Символическая ссылка NTFS

Жёсткие ссылки работают традиционным образом: они «указывают» на запись в MFT. Такой целевой записью обычно является обычный файл, например текстовый или исполняемый файл, если том NTFS не содержит ошибок. Как и в Unix-системах, жёсткая ссылка в NTFS не может указывать на каталог.

При стандартном создании файла на томе NTFS система выделяет одну новую запись в MFT для хранения метаданных новой файловой сущности, сведений о кластерах и потоках данных; одну запись для жёсткой ссылки, указывающей на только что созданную запись в качестве её цели; ссылка на жёсткую ссылку фиксируется в каталоге; для обеих новых записей устанавливается счётчик ссылок равный 1. Имя файла, переданное при создании, записывается в жёсткой ссылке. Одна запись MFT может быть целью до 1024 жёстких ссылок; при каждом успешном создании новой жёсткой ссылки на существующую запись её счётчик ссылок увеличивается.

При удалении жёсткой ссылки NTFS выполняет удаление ссылки из содержащего её каталога, а также уменьшает на 1 счётчики ссылок и для целевой записи, и для самой ссылки. Любая запись MFT с обнулённым счётчиком считается «удалённой»: все её ресурсы освобождаются и могут быть перезаписаны.

Точки соединения представляют собой точки повторной обработки NTFS и действуют сходно с символическими ссылками в Unix/Linux, но определяются только для каталогов и допускают только абсолютные локальные пути, не поддерживая удалённые файловые системы. Создаются и работают они аналогично жёстким ссылкам, но при переименовании, перемещении или удалении целевого каталога такая ссылка становится недействительной^[1][2].

• Точки монтирования NTFS

Символические ссылки — это точки повторной обработки, работающие похожим образом на точки соединения или символические ссылки Unix/Linux, но допускающие относительные пути, а также ссылки как на каталоги, так и на файлы. Поддержка каталогов и UNC-путей (сетевых путей) добавлена в NTFS 3.1.

Все типы ссылок NTFS спроектированы так, чтобы быть прозрачными для приложений: файловый драйвер самостоятельно перенаправляет операции, не требуя специальной обработки. Пользователь воспринимает их как обычные каталоги или файлы. При этом возможны эффекты алиасов: запись в ссылку приводит к записи в целевой файл или запись MFT.

Символическая ссылка содержит путь к целевому каталогу либо файлу и дополнительный тег, идентифицирующий драйвер, реализующий поведение точки обработки. Поскольку путь записан явно, возможно создание ссылок на объекты других томов или даже на удалённые файлы. Однако если целевой файл будет удалён или переименован, ссылка станет недействительна; если же вместо целевого файла/каталога появится другой, ссылка будет указывать уже на новый объект.

Символическая ссылка NTFS не то же самое, что файл-ярлык Windows — последний является обычным файлом, может создаваться в любых файловых системах (например, FAT32), хранить дополнительные метаданные и не является прозрачным для приложений.

Unix-подобные среды для Windows, например, Cygwin и Mingw, могут эмулировать символические ссылки с помощью файлов-ярлыков, если настройки ОС это допускают.

• Хранилище компонентов Windows (WinSxS) применяет жёсткие ссылки для отслеживания версий библиотек DLL, хранящихся на диске.
• В базовой установке Windows Server 2008 символические ссылки использовались для перенаправления \Users\All Users в \ProgramData.
• Начиная с Windows Vista, все версии Windows используют схемы скрытых точек соединения для встроенных каталогов, обеспечивая обратную совместимость с Windows XP и более ранними версиями. Примеры таких точек:
  • C:\Documents and Settings, указывающая на C:\Users
  • %USERPROFILE%\Application Data на %USERPROFILE%\AppData\Roaming
  • %USERPROFILE%\My Documents\My Pictures на %USERPROFILE%\Pictures

Создав точку соединения, указывающую на каталог с нужной версией ПО, можно добавить и другую версию программы, меняя точку соединения для переключения между версиями.

Точки соединения практически не занимают дискового пространства, поскольку ссылаются на исходный каталог. Если требуется иметь несколько точек входа в крупный каталог, точки соединения — эффективное решение. Их нельзя путать с «копией» — они лишь указывают на оригинал. Для независимого редактирования каталогов точка соединения не подойдёт, так как не создаёт отдельную копию содержимого.

Также символические и жёсткие ссылки применяются для объединения содержимого файлов.

При переустановке Windows помогает использование нескольких разделов: удалять придётся только один. Однако некоторые программы не позволяют выбрать путь установки по желанию пользователя и записывают файлы только на диск C:. Создавая точку соединения, можно заставить программу считать другой путь целевым.

