Naujoji „Microsoft“ failų sistema „ReFS“ iš pradžių pasirodė serveriuose, kuriuose veikia „Windows 2012.“. Tik vėliau ji buvo įtraukta į „Windows 10“, kur ji gali būti naudojama tik kaip disko telkinio funkcijos „Storage Spaces“ dalis. „Windows Server 2016“ „Microsoft“ žada žymiai pagerinti darbą su „ReFS“ failų sistema, be to, remiantis gandais, spausdintais, „ReFS“ gali pakeisti pasenusią NTFS failų sistemą naujoje „Windows 10“ versijoje, kuri išdidžiai vadinama „Windows“ 10 Pro (pažengusiems asmeniniams kompiuteriams).
Bet kas iš tikrųjų yra „ReF“, kuo jis skiriasi nuo šiuo metu naudojamos failų sistemos NTFS ir kokius privalumus jis turi?
Trumpai tariant, ji buvo sukurta kaip gedimams atspari failų sistema. „ReFS“ yra nauja failų sistema, sukurta naudojant kodą ir iš esmės yra pertvarkyta ir patobulinta NTFS failų sistema. Tai apima didesnį informacijos saugojimo patikimumą, stabilų veikimą streso režimais, failų, tomų, katalogų dydžius, tomų ir katalogų failų skaičių riboja tik 64 bitų skaičių dydis. Prisiminkite, kad didžiausias šios vertės dydis, didžiausias failo dydis bus 16 exbibitų, o apimtis - 1 yobaitas.
Šiuo metu ReFS nepakeičia NTFS. Jis turi privalumų ir trūkumų. Bet jūs negalite, pavyzdžiui, suformatuoti disko ir įdiegti jame naujos „Windows“ kopijos, kaip tai darytumėte NTFS.
ReFS naudoja metaduomenų kontrolines sumas, taip pat gali naudoti duomenų failų kontrolines sumas. Kiekvieną kartą, kai skaitote ar rašote failus, „ReFS“ patikrina kontrolinę sumą ir įsitikina, kad ji teisinga. Tai reiškia, kad pati failų sistema turi įrankį, galintį aptikti sugadintus duomenis.
„ReFS“ yra integruotas su saugojimo erdvėmis. Jei sukonfigūravote „ReFS“ palaikantį veidrodinį vaizdą, „Windows“ gali lengvai aptikti failų sistemos pažeidimus ir automatiškai juos pataisyti, nukopijuodami veidrodinius duomenis į pažeistą diską. Ši funkcija prieinama tiek „Windows 10“, tiek „Windows 8.1“.
Jei „ReFS“ aptinka sugadintus duomenis ir reikiamos duomenų kopijos negalima atkurti, failų sistema gali iš karto pašalinti sugadintus duomenis iš disko. Tam nereikia iš naujo paleisti sistemos, skirtingai nei NTFS.
„ReFS“ atlieka daugiau nei tik patikrina failų vientisumą, kai jie skaitomi. Jis automatiškai nuskaito duomenų vientisumą, reguliariai tikrindamas visus failus diske, nustatydamas ir taisydamas sugadintus duomenis. Tokiu atveju nereikia periodiškai paleisti chkdsk komandos, kad patikrintumėte diską.
Naujoji failų sistema taip pat yra atspari duomenų sugadinimui kitais būdais. Pavyzdžiui, atnaujinate failo metaduomenis (nors ir failo pavadinimą). NTFS failų sistema tiesiogiai keičia failo metaduomenis. Jei šiuo metu įvyksta sistemos gedimas (išjungimas), labai tikėtina, kad failas bus sugadintas. Kai keičiate metaduomenis, ReFS failų sistema sukuria naują metaduomenų kopiją. Failų sistema neperrašo senų metaduomenų, bet įrašo juos į naują bloką. Tai pašalina galimybę sugadinti failą. Ši strategija vadinasi „kopijuoti rašant“. Ši strategija prieinama kitose šiuolaikinėse failų sistemose, tokiose kaip ZFS ir BtrFS „Linux“, taip pat naujoje „Apple“ APFS failų sistemoje.
ReFS yra modernesnis nei NTFS ir palaiko daug didesnį duomenų kiekį ir ilgesnius failų pavadinimus. Tai labai svarbu ilgainiui.
NTFS failų sistemoje failo kelias yra apribotas iki 255 simbolių. ReFS maksimalus simbolių skaičius jau yra įspūdingas 32 768 simboliai. Šiuo metu „Windows 10“ yra galimybė išjungti simbolių elementą NTFS. Šis apribojimas pagal numatytuosius nustatymus yra išjungtas ReFS diskų tomuose.
„ReFS“ nepalaiko DOS 8.3 failų pavadinimų. Naudodami NTFS tomus, turite prieigą prie aplankų „CProgram Files“, „CProgra`1“. Jie reikalingi suderinamumui su senais programinė įranga... „ReFS“ nerasite mums įprastų aplankų. Jie pašalinami.
Didžiausias teorinis NTFS palaikomų duomenų kiekis yra 16 egzabaitų, ReFS palaiko iki 262 144 egzabaitų. Dabar šis skaičius atrodo milžiniškas.
Kūrėjai nesiekė sukurti efektyvesnės failų sistemos. Jie sukūrė paprastesnę sistemą.
Pavyzdžiui, kai naudojamas su masyvu, „ReFS“ palaiko lygio optimizavimą realiuoju laiku. Turite surinktą dviejų diskų įrenginio baseiną. Pirmasis diskas pasirinktas dideliam greičiui, greita prieiga prie duomenų. Antrasis diskas parenkamas pagal patikimumo kriterijų ilgalaikiam duomenų saugojimui. Fone ReFS automatiškai perkels dideles duomenų dalis į lėtesnį diską, taip užtikrindamas duomenų saugojimo patikimumą.
Sistemoje „Windows Server 2016“ kūrėjai pridėjo įrankį, kuris pagerina našumą, naudojant specifines virtualių mašinų funkcijas. Pavyzdžiui, „ReFS“ palaiko blokų kopijavimą, o tai pagreitina virtualių mašinų kopijavimo ir kontrolinių taškų sujungimo procesą. Norėdami sukurti virtualios mašinos kopiją, „ReFS“ sukuria naują metaduomenų kopiją diske ir pateikia nuorodą į nukopijuotus duomenis diske. Taip yra todėl, kad keli failai gali nurodyti tuos pačius pagrindinius duomenis diske, naudojant „ReFS“. Po to, kai dirbote su virtualia mašina, pakeisite duomenis, jie įrašomi į diską kitoje vietoje, o originalūs virtualios mašinos duomenys lieka diske. Tai labai pagreitina kopijų kūrimo procesą ir sumažina disko apkrovą.
ReFS palaiko „Sparse VDL“ (retus failus). Retas failas yra failas, kuriame nulio baitų seka pakeičiama informacija apie tą seką (skylių sąrašas). Skylės yra tam tikra nulio baitų seka faile, o ne įrašyta į diską. Pati skylės informacija saugoma failų sistemos metaduomenyse.
Reta failų palaikymo technologija leidžia greitai įrašyti nulius į didelį failą. Tai labai pagreitina naujo tuščio, fiksuoto dydžio virtualiojo standžiojo disko (VHD) failo kūrimo procesą. Sukurti tokį failą ReFS užtrunka kelias sekundes, o NTFS - iki 10 minučių.
Viskas, ką aprašėme aukščiau, skamba gerai, tačiau negalėsite perjungti į ReFS iš NTFS. „Windows“ negali paleisti iš „ReFS“, todėl reikia NTFS.
ReFS trūksta daugelio NTFS naudojamų technologijų. Pavyzdžiui, failų sistemos glaudinimas ir šifravimas, kietosios nuorodos, išplėstiniai atributai, duomenų dubliavimas ir disko kvotos. Tuo pačiu metu, skirtingai nei NTFS, „ReFS“ palaiko visą duomenų šifravimo technologiją - „BitLocker“.
„Windows 10“ negalėsite formatuoti disko skaidinio naudodami „ReFS“. Naujoji failų sistema prieinama tik saugojimo sistemoms, kur jos pagrindinė funkcija yra apsaugoti duomenis nuo pažeidimų. „Windows Server 2016“ disko skaidinį galėsite formatuoti naudodami „ReFS“. Jį galėsite naudoti virtualioms mašinoms paleisti. Bet jūs negalėsite jo pasirinkti kaip įkrovos disko. „Windows“ paleidžiama tik iš NTFS failų sistemos.
Neaišku, kokią ateitį „Microsoft“ planuoja naujai failų sistemai. Galbūt vieną dieną jis visiškai pakeis NTFS visose „Windows“ versijose. Tačiau šiuo metu ReFS galima naudoti tik tam tikroms užduotims atlikti.
Daug kas buvo pasakyta aukščiau, palaikant naują operacinę sistemą. Aprašyti minusai ir pliusai. Siūlau sustoti ir apibendrinti. Kokiais tikslais tai įmanoma, o gal būtina naudoti ReFS.
„Windows 10“ sistemoje „ReFS“ taikoma tik kartu su „Storage Spaces“ komponentu. Būtinai suformatuokite saugyklos diską naudodami ReFS, o ne NTFS. Tokiu atveju galėsite visiškai įvertinti duomenų saugojimo patikimumą.
„Windows Server“ galėsite formatuoti „ReFS“ skaidinį naudodami standartinį „Windows“ įrankį disko valdymo pulte. Rekomenduojama būtinai suformatuoti ReFS, jei naudojate virtualius serverius. Tačiau atminkite, kad įkrovos diskas turi būti suformatuotas NTFS. Paleidimas iš ReFS failų sistemos nepalaikomas „Windows“ operacinėse sistemose.
Nauja failų sistema „ReFS“ ir „Windows 10“| 2017-06-28 06:34:15 | Super vartotojas | Sistemos programinė įranga | https: //site/media/system/images/new.png | Nauja „Microsoft ReFS“ failų sistema pakeitė pasenusią NTFS. Kokie yra „ReFS“ pranašumai ir kuo ji skiriasi nuo NTFS | refs, refs arba ntfs, refs windows 10, refs failų sistema, naujos failų sistemos, ntfs sistema, ntfs failų sistema
Kodėl išmanusis telefonas negali paleisti programų iš atminties kortelės? Kuo „ext4“ iš esmės skiriasi nuo „ext3“? Kodėl „flash“ diskas veiks ilgiau, jei suformatuotas pagal NTFS, o ne į FAT? Kokia yra pagrindinė F2FS problema? Atsakymai slypi failų sistemų struktūros ypatumuose. Mes apie juos kalbėsime.
Failų sistemos nustato, kaip saugomi duomenys. Jie nustato, su kokiais apribojimais vartotojas susidurs, kaip greitai bus skaitomos ir rašomos operacijos ir kiek laiko diskas veiks be gedimų. Tai ypač pasakytina apie biudžetinius SSD ir jų jaunesnius brolius - „flash drives“. Žinodami šias funkcijas, galite iš bet kurios sistemos maksimaliai išspausti ir optimizuoti jos naudojimą konkrečioms užduotims atlikti.
Failų sistemos tipą ir parametrus turite pasirinkti kiekvieną kartą, kai reikia padaryti ką nors nereikšmingo. Pavyzdžiui, norite paspartinti dažniausiai pasitaikančias failų operacijas. Failų sistemos lygmeniu tai galima pasiekti keliais būdais: indeksuojant bus galima greitai ieškoti, o iš anksto rezervavus nemokamus blokus bus lengviau perrašyti dažnai besikeičiančius failus. Išankstinis duomenų optimizavimas atsitiktinės prieigos atmintis sumažins reikalingų įvesties / išvesties operacijų skaičių.
Šiuolaikinės failų sistemos, tokios kaip tingus rašymas, dubliavimas ir kiti pažangūs algoritmai, padeda pratęsti veikimo laiką. Jie ypač aktualūs pigiems SSD, turintiems TLC atminties mikroschemas, „flash drives“ ir atminties korteles.
Yra atskirų skirtingų lygių diskų masyvų optimizavimas: pavyzdžiui, failų sistema gali palaikyti lengvą tūrio atspindėjimą, momentines nuotraukas ar dinaminį mastelio keitimą, neatsižvelgiant į garsumą neprisijungus.
Vartotojai daugiausia dirba su failų sistema, kurią pagal numatytuosius nustatymus siūlo operacinė sistema. Jie retai kuria naujus disko skaidinius ir dar rečiau galvoja apie savo nustatymus - jie tiesiog naudoja rekomenduojamus parametrus arba net perka iš anksto suformatuotą laikmeną.
„Windows“ gerbėjams viskas paprasta: NTFS visuose disko skaidiniuose ir FAT32 (arba tas pats NTFS) „flash“ diskuose. Jei yra NAS ir joje naudojama kokia nors kita failų sistema, tai daugumai tai lieka nesuvokiama. Jie tiesiog prisijungia prie jo per tinklą ir atsisiunčia failus, tarsi iš juodos dėžės.
Mobiliosiose programėlėse su „Android“ „ext4“ dažniausiai randama vidinėje atmintyje ir „FAT32“ - „microSD“ kortelėse. „Apple“ visai nesvarbu, kokią failų sistemą jie turi: HFS +, HFSX, APFS, WTFS ... jiems yra tik gražios aplanko ir failo piktogramos, nupieštos geriausių dizainerių. „Linux“ vartotojai turi turtingiausią pasirinkimą, tačiau galite pridėti palaikymą failų sistemoms, kurios nėra būdingos „Windows“ ir „MacOS“ operacinei sistemai - daugiau apie tai vėliau.
Sukurta per šimtą skirtingų failų sistemų, tačiau šiek tiek daugiau nei tuziną galima pavadinti aktualia. Nors visi jie buvo sukurti konkrečioms reikmėms, daugelis jų buvo konceptualiai susiję. Jie yra panašūs, nes juose naudojami to paties tipo pateikimo struktūros (meta) duomenys-B-medžiai („bi-medžiai“).
Kaip ir bet kuri hierarchinė sistema, B medis prasideda nuo šakninio įrašo ir toliau šakoja iki galutinių elementų - atskirų įrašų apie failus ir jų atributus arba „lapus“. Pagrindinis tokios loginės struktūros sukūrimo tikslas buvo paspartinti failų sistemos objektų paiešką didelėse dinaminėse masyvose, pavyzdžiui, kelių terabaitų kietųjų diskų ar dar įspūdingesnių RAID masyvų.
Atliekant tas pačias operacijas, B medžiams reikia daug mažiau prieigos prie disko nei kitų tipų B medžiams. Tai pasiekiama dėl to, kad galutiniai objektai B-medžiuose yra hierarchiškai tame pačiame aukštyje, o visų operacijų greitis yra tiesiog proporcingas medžio aukščiui.
Kaip ir kiti subalansuoti medžiai, B medžių kelias yra vienodas, nuo šaknų iki bet kokių lapų. Užuot užaugę, jie labiau šakojasi ir auga platesni: visuose „B-tree“ šakų taškuose yra daug nuorodų į antrinius objektus, todėl juos lengva rasti per mažiau skambučių. Didelis rodyklių skaičius sumažina ilgiausių disko operacijų skaičių - galvos padėties nustatymą skaitant savavališkus blokus.
B-medžių koncepcija buvo suformuluota dar aštuntajame dešimtmetyje ir nuo to laiko buvo patobulinta. Tai viena ar kita forma įgyvendinama NTFS, BFS, XFS, JFS, ReiserFS ir daugelyje DBVS. Visi jie yra pusbroliai pagal pagrindinius duomenų organizavimo principus. Skirtumai susiję su detalėmis, kurios dažnai yra gana svarbios. Susijusių failų sistemų trūkumas taip pat yra bendras: visos jos buvo sukurtos dirbti su diskais dar prieš SSD atsiradimą.
Kietojo kūno diskai pamažu keičia diskų įrenginius, tačiau kol kas jie yra priversti naudoti jiems svetimas, paveldėtas failų sistemas. Jie sukurti naudojant „flash“ atminties masyvus, kurių principai skiriasi nuo diskinių įrenginių. Visų pirma, prieš rašant reikia ištrinti „flash“ atmintį, o šios operacijos NAND mikroschemose negalima atlikti atskirų langelių lygiu. Tai įmanoma tik dideliems blokams.
Šis apribojimas yra dėl to, kad NAND atmintyje visos ląstelės yra sujungtos į blokus, kurių kiekvienas turi tik vieną bendrą ryšį su valdymo magistralė. Mes nesigilinsime į ieškančiųjų organizacijos detales ir nubraižysime visą hierarchiją. Svarbus yra pats grupės operacijų su langeliais principas ir tai, kad „flash“ atminties blokų dydžiai paprastai yra didesni nei blokų, adresuotų bet kurioje failų sistemoje. Todėl visi diskų su NAND blykste adresai ir komandos turi būti išversti per FTL („Flash Translation Layer“) abstrakcijos sluoksnį.
