详解windows系统FAT32、exFAT、NTFS区别与联系

详解windows系统FAT32、exFAT、NTFS区别与联系原创 波波说运维 2019-08-19 00:01:00
概述

简单理解文件系统，就是文件的储存方式。也可以理解为一个门牌系统，为储存设备划分门牌号，每个文件分配一个门牌，然后就能按照门牌找到文件。

今天主要介绍一下windows的三种文件系统。

• FAT32
• NTFS
• exFAT
  

格式化硬盘的时候，Windows 系统会提供这三种文件系统让你选。这时应该选哪一种呢？

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1、FAT32

FAT（File Allocation Table，文件分配表）文件系统是windows操作系统所使用的一种文件系统，它的发展过程经历了FAT12、FAT16、FAT32三个阶段。FAT文件系统用“簇”作为数据单元。一个“簇”由一组连续的扇区组成，簇所含的扇区数必须是2的整数次幂。簇的最大值为64个扇区，即32KB。所有簇从2开始进行编号，每个簇都有一个自己的地址编号。用户文件和目录都存储在簇中。

FAT文件系统的数据结构中有两个重要的结构：文件分配表和目录项：

文件分配表：文件和文件夹内容储存在簇中，如果一个文件或文件夹需要多于一个簇的空间，则用FAT表来描述，如何找到另外的簇。FAT结构用于指出文件的下一个簇，同时也说明了簇的分配状态。FAT12、FAT16、FAT32这三种文件系统之间的主要区别在与FAT项的大小不同。

目录项：FAT文件系统的每一个文件和文件夹都被分配到一个目录项，目录项中记录着文件名、大小、文件内容起始地址以及其他一些元数据。

FAT32 是最老的文件系统，所有操作系统都支持，兼容性最好。但是，它是为32位计算机设计的，文件不能超过 2 32 - 1 个字节，也就是不能超过 4GB，分区不能超过 8TB。目前来看，这个文件系统有点过时了，只适合小文件，如果有大的视频文件，就不能使用它。

特点：

FAT32文件系统用4个字节（32位）空间来表示每个扇区配置文件的情形，所以叫FAT32。分区容量最低是512M，而上限的话不同的操作系统都不一样，WinXP系统最大可以做到2TB的FAT32分区。

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2、NTFS

NTFS 是 Windows 的默认文件系统，用来替换 FAT32。Windows 的系统盘只能使用这个系统，移动硬盘买来装的也是它。与FAT32对比如下：

特点：

NTFS文件系统是windows NT核心和高级服务器网络操作系统环境的文件系统。NTFS系统比FAT32的可靠性更高，可以支持更大的分区和更大的文件，此外还有不少FAT32没有的功能，比如压缩分区、文件索引、数据保护和恢复、加密访问等。

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3、exFAT

exFAT 可以看作是 FAT32 的64位升级版， ex 就是 extended 的缩写（表示"扩展的 FAT32"），功能不如 NTFS，但是解决了文件和分区的大小问题，两者最大都可以到 128PB。由于 Mac 和 Linux 电脑可以读写这种系统，所以移动硬盘的文件系统可以改成它。 （全称Extended File Allocation Table File System，扩展FAT，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。对于闪存， NTFS文件系统不适合使用，exFAT更为适用。

特点：

exFAT文件系统是微软在windows embeded5.0以上引入的一种适合于闪存的文件系统，主要是为了解决FAT32不支持4G或更大文件的问题而推出的。

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FAT32与exFAT可用4GB文件的区别

大多数U盘在格式化时默认FAT32，最大优点就是在一个不超过8GB的分区中，FAT32的每个簇容量都固定为4KB，与前代相比可以大大地减少磁盘的浪费，提高磁盘利用率。

虽然对于最大分区容量的支持上面，FAT32的2TB最大分区容量至今仍不过时，但FAT32无法传输并存放超过4GB容量的光盘ISO镜像、高清视频、各种图形作品文件等等，这是最致命的弊端。而exFAT格式在苹果本或者是Windows电脑上都可以格式化，并且在两个系统之间可以互相无障碍使用。相比之下，exFAT格式就没有4GB文件传输限制了。

其实FAT32与exFAT存在着一个升级关系，这两种文件系统都支持OS X系统与Windows系统，如果你将U盘格式化成这两种文件系统，在不同操作系统电脑上可以畅通无阻地使用。

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NTFS相比FAT会让闪存性能降低

NTFS是相当流行的，但多见于硬盘。XP、Vista、Win7默认都会将分区格式化为NTFS系统，可以说NTFS是目前最好的磁盘文件系统。

U盘在格式化为NTFS时，实际可用容量与其他文件系统形式也有所差别，虽然使用中感受并不是很大。另外，在格式化U盘时，容量在64G甚至更大规格时，系统识别自动格式化为exFAT与NTFS格式，会便于优盘在不同操作系统电脑上无障碍使用。

但是，NTFS也有他的缺点，NTFS分区采用“日志式”，因为要记录磁盘的详细读写操作，对U盘这种快闪存储介质会造成较大的负担，比如同样存取一个文件或目录，在NTFS上的读写次数就会比FAT32更多，理论上NTFS格式的U盘比较容易损坏。并且由于U盘带宽有限，NTFS频繁读写占据通道会让磁盘性能降低。

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总结

FAT32与exFAT之间最大的差别在于能否支持4GB及以上容量单个文件的传输、查看与编辑；而FAT系列文件系统与NTFS之间最大的区分在于文件存取的方式，后者长期使用可能会让闪存类存储产品性能降低.

后面会分享更多devops和DBA方面的内容，感兴趣的朋友可以关注下~

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