Apa itu NTFS????

A. Sejarah NTFS

Pada awal tahun 90-an, Microsoft memutuskan untuk menciptakan sebuah sistem operasi dengan kualitas tinggi, penampilan menarik, dapat dipercaya dan aman. Tujuan dari sistem operasi ini adalah sebagai pijakan bagi Microsoft dalam bisnis yang menguntungkan ini dan meraih pangsa pasar yang luas. Pada waktu itu sistem operasi unggulan Microsoft adalah MS-DOS dan Windows 3.x yang memberikan kekuatan yang diperlukan Microsoft untuk bersaing dengan sistem UNIX. Namun ada satu kelemahan yang tidak dapat ditutupi, yaitu kedua sistem operasi tersebut menggunakan FAT file system yang memiliki kelemahan kurangnya keistimewaan yang dibutuhkan pada sistem operasi baru akan diproduksi itu. Kelemahan itu antara lain pada data storage dan management, sistem jaringan komputer, dan environment yang mendukung. Untuk mengatasi kepincangan pada Windows NT yang merupakan terbarunya, maka Microsoft menciptakan sebuah file system baru, yaitu New Technology File System (NTFS). NTFS diciptakan dengan memadukan suatu konsep file sistem lain, HPFS, yang digunakan pada OS/2 ditambah teknologi baru hasil temuan Microsoft sendiri.

B. Struktur Fisik NTFS

Partisi dan Struktur Fisiknya

Partisi NTFS secara teoritis hampir dapat memiliki semua jenis ukuran partisi. Namun ukuran partisi yang maksimum saat ini masih dibatasi oleh kapasitas hard disk. Pada NT4 juga masih memungkinkan terjadinya beberapa masalah instalasi pada partisinya dan juga terjadi jika pada bagian-bagian dari partisi itu ukurannya melebihi 8GB (Giga Bytes).

Seperti pada sistem berkas lainnya, NTFS juga membagi semua tempat pada disk dalam bentuk cluster-cluster. Cluster adalah blok-blok data yang digunakan saat itu. NTFS mendukung untuk semua ukuran cluster, dari 512 bytes hingga 64 Kilo Bytes. Namun yang standar ialah ukuran cluster 4 Kilo Bytes. Berikut adalah ukuran default untuk cluster pada NTFS :

0 – 512 Mega Bytes	512 bytes
513 MB – 1 GB	1 KB
1025 MB – 2 GB	2 KB
2 GB – greater	4 KB

Ketika dilakukan pemformatan dengan menggunakan file NTFS, dibuat beberapa sistem files dan Master File Table (MFT) yang mengandung informasi tentang semua file dan direktori pada partisi tersebut. Informasi pertama yang terdapat pada partisi yang menggunakan NTFS adalah Partition Boot Sector, yang dimulai pada sector 0 dan panjangnya dapat mencapai 16 sector. File pertama yang terdapat pada partisi yang menggunakan NTFS adalah Master File Table (MFT).

Gambar di bawah ini menunjukkan struktur partisi NTFS :

Partition Boot Sector

Master File Table

System Files

File Area

NTFS Partition Boot Sector

Partition Boot Sector mengandung informasi yang digunakan oleh file sistem untuk mengakses disk/partisi tersebut. Master Boot Record menggunakan Partition Boot Sector ini untuk meload kernel dari sistem operasi. Partition Boot Sector adalah sector pertama dari suatu disk/partisi yang menggunakan NTFS. Partition Boot Sector ini sangat penting dalam partisi yang menggunakan NTFS. Salinan dari boot sector terdapat di dalam disk.

Partition Boot Sector terdiri dari 3 bagian sebagai berikut :

a. Bytes 0x00 – 0x0A adalah instruksi jump dan OEM ID.

b. Bytes 0x0B – 0x53 adalah BIOS Parameter Block (BPB) dan extended BPB.

Block ini mengandung parameter – parameter penting, seperti :

1. • Bytes Per Sectors (WORD, offset 0x0B),
   • Sectors Per Cluster (BYTE, offset 0x0D),
   • Media Descriptor (BYTE, offset 0x15),
   • Sectors Per Track (WORD, offset 0x18),
   • Number of Heads (WORD, offset 0x1A),
   • Hidden Sectors (DWORD, offset 0x1C),
   • Total Sectors (LONGLONG, offset 0x28), dsb.

c. Sisanya adalah bootstrap code (diperlukan untuk boot sistem) dan penanda akhir sector.

NTFS Master File Table (MFT)

Setiap file dalam partisi NTFS direpresentasikan dengan satu record dalam suatu file khusus yang disebut Master File Table. NTFS disk secara teori dibagi menjadi 2 bagian, pertama sebesar 12 % dari kapasitas disk ditentukan menjadi area MFT. MFT adalah sebuah ruang dimana MFT metafile ditempatkan. Setiap data yang hendak ditempatkan di area ini sangat tidak dimungkinkan karena area MFT selalu dijaga tetap kosong. Kedua, sisanya 88 % adalah representasi dari ruang kosong yang biasanya ditulis berkas – berkas.

MFT

MFT Zone

Place for files

Copy of the first 16 MFT records

Place for files

NTFS menggunakan 16 record yang pertama dari MFT untuk menyimpan informasi khusus. Record pertama dari MFT ini mendeskripsikan MFT itu sendiri, kemudian diikuti oleh MFT mirror record. Jika record pertama dari MFT mengalami kerusakan, maka NTFS membaca record kedua untuk mencari MFT mirror file, yang identik dengan record pertama. Record ketiga sampai ke-16 dari MFT adalah log file yang digunakan untuk file recovery. Record ke-17 dan seterusnya digunakan untuk mendeskripsikan file-file dan direktori-direktori yang terdapat dalam partisi tersebut.

NTFS System Files

NTFS memiliki beberapa system file, yang semuanya beratribut hidden. System file ini digunakan oleh file untuk mengimplementasikan file system tersebut.

Direktori NTFS

NTFS menggunakan atribut index untuk mengurutkan nama file. Entri dari direktori mengandung nama dari file dan salinan informasi standar file. Pendekatan ini menghasilkan peningkatan kinerja dalam pencarian direktori, karena NTFS tidak perlu membaca MFT record dari file untuk mendapatkan informasi dari direktori. Jika data entri untuk suatu direktori dapat dimuat seluruhnya dalam MFT record, satu tipe atribut, yaitu index root mendeskripsikan lokasi dari entri tersebut dalam record. Karena direktori dapat berkembang, maka NTFS mengalokasikan index buffer untuk menyimpan entri-entri tambahan.

Index allocation attribute header menentukan lokasi buffer. Pada NT 4.0, NTFS ukuran buffer ini adalah 4 KB. Entri-entri direktori dalam buffer ini panjangnya berbeda-beda, karena masing-masing mengandung nama file. Untuk membuat pencarian file menjadi seefisien mungkin, NTFS mengurutkan direktori di dalam index root dan index allocation buffer. Pengurutan ini menghasilkan struktur tree.

KEUNGGULAN DAN TUJUAN NTFS

Sistem berkas NTFS memiliki sebuah desain yang sederhana tapi memiliki kemampuan yang lebih dibandingkan sistem berkas FAT. NTFS menawarkan beberapa fitur yang dibutuhkan dalam sebuah lingkungan yang terdistribusi, seperti halnya pengaturan akses (access control), siapa saja yang berhak mengakses sebuah berkas atau direktori, penetapan kuota berapa banyak setiap pengguna dapat menggunakan kapasitas hard disk, fitur enkripsi, serta toleransi terhadap kesalahan (fault tolerance). Fitur-fitur standar sebuah sistem berkas, seperti halnya directory hashing, directory caching, penggunaan atribut direktori, dan atribut berkas telah dimiliki oleh NTFS. Bahkan, Microsoft telah menambahkan kemampuan yang hebat ke dalam NTFS agar memiliki kinerja yang tinggi, lebih tinggi daripada sistem berkas yang sebelumnya semacam HPFS atau FAT, khususnya pada ukuran volume yang besar, tetapi juga tetap mempertahankan kemudahan pengoperasiannya. Salah satu keunggulan NTFS dibandingkan dengan sistem berkas lainnya adalah bahwa NTFS bersifat extensible (dapat diperluas) dengan menambahkan sebuah fungsi yang baru di dalam sistem operasi, tanpa harus merombak desain secara keseluruhan (perombakan mungkin dilakukan, tapi tidak secara signifikan).

Beberapa fitur NTFS:

• NTFS dapat mengatur kuota volume untuk setiap pengguna (dalam NTFS disebut dengan Disk Quota).
• NTFS mendukung sistem berkas terenkripsi secara transparan dengan menggunakan jenis beberapa jenis algoritma enkripsi yang umum digunakan.
• NTFS mendukung kompresi data transparan yang meskipun tidak memiliki rasio yang besar, dapat digunakan untuk menghemat penggunaan ruangan hard disk. Selain itu, NTFS mendukung pembuatan berkas dengan atribut sparse (berkas yang berisi banyak area kosong di dalam datanya) yang umumnya dibutuhkan oleh aplikasi-aplikasi ilmiah.
• NTFS mendukung hard link (tautan keras) serta symbolic link (tautan simbolis) seperti halnya sistem berkas dalam sistem operasi keluarga UNIX, meskipun dalam NTFS, implementasinya lebih sederhana. Fitur symbolic link dalam NTFS diimplementasikan dengan menggunakan Reparse Point yang awalnya hanya dapat diterapkan terhadap direktori. Windows Vista mengizinkan penggunaan symbolic link terhadap berkas.
• NTFS mendukung penamaan berkas dengan metode pengodean Unicode (16-bit UCS2) hingga 255 karakter. Berbeda dengan sistem berkas FAT yang masih menggunakan pengodean ANSI (8-bit ASCII) dan hanya berorientasi pada format 8.3. Penggunaan nama panjang dalam sistem berkas FAT akan menghabiskan lebih dari dua entri direktori. Untuk lebih jelasnya akan dipaparkan dalam tabel dibawah.
• NTFS memiliki fitur untuk menampung lebih dari satu buah ruangan data dalam sebuah berkas. Fitur ini disebut dengan alternate data stream.