„Flash“ atminties valdikliai užtikrina suderinamumą su disko įrenginių logika ir palaiko jų vietinių sąsajų komandas. Paprastai FTL yra įdiegta jų programinėje įrangoje, tačiau ji gali (iš dalies) veikti pagrindiniame kompiuteryje - pavyzdžiui, „Plextor“ rašo savo SSD diskų tvarkykles, kurios pagreitina rašymą.
Jūs visiškai negalite išsiversti be FTL, nes net vieno bito įrašymas į tam tikrą langelį leidžia pradėti visą operacijų seriją: valdiklis ieško bloko, kuriame yra reikiama ląstelė; blokas yra visiškai perskaitytas, įrašomas į talpyklą arba į laisvą vietą, tada visiškai ištrinamas, po to jis perrašomas atgal su reikiamais pakeitimais.
Šis požiūris primena kasdienį kariuomenės gyvenimą: norėdamas duoti įsakymą vienam kareiviui, seržantas sudaro bendrą formavimą, iškviečia vargšą iš rikiuotės ir liepia likusiems išsiskirstyti. Dabar retoje NOR atmintyje organizacija buvo spetsnazas: kiekviena ląstelė buvo valdoma nepriklausomai (kiekvienas tranzistorius turėjo individualų kontaktą).
Valdiklių užduotys didėja, nes su kiekviena „flash“ atminties karta techninis jos gamybos procesas mažėja, siekiant padidinti duomenų tankį ir sumažinti jų saugojimo išlaidas. Kartu su technologiniais standartais sumažėja ir numatomas lustų tarnavimo laikas.
Moduliai su vieno lygio SLC ląstelėmis turėjo 100 tūkstančių perrašymo ciklų ir dar daugiau išteklių. Daugelis jų vis dar veikia senose „flash“ atmintinėse ir CF kortelėse. Įmonių klasės MLC (eMLC) teigė, kad ištekliai svyruoja nuo 10 iki 20 tūkst., O įprastame vartotojų klasės MLC-3-5 tūkst. Šio tipo atmintį aktyviai perneša dar pigesnis TLC, kurio ištekliai vos pasiekia tūkstantį ciklų. Norint išlaikyti priimtiną „flash“ atminties tarnavimo laiką, reikia atlikti programinės įrangos pakeitimus, o naujos failų sistemos tampa viena iš jų.
Gamintojai iš pradžių manė, kad failų sistema yra nesvarbi. Pats valdiklis turi išlaikyti trumpalaikį bet kokio tipo atminties elementų masyvą, optimaliai paskirstydamas apkrovą tarp jų. Failų sistemos tvarkyklei jis imituoja įprastą diską ir pats atlieka žemo lygio bet kokios prieigos optimizavimą. Tačiau praktiškai skirtingų įrenginių optimizavimas skiriasi nuo stebuklingo iki fiktyvaus.
Įmonių SSD diskuose įmontuotas valdiklis yra mažas kompiuteris. Jis turi didžiulį atminties buferį (pusę koncerto ir daugiau) ir palaiko daugybę metodų, kaip pagerinti darbo su duomenimis efektyvumą, taip išvengiant nereikalingų perrašymo ciklų. Lustas sutvarko visus blokus talpykloje, atlieka tingų rašymą, atlieka dubliavimą skrisdamas, rezervuoja kai kuriuos blokus, o kitus valo fone. Visa ši magija įvyksta visiškai nepastebimai OS, programų ir vartotojo. Naudojant tokį SSD, tikrai nesvarbu, kokia failų sistema naudojama. Vidiniai optimizavimai daro daug didesnį poveikį našumui ir ištekliams nei išoriniai.
Biudžetiniai SSD diskai (ir juo labiau - „flash drives“) yra aprūpinti daug mažiau išmaniais valdikliais. Talpykla juose sutrumpinta arba jos nėra, o pažangios serverio technologijos visai nenaudojamos. Atminties kortelėse valdikliai yra tokie primityvūs, kad dažnai teigiama, kad jų išvis nėra. Todėl pigiems įrenginiams su „flash“ atmintimi išlieka svarbūs išoriniai apkrovos balansavimo metodai - pirmiausia naudojant specializuotas failų sistemas.
Vienas pirmųjų bandymų sukurti failų sistemą, kurioje būtų atsižvelgiama į „flash“ atminties organizavimo principus, buvo „JFFS - Journaling Flash File System“. Iš pradžių ši Švedijos bendrovės „Axis Communications“ plėtra buvo skirta pagerinti tinklo įrenginių, kuriuos „Axis“ pagamino devintajame dešimtmetyje, atminties efektyvumą. Pirmoji JFFS versija palaikė tik NOR atmintį, tačiau jau antroje versijoje ji susidraugavo su NAND.
JFFS2 šiuo metu yra ribotas. Dažniausiai jis vis dar naudojamas „Linux“ paskirstymuose įterptosioms sistemoms. Jį galima rasti maršrutizatoriuose, IP kamerose, NAS ir kituose daiktų interneto nuolatiniuose puslapiuose. Apskritai, visur, kur reikia nedidelio kiekio patikimos atminties.
Tolesnės JFFS2 kūrimo pastangos buvo „LogFS“, kuri išsaugojo inodes atskirame faile. Šios idėjos autoriai yra IBM Jorn Engel Vokietijos padalinio darbuotojas ir Osnabriuko universiteto profesorius Robertas Mertensas. „LogFS“ šaltinio kodą galima rasti „GitHub“. Sprendžiant iš to, kad paskutinis jo pakeitimas buvo padarytas prieš ketverius metus, „LogFS“ nesulaukė populiarumo.
Tačiau šie bandymai paskatino kitos specializuotos failų sistemos - F2FS - atsiradimą. Jį sukūrė „Samsung Corporation“, kuri sudaro didelę pasaulyje pagamintos „flash“ atminties dalį. „Samsung“ gamina „NAND Flash“ lustus savo įrenginiams ir kitoms įmonėms, taip pat kuria SSD diskus su iš esmės naujomis sąsajomis, o ne senomis. „Samsung“ požiūriu, seniai reikėjo sukurti specialią failų sistemą, optimizuotą „flash“ atminčiai.
Prieš ketverius metus, 2012 m., „Samsung“ sukūrė F2FS („Flash Friendly File System“). Jos idėja gera, tačiau įgyvendinimas pasirodė drėgnas. Pagrindinė užduotis kuriant F2FS buvo paprasta: sumažinti ląstelių perrašymo operacijų skaičių ir kuo tolygiau paskirstyti jų apkrovą. Tam reikia atlikti operacijas su keliomis to paties bloko ląstelėmis tuo pačiu metu, o ne prievartauti jų po vieną. Tai reiškia, kad mums nereikia akimirksniu perrašyti esamų blokų pagal pirmąjį OS prašymą, o komandų ir duomenų talpyklą, naujų blokų pridėjimą prie laisvos vietos ir uždelstą ląstelių ištrynimą.
Šiandien F2FS palaikymas jau yra oficialiai įdiegtas „Linux“ (taigi ir „Android“), tačiau praktiškai jis nesuteikia jokių ypatingų pranašumų. Pagrindinė šios failų sistemos ypatybė (atidėtas perrašymas) padarė išankstines išvadas apie jos veiksmingumą. Senas talpyklos triukas netgi apgavo ankstyvąsias etalonų versijas, kur F2FS parodė akivaizdų pranašumą ne keliais procentais (kaip tikėtasi) ar net kelis kartus, bet dydžiais. Tiesiog F2FS tvarkyklė pranešė apie operacijos, kurią valdytojas tik planavo atlikti, vykdymą. Tačiau, jei tikrasis F2FS našumas yra mažas, ląstelių nusidėvėjimas tikrai bus mažesnis nei naudojant tą patį ext4. Tie optimizavimai, kurių negali atlikti pigus valdiklis, bus atliekami pačios failų sistemos lygiu.
Nors F2FS suvokiamas kaip egzotiškas geikams. Net „Samsung“ išmanieji telefonai vis dar naudoja „ext4“. Daugelis mano, kad tai yra tolesnė „ext3“ plėtra, tačiau tai nėra visiškai tiesa. Tai daugiau revoliucija, nei sulaužyti 2 TB vienam failui barjerą ir tiesiog padidinti kitą metriką.
Kai kompiuteriai buvo dideli, o failai maži, adresuoti buvo paprasta. Kiekvienam failui buvo priskirtas tam tikras blokų skaičius, kurių adresai buvo įrašyti į korespondencijos lentelę. Taip veikė „ext3“ failų sistema, kuri vis dar naudojama. Tačiau „ext4“ pasirodė iš esmės kitoks kreipimosi būdas - apimtys.
