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1、FAT32 文件系统原理与数据恢复操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。目前主流的文件系统有：1.DOS / Microsoft Windows 支援的文件系统， 如： FAT12/16/32 ，NTFS 。2. Linux 支援的文件系统。随着Linux 的不断
2、发展，它所支持的文件格式系统也在迅速扩充， Linux 系统核心可以支持十多种文件系统类型：Btrfs、JFS、 ReiserFS 、ext 、ext2 、ext3 、ext4 、ISO9660、XFS 、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT 、NTFS 、HPFS 、NFS 、SMB 、SysV、PROC 等, 安卓平台运行于Linux kernel之上 .3. 还有苹果支持的文件系统，即Mac os x 的文件系统，现在使用HFS+,之前使用HFS 。主流的文件系统特点如下：FAT16 是采用的是16 位的文件分配表，在早期的MS-DOS 和 Windows95操作系统中最常见的一
3、种磁盘分区格式。FAT16 能够支持最大为2GB 的硬盘。从早期的MS-DOS 、Windows95 、Windows97到现在的Windows98 、Windows2000、Windows NT ，以及 Linux 都支持 FAT16 分区格式。 FAT16 分区格式中，一个最大的缺就是：磁盘利用效率低。因为在DOS 和 Windows操作系统中，磁盘文件的分配是以簇为单位的， 一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。这样， 即使一个文件很小的话，它也要占用了一个簇，剩余的空间便全部闲置在那里，形成了磁盘空间的浪费。 FAT32 是采用的是32 位的文件分配表，使其对磁
4、盘的管理性能大大增强，与 FAT16 相比它的一个簇的大小要小的多。因此可以节省磁盘空间FAT32 还解决了FAT16 对每一个分区的容量只有2GB 的限制。现在的硬盘生产成本下降，随着容量也越来越大，采用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。目前， 支持 FAT32 分区格式的操作系统有Windows97 、Windows98和 Windows2000。NTFS 优点是安全性和稳定性极其出色，在使用中不易产生文件碎片。 它能对用户的操作进行记录，通过对用户权限进行非常严格的限制，使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充
5、分保护了系统与数据的安全。但是， 目前支持这种分区格式的操作系统不多，只有WindowsNT和 Windows2000、WindowsXP 。 Linux 文件系统，Ext2 文件系统是Linux 特有的文件系统，它拥有传统UNIX 文件系统的许多特性，如块、 inode 和目录等概念。Ext2 非常健壮，具有很多优良的性能。同时，Ext2 也是可扩展的， 它提供的扩展功能允许用户在不格式化文件系统的情况下使用新的特性。苹果的文件系统分层文件系统（Hierarchical File System，HFS ），特点是，比其它通常的文件系统，如DOS 使用的FAT 或原始Unix 文件系统所允许存
6、储的数据更多。下面着重介绍苹果的文件系统，以HFS为例，分层文件系统把一个卷分为许多512 字节的“逻辑块”。 这些逻辑块被编组为“分配块”，这些分配块可以根据卷的尺寸包含一个或多个逻辑块。 HFS对地址分配块使用16 位数值， 分配块的最高限制数量是65536。组成一个 HFS卷需要下面的五个结构： 1. 卷的逻辑块0 和 1 是启动块，它包含了系统启动信息。例如，启动时载入的系统名称和壳（通常是Finder ） 文件。2. 逻辑块 2 包含主目录块 （Master Directory Block，简称 MDB ）。 3. 逻辑块 3 是卷位图（ Volume Bitmap ）的启动块，它追
7、踪分配块使用状态。4. 总目录文件（ Catalog File ）是一个包含所有文件的记录和储存在卷中目录的 B*-tree。5. 扩展溢出文件（Extent Overflow File）是当最初总目录文件中三个扩展占用后，另外一个包含额外扩展记录的分配块对应信息的B*-tree。然后，将阐述FAT32文件系统原理，FAT32分区的基本构成如下所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 1扇区 31扇区根据实际同 FA