Символические ссылки и точки соединения NTFS могут указывать на несуществующие объекты — операционная система не гарантирует постоянную актуальность целей^[16].

Дополнительная опасность кроется в следующих случаях:

• создание ссылок, указывающих на собственные родительские каталоги (например, X:\path\to\parent на X:\path\ или X:\path\to\);
• задание цели с помощью буквы тома (например, X:\some\path\).

В первом случае возникают рекурсивные пути, что приводит к потенциально бесконечной рекурсии в структуре каталогов. Структура файловой системы превращается из простого дерева в ориентированный граф, а рекурсивные ссылки могут сделать его циклическим. Одинаковые файлы и каталоги будут доступны по разным путям; программы, обходящие такую структуру наивно, могут выдавать ошибочные или неполные результаты, либо вовсе «зависнуть». При рекурсивном удалении такие программы могут ошибочно удалить родительский каталог обрабатываемого.

Описанные ситуации действительно встречаются в стандартных жёстких ссылках Windows 10, например:

C:\ProgramData\
C:\ProgramData\Application Data\
C:\ProgramData\Application Data\Application Data\
C:\ProgramData\Application Data\Application Data\Application Data\
...

Любой путь из этой последовательности формально корректен и ссылается на одну и ту же область. На практике путь ограничен 260 символами (или 32767 в новых версиях), но при копировании или архивировании с сохранением точек соединения на другой том или компьютер возможны частичные или некорректные пути, а копия может содержать активные каталоги текущей системы. Например, архив X:\archive\Users\USERNAME\My Documents может указывать на C:\Users\USERNAME\Documents\ активной системы.

При копировании или перемещении тома со структурой, в которой жёсткие ссылки содержат буквы томов (например, X:), такие ссылки после копирования могут уже не указывать на соответствующие объекты в новой копии. Всё зависит от программы копирования: одни могут пытаться корректировать ссылки, другие — копировать их дословно, некоторые могут просматривать их содержимое.

Если жёсткие ссылки копируются дословно и становятся перекрёстными (на другие тома), это может привести к непредвиденным последствиям — например, удаление «архивного» каталога на резервном диске приведёт к удалению активных пользовательских данных или системных файлов.

Для уменьшения опасности рекомендуется использовать GUID-идентификаторы томов:^[17]

X:\Some\Path> linkd Foo \\?\Volume{12345678-abcd-1234-abcd-1234567890ab}\Some\Other\Path

Такая ссылка сохранит актуальность даже при изменении буквы тома.

Перед изменениями рекомендуется получить список всех ссылок под данной директорией:

dir /AL /S /B "X:\Some\Path"

Любая ссылка, цель которой находится вне указанного пути, указывает на внешние данные и требует особой осторожности.

По умолчанию в Windows создание символических ссылок запрещено для обычных и не повышенных администраторов, но разрешено создание точек соединения. Изменить поведение можно через "secpol.msc" (Консоль локальной политики безопасности: Security Settings\Local Policies\User Rights Assignment\Create symbolic links) или запустить cmd.exe с правами администратора (или командой runas). В Windows 10 Insiders build 14972 и выше в режиме разработчика разрешено создавать символические ссылки без повышения прав через флаг SYMBOLIC_LINK_FLAG_ALLOW_UNPRIVILEGED_CREATE^[18].

Процесс загрузки Windows не поддерживает точки соединения, поэтому невозможно перенаправить ключевые системные каталоги:

• \Windows
• \Windows\System32
• \Windows\System32\Config

Другие критически важные файлы (например, файл спящего режима hiberfil.sys) также не подлежат перенаправлению.

Технически возможно перенаправление следующих не критичных системных каталогов:

• \Users
• \Documents and Settings
• \ProgramData
• \Program Files
• \Program Files (x86)

Однако это может привести к серьёзным сбоям и снижению надёжности Windows. Создание точек соединения для \Users и \ProgramData на другой диск нарушает обновления и работу приложений из Windows Store^[19].

Перенаправление \Users, \ProgramData, \Program Files или \Program Files (x86) лишает возможности установить/обновить Windows^[20].

Создание точек соединения для \Program Files или \Program Files (x86) на другой диск нарушает работу Component Based Servicing, которая связывает файлы из \Windows\SxS с целевыми директориями.

Windows Installer полностью не поддерживает символические ссылки; попытка перенаправления \Windows\Installer приведёт к ошибкам .msi-установщиков (2755/1632).

В Windows XP возможно включение поддержки символических ссылок, поскольку используется совместимая версия формата NTFS. Для этого применяют сторонний драйвер-фильтр файловой системы^[21].^[22]