Apimtis galima laikyti inodo plėtiniais kaip atskirus blokų rinkinius, kurie visi yra laikomi gretimomis sekomis. Vienoje apimtyje gali būti visas vidutinio dydžio failas, o dideliems failams pakanka skirti keliolika ar du apimtis. Tai daug efektyviau nei spręsti šimtus tūkstančių mažų keturių kilobaitų blokų.
Pats rašymo mechanizmas pasikeitė ext4. Dabar blokų paskirstymas įvyksta iš karto vienoje užklausoje. Ir ne iš anksto, o prieš pat įrašant duomenis į diską. Pavėluotas kelių blokų paskirstymas leidžia atsikratyti nereikalingų operacijų, kurios buvo nuodėmės: jame naujo failo blokai buvo iš karto paskirstyti, net jei jis visiškai tilpo į talpyklą ir buvo numatytas ištrinti kaip laikinas.
Be subalansuotų medžių ir jų modifikacijų, yra ir kitų populiarių loginių struktūrų. Yra failų sistemos, kurių organizacija iš esmės skiriasi - pavyzdžiui, linijinė. Tikriausiai bent vieną iš jų naudojate daug.
Atspėk mįslę: būdama dvylikos ji pradėjo priaugti svorio, šešiolikos ji buvo kvaila stora moteris, o trisdešimt dvejų tapo stora ir liko paprasčiausia. Kas ji?
Teisingai, tai istorija apie FAT failų sistemą. Suderinamumo reikalavimai užtikrino jai blogą paveldėjimą. Diskeliuose jis buvo 12 bitų, kietuosiuose diskuose-iš pradžių 16 bitų, o iki šiol jis sumažėjo kaip 32 bitų. Kiekvienoje vėlesnėje versijoje adresuojamų blokų skaičius padidėjo, tačiau iš esmės niekas nepasikeitė.
Vis dar populiari FAT32 failų sistema pasirodė prieš dvidešimt metų. Šiandien ji vis dar primityvi ir nepalaiko ACL, disko kvotų, fono glaudinimo ar kitų šiuolaikinių duomenų optimizavimo technologijų.
Kodėl šiais laikais reikalingas FAT32? Visa tai daroma tik suderinamumo tikslais. Gamintojai teisingai mano, kad bet kuri OS gali nuskaityti FAT32 skaidinį. Todėl jie kuria jį išoriniuose standžiuosiuose diskuose, USB atmintinėje ir atminties kortelėse.
Išmaniuosiuose telefonuose naudojamos „MicroSD“ (HC) kortelės pagal numatytuosius nustatymus yra suformatuotos į FAT32. Tai yra pagrindinė kliūtis įdiegti jose programas ir perkelti duomenis iš vidinės atminties. Norėdami tai įveikti, kortelėje turite sukurti „ext3“ arba „ext4“ skaidinį. Į ją galima perkelti visus failo atributus (įskaitant savininką ir prieigos teises), todėl bet kuri programa gali veikti taip, tarsi ji būtų paleista iš vidinės atminties.
„Windows“ negali sukurti daugiau nei vieno skaidinio „flash“ diskuose, tačiau tam galite paleisti „Linux“ (bent jau virtualioje mašinoje) arba pažangią priemonę, skirtą dirbti su loginiu skaidymu - pavyzdžiui, „MiniTool Partition Wizard Free“. Kortelėje radęs papildomą pirminį skaidinį su ext3 / ext4, „Link2SD“ programa ir panašios pasiūlys daug daugiau galimybių nei vieno FAT32 skaidinio atveju.
Kitas argumentas FAT32 naudai yra žurnalų trūkumas, o tai reiškia greitesnes rašymo operacijas ir mažesnį NAND „Flash“ atminties elementų nusidėvėjimą. Praktiškai FAT32 naudojimas sukelia priešingą situaciją ir sukelia daug kitų problemų.
„Flash“ įrenginiai ir atminties kortelės tiesiog greitai miršta, nes bet koks FAT32 pakeitimas sukelia tų pačių sektorių, kuriuose yra dvi failų lentelių grandinės, perrašymą. Išsaugojau visą tinklalapį ir jis buvo perrašytas šimtą kartų - kiekvieną kartą pridedant kitą mažą GIF į „flash“ diską. Pristatėte nešiojamą programinę įrangą? Jis sukūrė laikinus failus ir nuolat juos keičia darbo metu. Todėl daug geriau naudoti NTFS „flash“ įrenginiuose, kuriuose yra gedimams atspari $ MFT lentelė. Maži failai gali būti saugomi tiesiogiai pagrindinėje failų lentelėje, o jų plėtiniai ir kopijos įrašomi į skirtingas „flash“ atminties sritis. Be to, NTFS indeksavimas pagreitina paieškas.
Kita problema, su kuria susiduria dauguma vartotojų, yra ta, kad į FAT32 skaidinį neįmanoma įrašyti didesnio nei 4 GB failo. Priežastis ta, kad FAT32 failo dydį failų paskirstymo lentelėje apibūdina 32 bitai, o 2 ^ 32 (tiksliau, atėmus vieną) suteikia tik keturis pasirodymus. Pasirodo, nei įprastos kokybės filmo, nei DVD vaizdo negalima įrašyti į ką tik įsigytą „flash drive“.
Didelių failų kopijavimas vis dar yra pusė problemų: kai bandote tai padaryti, klaida bent iš karto matoma. Kitais atvejais FAT32 veikia kaip laiko bomba. Pavyzdžiui, nukopijavote nešiojamą programinę įrangą į USB atmintinę ir iš pradžių galite ja naudotis be jokių problemų. Po ilgo laiko vienos iš programų (pavyzdžiui, buhalterinės apskaitos ar pašto) duomenų bazė išsipūtusi ir ... ji tiesiog nustoja atnaujinti. Failo negalima perrašyti, nes jis pasiekė 4 GB limitą.
Mažiau akivaizdi problema yra ta, kad FAT32 faile ar kataloge sukūrimo data gali būti nurodyta dviejų sekundžių tikslumu. To nepakanka daugeliui kriptografinių programų, kuriose naudojamos laiko žymos. Žemas datos atributo tikslumas yra dar viena priežastis, kodėl saugumo požiūriu FAT32 nėra laikoma visa failų sistema. Tačiau jo trūkumus galima panaudoti savo tikslams. Pavyzdžiui, jei nukopijuojate failus iš NTFS skaidinio į FAT32 tomą, jie bus išvalyti nuo visų metaduomenų, taip pat paveldėtų ir specialiai nustatytų leidimų. FAT tiesiog nepalaiko jų.
Skirtingai nuo FAT12 / 16/32, „exFAT“ buvo sukurtas specialiai USB atmintinei ir didelėms atminties kortelėms (≥ 32 GB). Išplėstinė FAT pašalina minėtą FAT32 trūkumą - perrašant tuos pačius sektorius bet kokiems pakeitimams. Kaip 64 bitų sistema, ji praktiškai neturi reikšmingų vieno failo dydžio apribojimų. Teoriškai jis gali būti 2 ^ 64 baitų (16 EB) ilgio, o tokio dydžio kortelės netrukus nepasirodys.
Kitas svarbus „exFAT“ skirtumas yra prieigos kontrolės sąrašų (ACL) palaikymas. Tai nėra tas pats devintojo dešimtmečio paprastumas, tačiau uždaras formatas trukdo įgyvendinti exFAT. „ExFAT“ palaikymas visiškai ir teisėtai įgyvendinamas tik „Windows“ (pradedant nuo XP SP2) ir OS X (pradedant nuo 10.6.5). Jis palaikomas „Linux“ ir * BSD arba su apribojimais, arba ne visiškai legaliai. „Microsoft“ reikalauja licencijos naudoti „exFAT“, ir šioje srityje kyla daug teisinių ginčų.
Kitas ryškus „B-tree“ failų sistemų pavyzdys vadinamas „Btrfs“. Šis FS pasirodė 2007 m. Ir iš pradžių buvo sukurtas „Oracle“, siekiant dirbti su SSD ir RAID. Pavyzdžiui, jis gali būti dinamiškai keičiamas: sukurkite naujus inodus tiesioginėje sistemoje arba padalinkite tomą į papildomus tūrius, nesuteikdami jiems laisvos vietos.