8、T1 第 2 簇不足 1 簇保留扇区数据区FAT32的保留扇区有32 个，而不是FAT16的仅仅一个。这样的好处是有助于磁盘DBR 指令的长度扩展， 而且可以为DBR扇区留有备份空间，FAT32文件分配表的数据结构与FAT16相似，但将记录簇链的二进制位数扩展到了32 位。 FAT32的另外一项重大改革是根目录的文件化，即将根目录等同于普通文件，这样根目录就没有了FAT16中 512 个目录项的限制，不够用的时候增加簇链，分配空簇即可，FAT32的文件寻找方式和FAT16相同，但目录项的各字节参数意义却又与FAT16有所不同，一方面，它启用了FAT16的目录项保留字段，另一方面，它又完全支持长
9、文件名。文件目录表FDT的每一个文件登记项中含有分配给该文件的第一个簇号，以此作为FAT表的入口，然后从该簇号开始，每一个簇号想中都包含下一个后续簇的簇号，如此下去，直到找到分配的最后一个簇号项为FFFH 。最后， 要介绍一下FAT32文件系统数据恢复的原理和现状。数据恢复的分类如下：1.逻辑恢复： 在数据存储设备正常的情况下进行得数据恢复工作，称为逻辑恢复。 也就是说数据遭受的破坏是逻辑破坏，比如：格式化，删除，重新分区等情况。2.物理恢复： 在数据存储不正常的情况下进行得数据恢复工作，称为物理恢复。 物理恢复往往要先进行设备的恢复，硬盘开盘操作就属于数据的物理恢复。先考察一下文件被删除后的
10、变化，有如下几点： 文件目录项的第一个字节被改为“E5”文件名的其他字节并没有变化。文件开始簇号，这个值发生了改变文件删除后其FAT表的簇链全部清零文件数据区的内容并没有改变。FAT32 文件系统中所谓的删除实际上只是把文件名称的第一个字母改成一个特殊字符，然后把该文件占用的簇标记为空闲状态，但文件包含的数据仍在磁盘上，下次将新的文件保存到磁盘时，这些簇可能被新的文件使用，从而覆盖原来的数据。因此，只要不保存新的文件，被删除文件的数据实际上仍旧完整无缺地保存在磁盘上。从网上查阅了部分手工恢复FAT32文件的资料，总结来说，手工恢复的步骤如下：首先，查看对于FAT32文件系统，如果只是DBR意外
11、损坏，位于文件系统6 号扇区的备份完好的情况下，可以使用备份DBR恢复主 DBR 。如果备份DBR 也已经损坏， 同样只能通过重建DBR来恢复其中的数据。步骤一为已经确定是FAT32类型，搜索位于某个扇区偏移0 字节处的“ F8FFFF0F ”是为了尝试寻找FAT表，找到以后， 进行下一步，找到 FAT32的 DBR需要以下几个参数：保留区大小扇区数、FAT表个数（通常为2）、每 FAT表大小扇区数、根目录簇号（通常为2 号簇）、每簇扇区数、分区前隐含扇区数及分区大小扇区数（这两个数值可以在该分区的分区表项中找到）。下面我们就来分析并计算这些参数。步骤二找根目录。寻找根目录是为了确定FAT2的
12、大小，从而可以使用FAT2恢复 FAT1。寻找根目录的方法有几种，一种是搜索回收站。在文件系统刚刚创建时，该文件系统下是没有回收站“Recycled”目录的。在第一次将数据删除至回收站时， 系统即会在根目录下建立该目录。因此，可以通过搜索字符“ Recycled”来寻找根目录。还有一种方法是估算法。由于FAT2起始于刚刚找到的扇区号，通常 FAT32文件系统的FAT1起始于 3040 号扇区的位置，由此可以估算出一个FAT 表的大小扇区数，然后向后跳过该扇区数，手工查找根目录。根目录前为FAT2的结尾处，而这个结尾处一定会有大量的“00”存在，可以据此判断是否正确地找到了根目引导扇区其余保留扇
13、区FAT1 FAT2（重复根文件首簇其他文件及文件夹剩余扇区名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 录的位置。第三种方法是搜索卷标。等等。步骤 3 计算每簇大小扇区数。步骤 4 从该分区的分区表项中获得其分区前隐含扇区数及分区大小扇区数。步骤 5 重构文件系统。之前的步骤已经完成了重构DBR所需的内容。 步骤 6 重新识别硬盘。在我们的讲解中使用的是虚拟磁盘，所以将虚拟磁盘卸载并重新加载后原分区再现。我的病毒课课程小论文，希望能帮助大家理解文件系统概念与数据恢复的流程名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -