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Fork (文件系统)

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在计算机文件系统领域中,fork是一个与文件系统对象相关的数据集。没有fork机制的文件系统只允许内容拥有单个数据集,而有fork的文件系统允许多个内容。每个非空的文件至少有一个fork(通常为默认类型);因文件系统而不同,一个文件可能有一个或多个相关联的fork;fork可能包含有关该文件主体的数据,或者只是元数据。不同于通常为固定大小的一个类似的文件系统特性——扩展文件属性,fork可以为可变大小,甚至可能大于文件的主数据fork。一个文件的大小是其各fork大小的总和。因为其是可变大小(不同于固定大小的元数据),Fork也称为数据(streams),但它与其他的“”所表现出的“可用性随时间而变动(包括无限期)”不同。

方案[编辑]

在没有fork的文件系统上,用户可以使用彼此互相关联的多个单独文件,尤其是用sidecar file来存储元数据。但是,这些文件间的连接不会由文件系统自动保留,并且每个程序都必须支持按这些文件来工作。另一种选择是容器文件,其将额外数据存储在指定的文件格式或者一个archive file中,因此允许在一个文件(单个fork)中存储多个文件及元数据。这将要求程序处理容器文件或压缩文件,而不是由操作系统处理fork。这些替代方案均需要处理数据的程序进行额外的处理,但对不支持fork的文件系统的可移植性更佳。

实现[编辑]

苹果公司[编辑]

蘋果公司分层文件系统(HFS)中fork与文件系统关系密切。[1]HFS与原有的Mac系列(麦金塔)的文件系统麦金塔文件系统英语Macintosh File System(MFS)允许一个文件系统对象有多种fork:一个数据fork英语Data fork,一个资源fork英语Resource fork,以及多个命名fork。

资源fork的设计是为存储被系统的图形用户界面(GUI)使用的非编译数据,例如可本地化文本字符串,由Finder或菜单使用的文件图标,以及应用程序相关的菜单和对话框等。[2]但这个特性非常灵活,因此也出现了额外的用途,例如将文字处理文档处理为内容和表示法,然后将各个部分存储在单独的资源中。由于编译后的软件代码也存储在资源中,所以应用程序通常只包含一个资源fork,而没有数据fork。

HFS+的一项最晦涩的特性是,一个文件除了传统的数据和资源fork之外,还可以有任意数量的自定义的“命名fork”。此特性很少被使用,因为苹果公司从未在Mac OS 8.110.3.9上添加对它的支持。从10.4开始,一个部分实现被完成,以支持苹果的扩展内联属性

Mac OS X v10.4之前,用户运行Mac OS X上所自带的经典的Unix命令行实用工具(例如tar)可能带来数据丢失风险,因为这些工具未被更新以支持处理文件的资源fork,直到v10.4。[3]

Novell[编辑]

从1985年开始,Novell NetWare File System英语NetWare File System(NWFS)及其继任者Novell Storage Services英语Novell Storage Services(NSS)就已从头设计多种存储文件元数据的方法。部分元数据存储在Novell Directory Services英语Novell Directory Services(NDS)中,部分元数据存储在磁盘上的目录结构中,部分存储在文件本身的“多项数据流”中。多项数据流还允许Macintosh客户端附加和使用NetWare服务器。

微软[编辑]

Windows NT 3.1引入的NTFS文件系统支持被称为替代数据流(ADS)文件系统fork。[4]Windows Server 2012引入的新文件系统ReFS,最初不支持ADS,[5][6][7],但在Windows 8.1 64位及Server 2012 R2中已支持ADS,唯其长度最多128K的限制被加入到ReFS。[8]

ADS最初是为添加与现有的支持fork的操作系统的兼容性。计算机程序可以直接在文件路径的后面添加一个冒号(:)及指定的ADS名称来打开一个ADS。[9]尽管有此支持,但包括檔案總管DIR命令(Windows Vista之前)在内的大多数程序都会忽略ADS。Windows檔案總管会复制ADS并在目标文件系统不支持ADS时发出警告,但只计算主流的大小,并且不会列出文件或文件夹的流。Windows Vista中的DIR命令支持显示ADS。[10]Windows PowerShell v3.0及之后的版本支持操作ADS。[11]

使用[编辑]