„Btrfs“ įdiegtas kopijavimo ir rašymo mechanizmas ir visiška integracija su „Device mapper“ branduolio moduliu leidžia beveik akimirksniu padaryti momentines nuotraukas naudojant virtualius blokinius įrenginius. Išankstinis duomenų suspaudimas (zlib arba lzo) ir atšaukimas pagreitina pagrindines operacijas, taip pat prailgina „flash“ atminties tarnavimo laiką. Tai ypač pastebima dirbant su duomenų bazėmis (glaudinimas pasiekiamas 2–4 kartus) ir mažais failais (jie surašyti tvarkingai dideliais blokais ir gali būti saugomi tiesiai „lapuose“).
„Btrfs“ taip pat palaiko pilną žurnalą (duomenis ir metaduomenis), apimties tikrinimą neišmontuojant ir daugelį kitų šiuolaikinių funkcijų. „Btrfs“ kodas yra paskelbtas pagal GPL licenciją. Ši failų sistema buvo palaikoma stabili „Linux“ nuo branduolio 4.3.1.
Beveik visos daugiau ar mažiau modernios failų sistemos (ext3 / ext4, NTFS, HFSX, Btrfs ir kitos) priklauso bendrajai žurnalų grupei, nes jos registruoja atliktus pakeitimus atskirame žurnale (žurnale) ir tikrina, ar nėra gedimas disko operacijų metu ... Tačiau šių failų sistemų išsamumo ir gedimų toleravimo lygis yra skirtingas.
„Ext3“ palaiko tris registravimo režimus: kilpinį, nuoseklųjį ir pilną registravimą. Pirmasis režimas reiškia tik bendrų pakeitimų (metaduomenų) įrašymą, kurie atliekami asinchroniškai, atsižvelgiant į pačių duomenų pokyčius. Antruoju režimu įrašomi tie patys metaduomenys, tačiau griežtai prieš atliekant bet kokius pakeitimus. Trečiasis režimas prilygsta visiškam registravimui (tiek metaduomenų, tiek pačių failų pakeitimai).
Tik pastaroji galimybė užtikrina duomenų vientisumą. Kiti du tik pagreitina klaidų nustatymą patikrinimo metu ir garantuoja pačios failų sistemos vientisumo atkūrimą, bet ne failų turinio atkūrimą.
NTFS registravimas yra panašus į antrąjį „ext3“ registravimo režimą. Žurnale įrašomi tik metaduomenų pakeitimai, o patys duomenys gali būti prarasti gedimo atveju. Šis NTFS žurnalų metodas nebuvo suprastas kaip būdas pasiekti maksimalų patikimumą, o tik kaip kompromisas tarp našumo ir gedimų toleravimo. Štai kodėl žmonės, įpratę dirbti su visiškai žurnalų sistemomis, mano, kad NTFS yra pseudožurnalas.
NTFS metodas yra šiek tiek geresnis nei numatytasis ext3. NTFS papildomai periodiškai sukuriami kontroliniai taškai, siekiant užtikrinti, kad visos anksčiau laukiančios disko operacijos būtų baigtos. Kontroliniai taškai neturi nieko bendra su atkūrimo taškais \ System Volume Infromation \. Tai tik papildomi įrašai žurnale.
Praktika rodo, kad tokio dalinio NTFS žurnalo įrašymo daugeliu atvejų pakanka, kad veiktų be problemų. Galų gale, net ir staigiai nutrūkus elektros tiekimui, disko įrenginiai akimirksniu neišjungia energijos. Maitinimo blokas ir daugybė pačių pavarų kondensatorių suteikia tik tą minimalų energijos rezervą, kurio pakanka dabartinei įrašymo operacijai užbaigti. Šiuolaikiniai SSD diskai, turintys greitį ir ekonomiškumą, paprastai užtenka to paties energijos kiekio, kad būtų galima atlikti laukiančias operacijas. Bandymas pereiti prie visiško registravimo sumažintų daugelio operacijų greitį kelis kartus.
Failų sistemų naudojimą riboja jų palaikymas OS lygiu. Pavyzdžiui, „Windows“ nesupranta „ext2 / 3/4“ ir „HFS +“, tačiau kartais juos reikia naudoti. Tai galima padaryti pridėjus atitinkamą tvarkyklę.
Atidaryta tvarkyklė, skirta skaityti ir rašyti ext2 / 3 skaidinius su daliniu ext4 palaikymu. Naujausia versija palaiko iki 16 TB plėtinius ir skaidinius. LVM, ACL ir išplėstiniai atributai nepalaikomi.
„Total Commander“ yra nemokamas papildinys. Palaiko ext2 / 3/4 skaidinių skaitymą.
„coLinux“ yra atviro kodo ir nemokamas „Linux“ branduolio prievadas. Kartu su 32 bitų tvarkykle jis leidžia paleisti „Linux“ sistemoje „Windows 2000“ iki 7, nenaudojant virtualizacijos technologijų. Palaiko tik 32 bitų versijas. 64 bitų modifikacijos kūrimas buvo atšauktas. „coLinux“, be kita ko, leidžia organizuoti prieigą iš „Windows“ į „ext2 / 3/4“ skaidinius. Projekto parama buvo sustabdyta 2014 m.
„Windows 10“ jau gali turėti vietinį „Linux“ failų sistemų palaikymą, jis tiesiog paslėptas. Šias mintis siūlo branduolio lygio tvarkyklė „Lxcore.sys“ ir „LxssManager“ paslauga, kuri „Svchost.exe“ proceso metu įkeliama kaip biblioteka. Daugiau informacijos rasite Alexo Ionescu kalboje „Linux branduolys paslėptas„ Windows 10 ““, kurią jis pristatė „Black Hat 2016“.
„ExtFS for Windows“ yra mokama tvarkyklė, kurią išleido „Paragon“. Jis veikia „Windows 7–10“, palaiko skaitymo / rašymo prieigą prie ext2 / 3/4 tomų. Teikia beveik visišką „ext4“ palaikymą „Windows“.
„HFS +“, skirta „Windows 10“, yra dar viena patentuota „Paragon Software“ tvarkyklė. Nepaisant pavadinimo, jis veikia visose „Windows“ versijose, pradedant nuo XP. Suteikia visišką prieigą prie HFS + / HFSX failų sistemų diskuose su bet kokiu skaidiniu (MBR / GPT).
„WinBtrfs“ yra ankstyvas „Btrfs“ tvarkyklės, skirtos „Windows“, kūrimas. Jau naudojant 0.6 versiją, ji palaiko skaitymo ir rašymo prieigą prie „Btrfs“ tomų. Jis gali valdyti kietas ir simbolines nuorodas, palaiko alternatyvius duomenų srautus, ACL, dviejų tipų suspaudimą ir asinchroninį skaitymo / rašymo režimą. Iki šiol „WinBtrfs“ negali naudoti mkfs.btrfs, btrfs-balance ir kitų paslaugų šiai failų sistemai prižiūrėti.
| Failų sistema | „Mac-si-mal-ny“ tūrio dydis | Išankstinis vieno failo dydis | Ilgis pagal savo failo pavadinimą | Viso failo pavadinimo ilgis (įskaitant kelią nuo šaknies) | Išankstinis failų ir (arba) katalogų skaičius | Failo / katalogo datos nurodymo tikslumas | Teisės dos-tu-pa | Kietos nuorodos | Nuorodos be sim | Akimirksniai | Duomenų glaudinimas fone | Duomenų šifravimas fone | Senelis-pli-ka-cija duomenų |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FAT16 | 2 GB 512 baitų sektoriuose arba 4 GB 64 KB grupėse | 2 GB | 255 baitai su LFN | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| FAT32 | 8 TB 2 KB sektoriuose | 4 GB (2 ^ 32 - 1 baitas) | 255 baitai su LFN | iki 32 pakatalogių su CDS | 65460 | 10 ms (sukurti) / 2 s (keisti) | Ne | Ne | Ne | Ne | Ne | Ne | Ne |
| exFAT | ≈ 128 PB (2 ^ 32-1 2 ^ 25-1 baitų grupės) teoriškai / 512 TB dėl trečiųjų šalių apribojimų | 16 EB (2 ^ 64 - 1 baitas) | 2796202 kataloge | 10 ms | ACL | Ne | Ne | Ne | Ne | Ne | Ne | ||
| NTFS | 256 TB 64 KB grupėse arba 16 TB 4K grupėse | 16 TB („Win 7“) / 256 TB („Win 8“) | 255 Unicode simboliai (UTF-16) | 32 760 „Unicode“ simbolių, bet ne daugiau kaip 255 simboliai viename elemente | 2^32-1 | 100 ns | ACL | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip |
| HFS + | 8 EB (2 ^ 63 baitai) | 8 EB | 255 Unicode simboliai (UTF-16) | neapsiriboja atskirai | 2^32-1 | 1 sekundė | „Unix“, ACL | Taip | Taip | Ne | Taip | Taip | Ne |
| APFS | 8 EB (2 ^ 63 baitai) | 8 EB | 255 Unicode simboliai (UTF-16) | neapsiriboja atskirai | 2^63 | 1 ns | „Unix“, ACL | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip |
| Ext3 | 32 TB (teorinis) / 16 TB 4K grupėse (dėl e2fs programų apribojimų) | 2 TB (teorinis) / 16 GB senesnėms programoms | 255 Unicode simboliai (UTF-16) | neapsiriboja atskirai | - | 1 sekundė | „Unix“, ACL | Taip | Taip | Ne | Ne | Ne | Ne |
| Ext4 | 1 EB (teorinis) / 16 TB 4K grupėse (dėl e2fs programų apribojimų) | 16 TB | 255 Unicode simboliai (UTF-16) | neapsiriboja atskirai | 4 mlrd | 1 ns | POSIX | Taip | Taip | Ne | Ne | Taip | Ne |
| F2FS | 16 TB | 3,94 TB | 255 baitai | neapsiriboja atskirai | - | 1 ns | POSIX ACL | Taip | Taip | Ne | Ne | Taip | Ne |
| BTRFS | 16 EB (2 ^ 64 - 1 baitas) | 16 EB | 255 ASCII simboliai | 2 ^ 17 baitų | - | 1 ns | POSIX ACL | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip | Taip |
Vieną kartą apie tai jau skelbiau savo tinklaraštyje, tada iš tikrųjų apie tai nieko nebuvo žinoma, o dabar atėjo laikas trumpai, bet nuosekliau susipažinti su naujai sukurta ReFS.
Tačiau viskas turi ribas, taip pat ir failų sistemų galimybės. Šiandien NTFS galimybės yra ribotos: didelių laikmenų tikrinimas užtrunka per ilgai, „Žurnalas“ sulėtina prieigą ir beveik pasiektas maksimalus failo dydis. Supratusi tai, „Microsoft“ įdiegė naują „Windows 8“ failų sistemą - ReFS (elastinga failų sistema). Manoma, kad „ReFS“ užtikrina geriausią duomenų apsaugą dideliems ir greitiems kietiesiems diskams. Žinoma, jis turi trūkumų, tačiau prieš pradedant tikrai plačiai naudoti „Windows 8“, sunku apie juos kalbėti.
Taigi kol kas pabandykime suprasti ReFS vidinius ir privalumus.
Iš pradžių ReFS buvo pavadintas „Protogon“. Pirmą kartą apie ją plačiajai visuomenei papasakojo maždaug prieš metus Steponas Sinofskis- „Microsoft“ „Windows“ skyriaus pirmininkas, atsakingas už „Windows“ kūrimą ir rinkodarą Internet Explorer.
Jis pasakė šiais žodžiais:
„NTFS šiandien yra plačiausiai naudojama, pažangi ir daug funkcijų turinti failų sistema. Tačiau permąstydami „Windows“ ir šiuo metu kuriame „Windows 8“, tuo nesustojame. Todėl kartu su „Windows 8“ pristatome ir visiškai naują failų sistemą. „ReFS“ yra sukurta ant NTFS, todėl išlaiko svarbiausias sąveikos funkcijas, tuo pačiu kuriant ir kuriant taip, kad atitiktų naujos kartos saugojimo technologijų ir scenarijų poreikius.
„Windows 8“ sistemoje „ReFS“ bus įdiegta tik kaip „Windows Server 8“ dalis, tą patį metodą, kurį taikėme įgyvendindami visas ankstesnes failų sistemas. Žinoma, programos lygiu klientams bus suteikta prieiga prie ReFS duomenų, kaip ir NTFS duomenys. Atminkite, kad NTFS vis dar yra pirmaujanti kompiuterių failų sistemų technologija pramonėje.
Iš tiesų, pirmą kartą pamatėme ReFS serverio operacinėje sistemoje „Windows Server 8.“ Naujoji failų sistema nebuvo sukurta nuo nulio. Pavyzdžiui, „ReFS“ naudoja tas pačias API kaip ir NTFS failų atidarymui, uždarymui, skaitymui ir rašymui. Be to, iš NTFS perkelta daug žinomų funkcijų, pavyzdžiui, disko šifravimas „Bitlocker“ ir simbolines nuorodas bibliotekoms. Bet dingo, pvz. duomenų glaudinimas ir daug kitų funkcijų.
Pagrindinės „ReFS“ naujovės yra susijusios su failų ir aplankų struktūrų kūrimu ir valdymu. Jų užduotis yra aprūpinti automatinis taisymas klaidos, maksimalus mastelio keitimas ir veikimas visada prisijungus (visada prisijungus).
ReFS struktūrų disko diegimas iš esmės skiriasi nuo kitų „Microsoft“ failų sistemų. „Microsoft“ kūrėjai galėjo įgyvendinti savo idėjas pritaikydami „B-tree“ koncepciją, kuri yra gerai žinoma iš „ReFS“ duomenų bazių. Failų sistemos aplankai yra sudaryti kaip lentelės, o failai - kaip įrašai. Jie, savo ruožtu, gauna tam tikrus atributus, pridėtus kaip antrines lenteles, sukuriant hierarchinę medžio struktūrą. Net laisva vieta diske yra suskirstyta į lenteles.
Kartu su tikru 64 bitų visų sistemos elementų numeravimu, tai pašalina „kliūtis“ tolesnio mastelio keitimo metu
Dėl to ReFS sistemos esmė yra objektų lentelė - centrinis katalogas, kuriame išvardytos visos sistemos lentelės. Šis požiūris turi svarbų pranašumą: „ReFS“ atsisakė sudėtingo žurnalų valdymo ir įpareigoja naują failo informaciją į laisvą vietą - tai neleidžia jos perrašyti.
« Lapų katalogas"Ar spausdinti įrašai. Yra trys pagrindiniai aplanko objekto įrašų tipai: katalogo aprašas, indekso įrašas ir įdėtas objekto aprašas. Visi tokie įrašai yra supakuoti kaip atskiras B ± medis su aplanko identifikatoriumi; šio medžio šaknis yra „Catalog“ medžio B ± lapas, leidžiantis į aplanką supakuoti beveik bet kokį įrašų skaičių. Apatiniame aplanko medžio B ± lapuose pirmiausia yra katalogų aprašų įrašas, kuriame yra pagrindinė informacija apie aplanką (pavadinimas, „standartinė informacija“, failo pavadinimo atributas ir kt.).
Toliau kataloge indeksų įrašai: trumpos struktūros, kuriose yra informacijos apie aplanke esančius elementus. Šie įrašai yra žymiai trumpesni nei NTFS, o tai yra mažesnė metaduomenų perkrova.
Pabaigoje yra katalogo įrašai. Aplankuose šiuose elementuose yra pakuotės pavadinimas, katalogo kataloge esantis identifikatorius ir „standartinės informacijos“ struktūra. Failų atveju nėra identifikatoriaus - vietoj to struktūroje yra visi pagrindiniai duomenys apie failą, įskaitant failo gabalo medžio šaknį B ±. Atitinkamai failą gali sudaryti beveik bet koks fragmentų skaičius.
Kaip ir NTFS, „ReFS“ iš esmės skiria failo informaciją (metaduomenis) ir failo turinį (vartotojo duomenis). Tačiau apsaugos funkcijos abiem suteikiamos vienodai. Metaduomenys pagal numatytuosius nustatymus yra saugomi kontrolinėmis sumomis - tokia pati apsauga (jei pageidaujama) gali būti suteikta ir vartotojo duomenims. Šios kontrolinės sumos yra diske saugiu atstumu viena nuo kitos - taigi, klaidos atveju bus lengviau atkurti duomenis.
Tuščios failų sistemos metaduomenų dydis yra apie 0,1% pačios failų sistemos dydžio (t. Y. Apie 2 GB už 2 TB tūrį). Kai kurie pagrindiniai metaduomenys dubliuojami, kad būtų užtikrintas didesnis atsparumas avarijoms
ReFS variantas, kurį matėme „Windows Server 8“ beta versija, palaiko tik 64 KB duomenų grupes ir 16 KB metaduomenų grupes. Kol kas parametras „Klasterio dydis“ ignoruojamas kuriant ReFS tomą ir visada laikomas numatytuoju. Formatuojant failų sistemą 64 KB taip pat yra vienintelė prieinama klasterio dydžio parinktis.
