryptoAPI của Microsoft và Thư viện thực thi hệ thống tập tin EFS (FSRTL). EFS
hoạt động bằng cách mã hóa một tập tin với một khóa đối xứng khối (còn được gọi
là Khóa mã hóa tập tin hay FEK), khóa này được sử dụng vì nó cần một khoảng
thời gian nhỏ tương đối để mã hóa và giải mã số lượng lớn của dữ liệu, hơn là nếu
một mã khóa không đối xứng được sử dụng. Khóa đối xứng được sử dụng để mã
hóa tập tin sau đó sẽ được mã hóa với một khóa dùng chung, tiếp theo kết hợp với

người dùng đã mã hóa tập tin, và dữ liệu được mã hóa này được lưu trữ trong một
dòng dữ liệu luân phiên của tập tin được mã hóa. Để giải mã tập tin, hệ thống tập
tin sử dụng khóa riêng của người sử dụng để giải mã khóa đối xứng mà được lưu
trữ trong phần mào đầu của tập tin. Sau đó sử dụng khóa đối xứng để giải mã tập
tin. Vì điều này được thực hiện ở mức độ hệ thống tập tin, nó được minh bạch đối
với người sử dụng. Ngoài ra, trong trường hợp một người dùng bị mất quyền truy
cập vào chính khóa của mình, các khóa giải mã thêm vào nhằm hỗ trợ cũng được
tạo ra trong hệ thống EFS, để một tác nhân khôi phục vẫn có thể truy cập các tập
tin nếu cần. Việc nén và mã hóa do NTFS cung cấp loại trừ lẫn nhau - NTFS có thể
được sử dụng cho một và công cụ của bên thứ ba dành cho hãng khác. Sự hỗ trợ
của EFS không có sẵn trong các phiên bản Basic, Home và MediaCenter của
Windows, và nó phải được kích hoạt sau khi cài đặt các phiên bản Professional,
Ultimate và Server của Windows hay bằng cách sử dụng các công cụ đặc biệt.
Cấp hạn ngạch
Cấp hạn ngạch cho ổ đĩa được giới thiệu trong NTFS v3. Chúng cho phép người
quản trị máy tính chạy một phiên bản của Windows có hỗ trợ NTFS để thiết lập
một ngưỡng của không gian ổ đĩa mà những người dùng có thể sử dụng. Nó cũng
cho phép những người quản trị duy trì kiểm tra không gian ổ đĩa mà mỗi người
dùng đã sử dụng. Một người quản trị có thể chỉ định một mức nhất định của không
gian ổ đĩa mà một người dùng có thể sử dụng trước khi họ nhận được một cảnh
báo, và sau đó từ chối truy cập đối với người dùng một khi họ đạt tới giới hạn sử
dụng không gian ổ đĩa. Cấp hạn ngạch ổ đĩa không dùng cho trương mục tập tin
nén minh bạch của NTFS, điều này sẽ được kích hoạt. Các ứng dụng truy vấn dung
lượng không gian ổ đĩa trống cũng sẽ thấy dung lượng không gian ổ đĩa còn trông
mà người dùng được cấp.
Sự hỗ trợ của cấp hạn ngạch ổ đĩa không có sẵn trong các phiên bản Basic, Home
và MediaCenter của Windows, và phải được kích hoạt sau khi cài đặt các phiên
bản Professional, Ultimate và Server của Windows hay bằng cách sử dụng các
công cụ đặc biệt.
Các điểm phân tích

Tính năng này được giới thiệu trong NTFS v3. Tính năng này được sử dụng kết
hợp một thẻ phân tích trong các thuộc tính không gian người dùng của một tập tin
hay thư mục. Khi trình quản lý đối tượng phân tích một quá trình tra cứu tên hệ
thống tập tin và gặp một thuộc tính phân tích, nó biết phải phân tích tra cứu tên,
qua người sử dụng điều khiển dữ liệu phân tích đến tất cả trình điều khiển lọc hệ
thống tập tin mà đã được nạp vào Windows 2000. Mỗi trình điều khiển lọc kiểm
tra dữ liệu phân tích để xem nếu nó được kết hợp với điểm phân tích đó, và nếu có
trình điều khiển lọc sẽ xác định so khớp sau đó nó chặn hướng gọi hệ thống tập tin
và thực hiện chức năng đặc biệt của nó. Điểm phân tích được sử dụng để thực hiện
Các điểm cài ổ đĩa, Liên kết thư mục, Quản lý lưu trữ phân bậc, Lưu trữ cấu trúc tự
nhiên, Lưu trữ trường hợp riêng và Các liên kết biểu tượng.
Sự tương kết
Các chi tiết về các đặc tính bổ sung không được đưa ra, điều này khiến nó khó
khăn hơn cho các hãng bên thứ ba cung cấp các công cụ để xử lý NTFS.
Linux
Khả năng đọc và ghi NTFS được cung cấp bởi trình điều khiển NTFS-3G. Nó có
trong hầu hết các bản Linux. Cái khác đã lỗi thời và các giải pháp chỉ đọc phần lớn
đang tồn tại gồm:
• Hạt nhân Linux (kernel) 2.2: các phiên bản hạt nhân 2.2.0 và sau này bao
gồm khả năng đọc các phân vùng NTFS
• Hạt nhân Linux (kernel) 2.6: các phiên bản hạt nhân 2.6.0 và sau này có
chứa một trình điều khiển được viết bởi Anton Altaparmakov (Đại học
Cambridge) và Richard Russon. Nó hỗ trợ đọc tập tin, ghi đè lên và thay đổi
kích cỡ.
• NTFSMount: Một trình điều khiển đọc/ghi không gian người dùng NTFS.
Nó cung cấp truy cập đọc-ghi đến NTFS, ngoại trừ các tập tin mã hóa và ghi
nén, thay đổi quyền sở hữu tập tin và các quyền truy cập.
• NTFS cho Linux: Một trình điều khiển thương mại với hỗ trợ đầy đủ đọc/ghi
sẵn có từ Paragon.
• Captive NTFS: Một trình điều khiển 'gói' được sử dụng trên trình điều khiển

riêng của Windows, đó là ntfs.sys.
Lưu ý rằng cả ba trình điều khiển không gian người dùng, cụ thể là NTFSMount,
NTFS-3G và Captive NTFS được xây dựng trên Filesystem in Userspace (FUSE -
Hệ thống tập tin trong không gian người dùng), một module hạt nhân Linux thao
tác với cầu nối không gian người dùng và mã hạt nhân để lưu và lấy dữ liệu. Hầu
hết các trình điều khiển được liệt kê ở trên (ngoại trừ Paragon NTFS cho Linux) là
mã nguồn mở (GPL). Do sự phức tạp của các cấu trúc NTFS bên trong, cả trình
điều khiển hạt nhân 2.6.14 và FUSE được cài sẵn không cho phép thay đổi ổ đĩa bị
coi là không an toàn nhằm tránh lãng phí.
Mac OS X
Mac OS X v10.3 và các phiên bản sau này gồm hỗ trợ chỉ đọc cho các phân vùng
định dạng NTFS. NTFS-3G có giấy phép GPL cũng làm việc trên Mac OS X thông
qua FUSE và cho phép đọc và ghi vào các phân vùng NTFS. Một giải pháp độc
quyền cho Mac OS X với truy cập đọc/ghi là "Paragon NTFS cho Mac OS X". Hỗ
trợ ghi NTFS được phát hiện trong Mac OS X 10.6, nhưng chưa được kích hoạt
như phiên bản 10.6.1, dù việc bẻ khóa để kích hoạt chức năng này đã được thực
hiện.
Microsoft Windows
Trong khi các phiên bản NTFS khác nhau dành cho hầu hết các phần đều hoàn
toàn tương thích ngược và tương thích xuôi, cần cân nhắc kỹ thuật cho việc cài các
ổ đĩa NTFS mới trong các phiên bản cũ của Microsoft Windows. Điều này ảnh
hưởng tới khả năng khởi động kép, và ổ cứng di động gắn ngoài. Ví dụ, cố gắng sử
dụng một phân vùng NTFS với "Các phiên bản trước" (còn gọi là Volume Shadow
Copy) trên một hệ điều hành mà không hỗ trợ nó, sẽ khiến các nội dung của những
phiên bản trước đó bị mất.
Những hệ điều hành khác
eComStation, KolibriOS, và FreeBSD đưa ra khả năng hỗ trợ chỉ đọc NTFS (đây
là trình điều khiển NTFS beta cho phép ghi/xóa cho eComStation, nhưng nó không
hoàn toàn an toàn). Một công cụ miễn phí của bên thứ ba cho BeOS, mà dựa trên
NTFS-3G cho phép đọc và ghi hoàn toàn NTFS. NTFS-3G cũng làm việc trên Mac

OS X, FreeBSD, NetBSD, Solaris và Haiku, cộng với Linux dùng FUSE. Một trình
điều khiển đọc.ghi cá nhân miễn phí cho MS-DOS được gọi là "NTFS4DOS" cũng
được phát hành.
Tương thích với FAT
Microsoft hiện đang cung cấp một công cụ (convert.exe) để chuyển đổi HPFS (chỉ
có trên Windows NT 3), FAT16 và FAT32 (trên Windows 2000 và phiên bản
Windows cao hơn) thành NTFS. Các công cụ của nhà phát triển thứ ba có mọi khả
năng để thay đổi kích thước phân vùng NTFS an toàn. Microsoft thêm vào khả
năng thu hẹp hoặc mở rộng một phân vùng với Windows Vista, nhưng khả năng
này bị giới hạn bởi nó sẽ không di chuyển các mảnh tập tin trang nhớ hoặc tập tin
đã được đánh dấu là cố định, do đó hạn chế khả năng thu hẹp một phân vùng. Khởi
động lại mà không có tập tin trang nhớ hay sử dụng một công cụ của nhà phát triển
thứ ba để chống phân mảnh, nó có thể làm giảm bớt trạng thái nếu tập tin trang nhớ
này là tập tin cố định. Vì lý do lịch sử, các phiên bản của Windows mà không hỗ
trợ NTFS đều giữ thời gian bên trong như múi giờ địa phương, và do đó mọi hệ
thống tập tin khác ngoài NTFS được hỗ trở bởi các phiên bản hiện nay của
Windows cũng làm vậy. Tuy nhiên, Windows NT và các hệ điều hành Windows
sau này đều giữ nhãn giờ như UTC và làm cho các chuyển đổi thích hợp cho các
mục đích hiển thị. Do đó, các nhãn giờ NTFS là UTC. Điều này có nghĩa là khi các
tập tin được sao chép hoặc di chuyển giữa các phân vùng NTFS và không phải
NTFS, hệ điều hành cần chuyển đổi các nhãn giờ cho phù hợp. Nhưng nếu một số
tập tin được di chuyển khi tiết kiệm ánh sáng ngày (DST) có hiệu lực, và các tập
tin khác được di chuyển khi giờ chuẩn có hiệu lực, có thể có một số điều không rõ
ràng trong việc chuyển đổi. Kết quả là, đặc biệt là ngay sau khi một trong các ngày
mà múi giờ địa phương thay đổi, người dùng có thể quan sát một số tập tin có nhãn
giờ lệch một giờ. Do sự khác biệt trong việc thực hiện DST giữa bán cầu bắc và
nam, điều này có thể gây lỗi nhãn giờ lên tới 4 giờ trong 12 tháng.