Windows 2000使用ADS以在图像文件中存储缩略图,并且在任何文件中存储摘要信息(诸如标题、作者等),这样不更改主数据流。[12][13]Windows XP中,微软已意识到当文件被移出NTFS卷时,其所含的ADS容易丢失;因此Windows XP为只要文件格式支持,就尽量将数据存储在主数据流中。[12]Windows Vista停止支持添加摘要信息,微软认为用ADS操作它过于敏感。[14]但是,用于其他目的的ADS没有停止,Windows XP的Service Pack 2引入了附件执行服务,它将已下载文件的原始来源详情存储在一个名为“区域标识符”的ADS中,以努力保护用户免受下载文件所带来的风险。[15]Internet Explorer和Windows 8则是通过Microsoft SmartScreen执行此功能。[16]Internet Explorer也使用ADS来在Internet快捷方式文件中存储Favicon[9]

Sun[编辑]

Solaris第9版及之后的版本允许文件有“扩展属性”,这实际上就是fork;一个扩展属性的最大大小与文件的最大大小相同,并且读写它们是采用与读写文件相同的方式。在内部,它们实际上像普通文件一样存储和访问,因此其所有权和权限可能与父文件的所有权和权限相异。因为路径会与子目录冲突,因此它们的文件名不能包含“/”字符。

网络文件系统(NFS)第4版支持扩展文件属性,与Solaris的方式大致相同。

可能的安全问题和数据丢失风险[编辑]

在文件系统支持某种或多种fork时,应用程序应该感知它们,以及注意数据和安全风险。允许经典软件英语Legacy system访问无适当兼容层的数据是发生此类问题的主要原因。[來源請求]

如果各类系统实用程序(磁盘资源管理器、防病毒软件、压缩归档程序等)未感知fork,可能导致遇到下列问题:

  • 用户不会得知任何fork的存在,也不知道文件的实际总大小,只能看到文件的主数据流的大小。
  • 计算机病毒可能在Windows上使用替代数据流(ADS)隐藏而逃脱检测,如果防病毒软件未意识到fork的存在。
  • 在通过fork不敏感的通道发送文件时,数据可能丢失。这些渠道包括例如电子邮件、不支持fork的文件系统,并也包括在支持fork的文件系统上使用不支持fork的软件复制或打包(压缩、归档)文件。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ Apple. File Forks. Apple. 1996-07-02 [2006-11-18]. (原始内容存档于2008-07-24). 
  2. ^ Bruce Horn. The Grand Unified Model (1) - Resources. Folklore.org. [2006-11-18]. (原始内容存档于2006-10-23). 
  3. ^ Command-line Backup Solutions on Mac OS X. Apple. 2005-10-29 [2006-11-18]. (原始内容存档于February 25, 2008). 
  4. ^ Microsoft. Files and Clusters. Microsoft. [2006-11-18]. [永久失效連結]
  5. ^ Verma, Surendra. Sinofsky, Steven, 编. Building the next generation file system for Windows: ReFS. Building Windows 8. Microsoft. MSDN blogs. 16 January 2012 [20 January 2013]. 
  6. ^ Foley, Mary Jo. Microsoft goes public with plans for its new Windows 8 file system. ZDNet英语ZDNet. CBS互動. 16 January 2012 [21 January 2013]. 
  7. ^ Windows Server 2012: Does ReFS replace NTFS? When should I use it? - Martin Lucas, TechNet
  8. ^ Resilient File System Overview. TechNet Library. 微软. 29 February 2012 [25 December 2013]. 
  9. ^ 9.0 9.1 Law, Eric. Fun with Favicons. IEInternals. 微软. 8 September 2013 [17 November 2013]. 
  10. ^ Bart De Smet. Use Vista's DIR command to display alternate data streams. B# .NET Blog. 2006-07-13 [2007-07-07]. 
  11. ^ FileSystem Provider (Windows PowerShell 3.0). TechNet. 微软. 9 August 2012. (原始内容存档于2016年6月24日). 
  12. ^ 12.0 12.1 Chen, Raymond. Why are custom properties created on Windows 2000 lost when I view the file from newer versions of Windows?. The Old New Thing. 微软. 27 May 2011 [17 November 2013]. 
  13. ^ Microsoft. Indexing service adds data streams to image files. Microsoft. 2006-10-27 [2006-11-18]. 
  14. ^ Chen, Raymond. What happened to the Summary information created on Windows 2000 and Windows XP?. The Old New Thing. 微软. 1 May 2012 [17 November 2013]. 
  15. ^ Bart De Smet. Demo of "Attachment Execution Service internals" in Windows XP SP2 and Windows Server 2003 SP1. B# .NET Blog. 2005-08-19 [2006-11-18]. 
  16. ^ Chen, Raymond. Manipulating the zone identifier to specify where a file was download from. The Old New Thing. 微软. 4 November 2013. 

外部链接[编辑]