Mes pripažįstame, kad šio klasterio dydžio pakanka bet kokio dydžio failų sistemoms organizuoti. Tačiau šalutinis poveikis yra pastebimas duomenų saugyklos perteklius (1 baito failas diske užims visą 64 KB bloką).
Kalbant apie failų sistemos architektūrą, „ReFS“ turi visus įrankius, kurių reikia norint saugiai atkurti failus net ir po didelio aparatūros gedimo. Pagrindinis žurnalų sistemos trūkumas NTFS failų sistemoje ir panašiai yra tai, kad atnaujinus diską įrašymo metu nutrūkus elektros tiekimui gali būti pažeisti anksčiau įrašyti metaduomenys - šis efektas jau gavo stabilų pavadinimą: vadinamasis. " kabančio įrašo».
Apsaugoti kabančius rekordus, „Microsoft“ kūrėjai pasirinko naują metodą, pagal kurį metaduomenų struktūrų dalys turi savo identifikatorius, o tai leidžia patikrinti struktūrų nuosavybę; metaduomenų nuorodose yra nurodytų blokų 64 bitų kontrolinės sumos.
Bet koks metaduomenų struktūros pakeitimas vyksta dviem etapais. Pirma, laisvoje disko erdvėje sukuriama nauja (modifikuota) metaduomenų kopija, o tik po to, jei tai pavyks, atominio atnaujinimo operacija perkelia nuorodą iš senosios (nepakeistos) į naują (pakeistą) metaduomenų sritį. Čia automatinis duomenų vientisumo išsaugojimas pašalina registravimo poreikį.
Tačiau aprašyta schema netaikoma vartotojo duomenims, todėl visi failo turinio pakeitimai įrašomi tiesiai į failą. Failas ištrinamas atkuriant metaduomenų struktūrą, kuri išsaugo ankstesnę metaduomenų bloko versiją diske. Šis metodas leidžia atkurti ištrintus failus, kol jie nebus perrašyti naujais vartotojo duomenimis.
Atskira tema yra ReFS gedimų toleravimas sugadinus diską. Sistema sugeba nustatyti visų formų disko pažeidimus, įskaitant pamestus ar netinkamoje įrašymo vietoje saugomus, taip pat vadinamuosius. šiek tiek irimo(duomenų laikmenoje pablogėjimas)
Kai įjungta parinktis „Integral Streams“, „ReFS“ taip pat patikrina failų turinį pagal kontrolines sumas ir visada rašo failų pakeitimus trečiosios šalies vietoje. Tai užtikrina, kad perrašius, esami duomenys nebus prarasti. Kontrolinės sumos atnaujinamos automatiškai, kai įrašomi duomenys, taigi, jei rašyti nepavyksta, vartotojas turės patikrinti failo versiją.
Kita įdomi tema apie ReFS saugumą yra sąveika Sandėliavimo vietos... ReFS ir Sandėliavimo vietos suprojektuoti taip, kad papildytų vienas kitą kaip du vienos saugojimo sistemos komponentai. Be našumo gerinimo Sandėliavimo vietos apsaugoti duomenis nuo dalinių ir visiškų disko gedimų, saugodami kopijas keliuose diskuose. Skaitymo nesėkmių metu Sandėliavimo vietos gali skaityti kopijas, o rašymo sutrikimų atveju (net ir visiškai prarandant laikmenos duomenis skaitymo / rašymo metu) galima „skaidriai“ perskirstyti duomenis. Kaip rodo praktika, dažniausiai toks gedimas neturi nieko bendra su laikmena - jis atsiranda dėl duomenų sugadinimo arba dėl duomenų praradimo ar saugojimo netinkamoje vietoje.
Tai yra gedimų rūšys, kurias „ReFS“ gali aptikti naudodami kontrolines sumas. Aptikęs gedimą, ReFS palaiko ryšį su Sandėliavimo vietos kad būtų galima perskaityti visas galimas duomenų kopijas, ir pasirenka tinkamą kopiją, atsižvelgdamas į kontrolinės sumos patikrinimą. Tada sistema duoda Sandėliavimo vietos komanda atkurti sugadintas kopijas remiantis tikromis kopijomis. Visa tai vyksta skaidriai taikomuoju požiūriu.
Kaip nurodyta „Microsoft“ svetainėje „Windows Server 8“, tikrinimo sumos visada įjungiamos ReFS metaduomenims ir darant prielaidą, kad garsas atspindėtas Sandėliavimo vietos, taip pat įjungtas automatinis taisymas. Visi nuoseklūs srautai yra apsaugoti vienodai. Taip sukuriamas visapusiškas sprendimas, turintis didelį vientisumo lygį vartotojui, per kurį palyginti nepatikima saugykla gali būti labai patikima.
Minėti vientisumo srautai apsaugo failo turinį nuo visų rūšių duomenų sugadinimo. Tačiau ši charakteristika kai kuriais atvejais netaikoma.
Pavyzdžiui, kai kurios programos teikia pirmenybę tvarkingam failų saugyklos valdymui ir tam tikram failų rūšiavimui diske. Kadangi nuoseklūs srautai perskirsto blokus kiekvieną kartą, kai keičiamas failo turinys, failų išdėstymas šioms programoms yra pernelyg nenuspėjamas. Duomenų bazių sistemos yra puikus to pavyzdys. Paprastai tokios programos savarankiškai stebi failų turinio kontrolines sumas ir turi galimybę patikrinti ir pataisyti duomenis tiesiogiai sąveikaudamos su API.
Manau, kaip „ReFS“ veikia disko sugadinimo ar saugojimo gedimo atveju. Gali būti sunkiau nustatyti ir įveikti duomenų praradimą, susijusį su „ šiek tiek irimo„Kai nepastebėta žala retai skaitomoms disko dalims pradeda sparčiai augti. Kai tokie pažeidimai bus perskaityti ir aptikti, jie jau galėjo turėti įtakos kopijoms arba duomenys gali būti prarasti dėl kitų gedimų.
Norėdami įveikti procesą šiek tiek irimo, „Microsoft“ pridėjo fono sistemos užduotį, kuri periodiškai išplauna metaduomenis ir duomenis iš nuoseklių srautų į veidrodinę saugyklą. Valymas atliekamas perskaitant visas nereikalingas kopijas ir patikrinus jų teisingumą naudojant ReFS kontrolines sumas. Jei kontrolinės sumos nesutampa, klaidingos kopijos ištaisomos geromis kopijomis.
Išlieka grėsmė, kurią tradiciškai galima pavadinti „sysadmino košmaru“. Yra atvejų, nors ir retų, kai net veidrodinėje erdvėje esantis tūris gali būti pažeistas. Pvz., Sugedusios sistemos atmintis gali sugadinti duomenis, kurie vėliau gali patekti į diską ir sugadinti nereikalingas kopijas. Be to, daugelis vartotojų gali nuspręsti nenaudoti veidrodinių saugojimo vietų ReFS.
Tokiais atvejais, kai apimtis sugadinama, „ReFS“ atlieka „remontą“ - funkciją, kuri pašalina duomenis iš darbinio tūrio vardų srities. Jos misija yra užkirsti kelią nepataisomai žalai, kuri gali turėti įtakos teisingų duomenų prieinamumui. Pvz., Jei vienas kataloge esantis failas yra sugadintas ir jo negalima automatiškai pataisyti, „ReFS“ pašalins tą failą iš failų sistemos vardų srities ir atkurs likusią apimtį.
Esame įpratę, kad failų sistema negali atidaryti ar ištrinti pažeisto failo, o administratorius nieko negali padaryti.
Bet kadangi „ReFS“ gali atkurti sugadintus duomenis, administratorius gali atkurti šį failą iš atsarginės kopijos arba naudoti programą, kad ją atkurtų, išvengdamas būtinybės išjungti sistemą. Tai reiškia, kad vartotojui ar administratoriui nebereikės atlikti patvirtinimo ir taisymo procedūros neprisijungus. Serverių atveju tai leidžia diegti didelius duomenų kiekius, nesukeliant pavojaus ilgam baterijos veikimui dėl žalos.
Žinoma, apie „ReFS“ praktiškumą ir patogumą (arba priešingas savybes) galima spręsti tik po to, kai kompiuteriai su „Windows 8“ tampa plačiai paplitę ir po mažiausiai šešių mėnesių aktyvaus darbo su jais. Tuo tarpu potencialiems G8 naudotojams kyla daugiau klausimų nei atsakymų.