Các hạn chế
NTFS có các hạn chế sau:
• Tên tập tin dành riêng: Mặc dù hệ thống tập tin hỗ trợ đường dẫn lên đến

khoảng 32.767 ký tự Unicode với mỗi thành phần đường dẫn (thư mục hoặc
tên tập tin) có tới 255 ký tự chiều dài, như vậy sẽ có tên nào đó không sử
dụng được, vì NTFS lưu siêu dữ liệu của mình trong các tập tin bình thường
(mặc dù ẩn và cho hầu hết các phần không có); theo đó các tập tin người
dùng không thể sử dụng các tên này. Những tập tin này tất cả đều có trong
thư mục gốc của một ổ đĩa (và chỉ dành riêng cho thư mục đó). Các tên:
$MFT, $MFTMirr, $LogFile, $Volume, $AttrDef,. (dấu chấm), $Bitmap,
$Boot, $BadClus, $Secure, $Upcase, và $Extend;. (dấu chấm) và $Extend
đều lưu trong cả các thư mục và các tập tin khác.
• Kích thước ổ đĩa tối đa: Theo lý thuyết, ổ đĩa NTFS tối đa có 2
64
−1 cluster.
Tuy nhiên, kích thước ổ đĩa NTFS tối đa trên Windows XP Professional là
2
32
−1 cluster. Ví dụ, bằng cách sử dụng 64 KiB cluster, kích thước ổ đĩa
NTFS tối đa sẽ là 256 TiB trừ 64 KiB. Sử dụng kích thước cluster mặc định
là 4 KiB, kích thước ổ đĩa NTFS tối đa là 16 TiB trừ 4 KiB (cả hai lớn hơn
nhiều so với giới hạn 128 GiB tăng thêm trong Windows XP SP1). Bởi vì
các bản phân vùng trên ổ đĩa bản ghi khởi động chủ (MBR) chỉ hỗ trợc kích
thước phân vùng lên tới 2 TiB, ổ đĩa GPT hay động có thể sử dụng để tạo ra
các ổ đĩa NTFS khởi động trên 2 TiB.
• Kích thước tập tin tối đa: Theo lý thuyết là 16 EiB trừ 1 KiB (264 − 210 hay
18.446.744.073.709.550.592 bytes). Thực tế: 16 TiB trừ 64 KiB (244 − 216
hay 17.592.185.978.880 bytes)
• Các dòng dữ liệu luân phiên: các lệnh hệ thống Windows có thể xử lý các
dòng dữ liệu luân phiên. Tùy thuộc vào hệ điều hành, tiện ích và hệ thống
tập tin xa, một chuyển giao tập tin có thể âm thầm tách các dòng dữ liệu.
Một cách an toàn của các tập tin di chuyển hay sao chép là sử dụng các lệnh
hệ thống BackupRead và BackupWrite, cho phép các chương trình đếm

dòng, để xác minh xem từng dòng nên được khi vào ổ đĩa đích hay chủ định
bỏ qua các dòng vi phạm.
• Chiều dài đường tối đa: một đường tuyệt đối có thể lên đến 32.767 ký tự
chiều dài; một đường tương đối được giới hạn trong 255 kí tự. Trong trường
hợp xấu nhất này có nghĩa độ sâu tối đa là 128 thư mục, nhưng trong thực
thế giới hạn này hiếm khi được thực hiện.
• Miền thời gian: NTFS sử dụng cách tính thời gian như trong Windows NT:
nhãn giờ 64 bit với phạm vi từ 1 tháng 1 năm 1601 đến 28 tháng 5 năm
60056 với độ chính xác 10 triệu tích tắc (107) trong một giây (tức là 100
nano giây cho mỗi tích tắc). Tuy nhiên trong thực tế, đồng hồ hệ thống
không cung cấp độ chính xác như vậy, và chỉ có độ chính xác nhất được giữ
(thường là 10 giây mà không hỗ trợ phần cứng thêm vào cho đồng hồ hệ
thống tốt hơn). Ngoài ra, không phải tất cả các nhãn giờ có độ chính xác
này: trong các thuộc tính tiêu chuẩn (tương thích với các ứng dụng DOS và
Windows 95/98/ME), độ chính xác thấp hơn nhiều, và ngày truy cập cuối
(nếu nó chưa được vô hiệu hóa trong các thiết lập đăng ký hệ thống) không
phải luôn luôn được báo cáo ngay lập tức cho hệ thống tập tin và được làm
tròn trong khoảng lớn hơn.
