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Fork (檔案系統)

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在電腦檔案系統領域中，fork是一個與檔案系統對象相關的數據集。沒有fork機制的檔案系統只允許內容擁有單個數據集，而有fork的檔案系統允許多個內容。每個非空的檔案至少有一個fork（通常為預設類型）；因檔案系統而不同，一個檔案可能有一個或多個相關聯的fork；fork可能包含有關該檔案主體的數據，或者只是元數據。不同於通常為固定大小的一個類似的檔案系統特性——擴充檔案屬性，fork可以為可變大小，甚至可能大於檔案的主數據fork。一個檔案的大小是其各fork大小的總和。因為其是可變大小（不同於固定大小的元數據），Fork也稱為數據流（streams），但它與其他的「流」所表現出的「可用性隨時間而變動（包括無限期）」不同。

方案

在沒有fork的檔案系統上，用戶可以使用彼此互相關聯的多個單獨檔案，尤其是用sidecar file來儲存元數據。但是，這些檔案間的連接不會由檔案系統自動保留，並且每個程式都必須支援按這些檔案來工作。另一種選擇是容器檔案，其將額外數據儲存在指定的檔案格式或者一個archive file中，因此允許在一個檔案（單個fork）中儲存多個檔案及元數據。這將要求程式處理容器檔案或壓縮檔案，而不是由作業系統處理fork。這些替代方案均需要處理數據的程式進行額外的處理，但對不支援fork的檔案系統的可移植性更佳。

實現

蘋果公司

更多資訊：資源fork（英語：Resource fork）

蘋果公司的分層檔案系統（HFS）中fork與檔案系統關係密切。[1]HFS與原有的Mac系列（麥金塔）的檔案系統麥金塔檔案系統（英語：Macintosh File System）（MFS）允許一個檔案系統對象有多種fork：一個數據fork（英語：Data fork），一個資源fork（英語：Resource fork），以及多個命名fork。

資源fork的設計是為儲存被系統的圖形化使用者介面（GUI）使用的非編譯數據，例如可本地化文字字串，由Finder或選單使用的檔案圖示，以及應用程式相關的選單和對話方塊等。[2]但這個特性非常靈活，因此也出現了額外的用途，例如將文書處理文件處理為內容和表示法，然後將各個部分儲存在單獨的資源中。由於編譯後的軟件代碼也儲存在資源中，所以應用程式通常只包含一個資源fork，而沒有數據fork。

HFS+的一項最晦澀的特性是，一個檔案除了傳統的數據和資源fork之外，還可以有任意數量的自訂的「命名fork」。此特性很少被使用，因為蘋果公司從未在Mac OS 8.1至10.3.9上添加對它的支援。從10.4開始，一個部分實現被完成，以支援蘋果的擴充行內屬性。

在Mac OS X v10.4之前，用戶執行Mac OS X上所內建的經典的Unix命令列實用工具（例如tar）可能帶來數據遺失風險，因為這些工具未被更新以支援處理檔案的資源fork，直到v10.4。[3]

Novell

從1985年開始，Novell NetWare File System（英語：NetWare File System）（NWFS）及其繼任者Novell Storage Services（英語：Novell Storage Services）（NSS）就已從頭設計多種儲存檔案元數據的方法。部分元數據儲存在Novell Directory Services（英語：Novell Directory Services）（NDS）中，部分元數據儲存在磁碟上的目錄結構中，部分儲存在檔案本身的「多項數據流」中。多項數據流還允許Macintosh客戶端附加和使用NetWare伺服器。

微軟

在Windows NT 3.1引入的NTFS檔案系統支援被稱為替代數據流（ADS）檔案系統fork。[4]隨Windows Server 2012引入的新檔案系統ReFS，最初不支援ADS，[5][6][7]，但在Windows 8.1 64位元及Server 2012 R2中已支援ADS，唯其長度最多128K的限制被加入到ReFS。[8]

ADS最初是為添加與現有的支援fork的作業系統的相容性。電腦程式可以直接在檔案路徑的後面添加一個冒號（:）及指定的ADS名稱來打開一個ADS。[9]儘管有此支援，但包括檔案總管和DIR命令（Windows Vista之前）在內的大多數程式都會忽略ADS。Windows檔案總管會複製ADS並在目標文件系統不支援ADS時發出警告，但只計算主流的大小，並且不會列出檔案或資料夾的流。Windows Vista中的DIR命令支援顯示ADS。[10]Windows PowerShell v3.0及之後的版本支援操作ADS。[11]

使用

Windows 2000使用ADS以在圖檔中儲存縮圖，並且在任何檔案中儲存摘要資訊（諸如標題、作者等），這樣不更改主數據流。[12][13]在Windows XP中，微軟已意識到當檔案被移出NTFS卷時，其所含的ADS容易遺失；因此Windows XP為只要檔案格式支援，就儘量將數據儲存在主數據流中。[12]Windows Vista停止支援添加摘要資訊，微軟認為用ADS操作它過於敏感。[14]但是，用於其他目的的ADS沒有停止，Windows XP的Service Pack 2引入了附件執行服務，它將已下載檔案的原始來源詳情儲存在一個名為「區域識別碼」的ADS中，以努力保護用戶免受下載檔案所帶來的風險。[15]Internet Explorer和Windows 8則是通過Microsoft SmartScreen執行此功能。[16]Internet Explorer也使用ADS來在Internet捷徑檔案中儲存Favicon。[9]

Sun

Solaris第9版及之後的版本允許檔案有「擴充屬性」，這實際上就是fork；一個擴充屬性的最大大小與檔案的最大大小相同，並且讀寫它們是採用與讀寫檔案相同的方式。在內部，它們實際上像普通檔案一樣儲存和訪問，因此其所有權和權限可能與父檔案的所有權和權限相異。因為路徑會與子目錄衝突，因此它們的檔名不能包含「/」字元。

網絡檔案系統（NFS）第4版支援擴充檔案屬性，與Solaris的方式大致相同。

可能的安全問題和數據遺失風險

在檔案系統支援某種或多種fork時，應用程式應該感知它們，以及注意數據和安全風險。允許經典軟件（英語：Legacy system）訪問無適當相容層的數據是發生此類問題的主要原因。[來源請求]

如果各類系統實用程式（磁碟檔案總管、防病毒軟件、壓縮歸檔程式等）未感知fork，可能導致遇到下列問題：

  • 用戶不會得知任何fork的存在，也不知道檔案的實際總大小，只能看到檔案的主數據流的大小。
  • 電腦病毒可能在Windows上使用替代數據流（ADS）隱藏而逃脫檢測，如果防病毒軟件未意識到fork的存在。
  • 在通過fork不敏感的通道傳送檔案時，數據可能遺失。這些渠道包括例如電子郵件、不支援fork的檔案系統，並也包括在支援fork的檔案系統上使用不支援fork的軟件複製或打包（壓縮、歸檔）檔案。

參見

參考資料

  1. ^ Apple. File Forks. Apple. 1996-07-02 [2006-11-18]. （原始內容存檔於2008-07-24）. 
  2. ^ Bruce Horn. The Grand Unified Model (1) - Resources. Folklore.org. [2006-11-18]. （原始內容存檔於2006-10-23）. 
  3. ^ Command-line Backup Solutions on Mac OS X. Apple. 2005-10-29 [2006-11-18]. （原始內容存檔於2008-02-25）. 
  4. ^ Microsoft. Files and Clusters. Microsoft. [2006-11-18]. [永久失效連結]
  5. ^ Verma, Surendra. Sinofsky, Steven , 編. Building the next generation file system for Windows: ReFS. Building Windows 8. Microsoft. MSDN blogs. 16 January 2012 [20 January 2013]. （原始內容存檔於2013-05-15）. 
  6. ^ Foley, Mary Jo. Microsoft goes public with plans for its new Windows 8 file system. ZDNet. CBS互動. 16 January 2012 [21 January 2013]. （原始內容存檔於2013-05-15）. 
  7. ^ Windows Server 2012: Does ReFS replace NTFS? When should I use it? （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） - Martin Lucas, TechNet
  8. ^ Resilient File System Overview. TechNet Library. 微軟. 29 February 2012 [25 December 2013]. （原始內容存檔於2017-02-01）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Law, Eric. Fun with Favicons. IEInternals. 微軟. 8 September 2013 [17 November 2013]. （原始內容存檔於2016-01-26）. 
  10. ^ Bart De Smet. Use Vista's DIR command to display alternate data streams. B# .NET Blog. 2006-07-13 [2007-07-07]. （原始內容存檔於2009-05-26）. 
  11. ^ FileSystem Provider (Windows PowerShell 3.0). TechNet. 微軟. 9 August 2012 [2016年12月20日]. （原始內容存檔於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. 微軟. 27 May 2011 [17 November 2013]. （原始內容存檔於2013-07-27）. 
  13. ^ Microsoft. Indexing service adds data streams to image files. Microsoft. 2006-10-27 [2006-11-18]. （原始內容存檔於2007-02-09）. 
  14. ^ Chen, Raymond. What happened to the Summary information created on Windows 2000 and Windows XP?. The Old New Thing. 微軟. 1 May 2012 [17 November 2013]. （原始內容存檔於2014-04-13）. 
  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]. （原始內容存檔於2006-11-04）. 
  16. ^ Chen, Raymond. Manipulating the zone identifier to specify where a file was download from. The Old New Thing. 微軟. 4 November 2013 [2016-12-20]. （原始內容存檔於2015-06-10）. 

外部連結

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