Tabel Perbandingan Karakteristik NTFS dengan FAT32 dan FAT16

Karakteristik	NTFS	FAT32	FAT16
Jumlah berkas dalam satu volume	232-1 berkas	228 berkas	228 berkas
Berkas atau subdirektori setiap direktori	Tidak terbatas	216-2 berkas atau direktori	216-2 berkas atau direktori
Kompatibilitas dengan sistem operasi DOS	Tidak	Tidak	Ya
Dapat dual-booting dengan Windows 95/98	Tidak	Ya (Windows 95 OSR 2.0 ke atas)	Ya (Semua versi)
Kompresi data transparan	Ya	Tidak	Tidak
Enkripsi Transparan	Ya (versi 3.0 ke atas)	Tidak	Tidak
Penetapan kuota ruangan untuk tiap pengguna	Ya	Tidak	Tidak
Ukuran berkas maks	264 – 1 byte	232 – 1 byte	232 – 1 byte
Ukuran cluster min	512 bytes (1 sektor)	512 bytes (1 sektor)	512 bytes (1 sektor)
Ukuran cluster maksimum	64 KB (32 sektor)	64 KB (32 sektor)	64 KB (32 sektor)
Ukuran partisi maksimum	232 cluster	4,177,198 cluster	2 Gigabyte (bisa sampai 4 Gigabyte pada Windows NT)
Jumlah berkas tiap partisi	232 – 1 berkas	228 berkas	216 berkas
Jumlah direktori tiap partisi	Tidak Terbatas	216 – 2 direktori	216 – 2 direktori

Beberapa tujuan spesifik dari NTFS adalah:

1. Reliability :

Satu hal yang penting dari sebuah file system yang serius adalah bahwa file system tersebut harus dapat pulih kembali dari masalah tanpa kehilangan data hasil. Disini NTFS mencegah hilangnya data dan memperkecil toleransi dari kesalahan dalam processing.

2. Security dan Access Control:

Kelemahan dari FAT adalah ketidakmampuan mengontrol akses file atau folder dari hard disk, sehingga memungkinkan pihak luar untuk mengubah data pada suatu sistem jaringan.

3. Breaking Size Barriers:

Karena pada sistem FAT dalam hal ini FAT16 tidak dapat mempartisi lebih dari 4GB, sedang NTFS didesain untuk partisi yang jauh lebih besar.

4. Storage Efficiency:

NTFS lagi-lagi memperbaiki kelemahan pada FAT16 karena pada sistem ini memungkinkan terjadinya ketidakefisienan pada penyimpanan pada kapasitas hard disk. Untuk itu NTFS menggunakan metode lain dalam alokasi kapasitas hard disk tersebut.

5. Long File Names:

NTFS memungkinkan nama sebuah file hingga 255 karakter, dibandingkan dengan pada FAT adalah 8+3 karakter.

6. Networking:

Saat ini networking berkembang pesat dengan NTFS memungkinkan networking dalam skala besar.

7. Storage Fault Tolerance:

Data-redundant storage methods dapat diterapkan pada NTFS. Hal ini berguna dalam menjamin dan melindungi jika suatu data/berkas mengalami kerusakan dengan mengkopi ulang data yang sama dari disk mirror.

8. Multiple Data Stream:

NTFS dapat terdiri dari lebih 1 stream. Stream tambahan ini dapat berisi berbagai jenis data, walau data itu hanya mendeskripsikan berkas atau metadata.

9. Unicode Names:

Unicode merupakan paket karakter standar yang digunakan pada NTFS dan menggantikan karakter older-single byte ASCII. Setiap karakter pada kebanyakan bahasa yang natural adalah direpresentasikan dengan double-byte number dalam paket karakter Unicode.

10. Improved File Attribute Indexing:

Dalam NTFS juga terdapat kemampuan untuk memberi indeks pada atribut berkas, fungsinya ialah sebagai pengalokasian dan sorting.

11. Data Compression:

Dalam kompresi data, metode yang digunakan adalah Lempel-Ziv Compression. Dengan algoritma ini dipastikan tidak ada data yang hilang pada proses kompresi.

12. Encryption:

NTFS juga menyediakan Encrypted File System atau EFS untuk perlindungan cryptografic pada berkas atau direktori.

13. Reparse Points:

Dalam NTFS, sebuah berkas atau direktori dapat berisi reparse point, dimana terdapat sekumpulan dari user-defined data.