• Thiếu độ dư thừa: NTFS không giữ bản sao dự phòng của tập tin MFT có
chứa các tham chiếu đến tập tin nào được lưu trữ trên phân vùng đó. Nếu
MFT bị hư hại, mọi dữ liệu sẽ không thể khôi phục lại được. Kể từ khi chỉ
sao lưu dữ liệu này, ảnh MFT, không chứa tất cả các mục của MFT, nó có
thể không thể sử dụng bản thân nó để phục hồi dữ liệu quan trọng.
Hệ thống file NTFS có khả năng hoạt động cao và có chức năng tự sửa chữa. Nhờ
có tính năng lưu giữ lại các thông tin xử lý, NTFS có khả năng phục hồi file cao
hơn trong những trường hợp ổ đĩa có sự cố. Nó hỗ trợ chế độ bảo mật ở mức độ
file, nén và kiểm định. Nó cũng hỗ trợ các ổ đĩa lớn và các giải pháp lưu trữ mạnh
mẽ như RAID
NTFS sử dụng bảng quản lý tập tin MFT (Master File Table) thay cho bảng
FAT (File Allocation Table) quen thuộc nhằm tăng cường khả năng lưu trữ, tính

bảo mật cho tập tin và thư mục, khả năng mã hóa dữ liệu đến từng tập tin. Ngoài
ra, NTFS có khả năng chịu lỗi cao, cho phép người dùng đóng một ứng dụng
"chết" (not responding) mà không làm ảnh hưởng đến những ứng dụng khác. Tuy
nhiên, NTFS lại không thích hợp với những ổ đĩa có dung lượng thấp (dưới 400
MB) và không sử dụng được trên đĩa mềm.
NTFS hiện có các phiên bản: v1.0, v1.1, v1.2 ở các phiên bản Windows NT 3.51
và 4, v3.0 ở phiên bản Windows 2000, v3.1 ở các phiên bản Windows 2000 và
Windows server 2003. Riêng Winxp và Winserver 2003 còn hỗ trợ các phiên bản
v4.0, v5.0, v5.1
• NTFS Là hệ thống file dành riêng cho windowsNT/2000. NTFS dùng 64 bít
để định danh các cluster, nên nó có thể quản lý được các ổ đĩa có dung lương
lên đến 16 Exabyte (16 tỉ Gb). Trong thực tế windowsNT/2000 chỉ sử dụng
32 bítđể định danh cluster, kích thước cluster là 64Kb, nên NTFS chỉ có thể
quản lý được các ổ đĩa có dung lượng lên đến 128TB.
NTFS có một số tính năng cao cấp như bảo mật các file/directory, cấp hạn ngạch
cho đĩa, nén file, mã hoá file, … Một trong những tính năng quan trọng của NTFS
là khả năng phục hồi lỗi. Nếu hệ thống bị dừng một cách đột ngột, thì metadata của
ổ đĩa FAT sẽ rơi vào tình trạng xung khắc dẫn đến làm sai lệch một lượng lớn dữ
liệu tập tin và thư mục. Nhưng trên NTFS thì điều này không thể xảy ra, tức là cấu
trúc của file/ Directory không bị thay đổi. Tên file trong NTFS có độ dài không
quá 255 ký tự, đường dẫn đầy đủ đến file dài không quá 32.567 ký tự. Tên file sử
dụng mã UniCode. Tên file trong NTFS có sự phân biệt giữa chữ hoa và chữ
thường