Pavyzdžiui, tai: ar „Windows 8“ bus galima lengvai ir paprastai konvertuoti duomenis iš NTFS į ReFS ir atvirkščiai? „Microsoft“ teigia, kad nesitikima jokios integruotos formato konvertavimo funkcijos, tačiau informaciją vis tiek galima nukopijuoti. ReFS taikymo sritis yra akivaizdi: iš pradžių jis gali būti naudojamas tik kaip didelis serverio duomenų tvarkytojas (iš tikrųjų jis jau naudojamas). Kol kas nebus išorinių diskų su ReFS - tik vidiniai. Akivaizdu, kad laikui bėgant „ReFS“ bus aprūpinta daugiau funkcijų ir galės pakeisti seną sistemą.
„Microsoft“ teigia, kad greičiausiai tai atsitiks išleidus pirmąjį „Windows 8“ pakeitimų paketą.
„Microsoft“ taip pat teigia išbandžiusi ReFS:
„Naudojant sudėtingą, platų dešimčių tūkstančių testų rinkinį, kuris buvo parašytas NTFS daugiau nei du dešimtmečius. Šie bandymai atkuria sudėtingas diegimo sąlygas, su kuriomis, mūsų manymu, sistema gali susidurti, pavyzdžiui, nutrūkus elektros tiekimui, su problemomis, dažnai susijusiomis su mastelio keitimu ir našumu. Todėl galime pasakyti, kad „ReFS“ sistema yra paruošta bandomajam diegimui kontroliuojamoje aplinkoje “.
Tačiau tuo pat metu kūrėjai pripažįsta, kad, būdama pirmoji didelės failų sistemos versija, „ReFS“ tikriausiai reikės atsargiai elgtis:
„Mes„ ReFS “, skirtą„ Windows 8 “, nebūdiname beta versijos leidimu. Naujoji failų sistema bus paruošta išleisti, kai „Windows 8“ išeis iš beta versijos, nes nieko nėra svarbiau už duomenų patikimumą. Taigi, skirtingai nei bet kuris kitas sistemos aspektas, tam reikia konservatyvaus požiūrio į pradinį naudojimą ir bandymus “.
Daugeliu atžvilgių būtent dėl šios priežasties ReFS bus pradėtas naudoti pagal etapinį planą. Pirmiausia kaip „Windows Server“ saugyklos sistema, vėliau - kaip saugykla vartotojams ir galiausiai kaip įkrovos tomas. Tačiau panašus „atsargus požiūris“ buvo naudojamas ir anksčiau išleidžiant naujas failų sistemas.
Šiame straipsnyje mes tai išsiaiškinsime kokias funkcijas teikia „ReFS“ ir kuo ji geresnė už NTFS failų sistemą... Kaip atkurti duomenis iš „ReFS“ vietos diske. Naujoji „Microsoft“ failų sistema „ReFS“ iš pradžių buvo įdiegta „Windows Server 2012.“. Ji taip pat įtraukta į „Windows 10“ kaip „Disk Space“ įrankio dalis. ReFS gali būti naudojamas diskų grupei. Išleidus „Windows Server 2016“, failų sistema buvo patobulinta ir netrukus bus prieinama naujoje „Windows 10“ versijoje.
Kokias funkcijas teikia „ReFS“ ir kuo ji geresnė už dabartinę NTFS sistemą?
Turinys:Santrumpa Elastinga failų sistema ReFS yra nauja sistema, pagrįsta NTFS. Šiame etape „ReFS“ nesiūlo visapusiško NTFS pakeitimo namų vartotojams. Failų sistema turi privalumų ir trūkumų.
ReFS skirtas pagrindinėms NTFS problemoms spręsti. Jis yra atsparesnis duomenų sugadinimui, geriau susidoroja su padidėjusiu darbo krūviu ir lengvai pritaikomas labai didelėms failų sistemoms. Pažiūrėkime, ką tai reiškia?
Failų sistema naudoja metaduomenų kontrolines sumas, taip pat gali naudoti failų duomenų kontrolines sumas. Skaitydama ar rašydama failą, sistema patikrina kontrolinę sumą, kad įsitikintų, jog ji teisinga. Taigi sugadinti duomenys aptinkami realiu laiku.
ReFS yra integruota su disko vietos funkcija. Jei sukonfigūravote veidrodinių duomenų saugyklą, „Windows“ naudoja „ReFS“, kad aptiktų ir automatiškai ištaisytų failų sistemos pažeidimus, kopijuodama duomenis iš kito disko. Ši funkcija galima tiek „Windows 10“, tiek „Windows 8.1“.
Jei failų sistema aptinka pažeistus duomenis, kuriems nėra alternatyvios atkūrimo kopijos, „ReFS“ nedelsdama ištrins tokius duomenis iš disko. Tam nereikia iš naujo paleisti sistemos arba atjungti atminties įrenginio, kaip tai daroma naudojant NTFS.
Poreikis naudoti „chkdsk“ įrankį visiškai išnyksta, nes failų sistema automatiškai ištaisoma iš karto klaidos metu. Nauja sistema atsparus kitų tipų duomenų sugadinimui. Rašydama failo metaduomenis NTFS tiesiogiai rašo failo metaduomenis. Jei per tą laiką įvyks elektros energijos tiekimo ar kompiuterio gedimas, gausite duomenų sugadinimo.
Pasikeitus metaduomenims, „ReFS“ sukuria naują duomenų kopiją ir susieja duomenis su failu tik tada, kai metaduomenys yra įrašomi į diską. Tai pašalina duomenų sugadinimo galimybę. Ši funkcija vadinama kopijavimo ir rašymo funkcija ir yra kitose populiariose „Linux“ operacinėse sistemose: ZFS, BtrFS ir „Apple“ APFS failų sistemoje.
„ReFS“ yra modernesnė ir palaiko daug didesnius kiekius ir ilgesnius failų pavadinimus nei NTFS. Ilgainiui tai yra svarbūs patobulinimai. NTFS failo pavadinimas yra apribotas iki 255 simbolių, o ReFS - failo pavadinimas gali būti iki 32768 simbolių. „Windows 10“ leidžia išjungti NTFS failų sistemų simbolių apribojimą, tačiau jis visada išjungiamas naudojant „ReFS“ tomus.
„ReFS“ nebepalaiko trumpų failų pavadinimų DOS 8.3 formatu. NTFS tome galite pasiekti C: \ Program Files \ v C: \ PROGRA ~ 1 \ užtikrinti suderinamumą su sena programine įranga.
Didžiausias teorinis NTFS dydis yra 16 egzabitų, o ReFS teorinis maksimalus dydis yra 262 144 egzabitai. Nors dabar tai tikrai nesvarbu, kompiuteriai nuolat tobulėja.
„ReFS“ nebuvo sukurta siekiant pagerinti failų sistemos našumą, palyginti su NTFS. „Microsoft“ labai konkrečiais atvejais padarė ReFS daug efektyvesnį.
Pavyzdžiui, naudojant „ReFS“ naudojant „Disk Space“, palaikomas „realaus laiko optimizavimas“. Tarkime, kad turite diską, kuriame yra du diskai: vienas skirtas maksimaliam našumui, o kitas - talpai. „ReFS“ visada įrašys duomenis į greitesnį diską, kad pasiektų maksimalų našumą. Fone failų sistema automatiškai perkels dideles duomenų dalis į lėtesnius diskus ilgalaikiam saugojimui.
„Windows Server 2016“ sistemoje „Microsoft“ patobulino „ReFS“, kad užtikrintų geresnį virtualios mašinos funkcijų našumą. „Microsoft Hyper-V“ virtualioji mašina pasinaudoja šiais privalumais (teoriškai bet kuri virtuali mašina gali pasinaudoti „ReFS“ pranašumais).
Pavyzdžiui, „ReFS“ palaiko blokų klonavimą, kuris pagreitina virtualios mašinos klonavimo ir kontrolinių taškų sujungimo procesą. Norėdami sukurti virtualios mašinos kopiją, „ReFS“ tereikia įrašyti naujus metaduomenis į diską ir pateikti nuorodą į esamus duomenis. Taip yra todėl, kad „ReFS“ keli failai gali nurodyti tuos pačius pagrindinius duomenis diske.
Kai virtualioji mašina įrašo naujus duomenis į diską, ji įrašoma į kitą vietą, o originalūs virtualios mašinos duomenys lieka diske. Tai labai pagreitina klonavimo procesą ir reikalauja daug mažiau disko pralaidumo.
„ReFS“ taip pat siūlo naują funkciją "Retas VDL" tai leidžia ReFS greitai įrašyti nulius į didelį failą. Tai žymiai pagreitina naujo tuščio, fiksuoto dydžio virtualiojo standžiojo disko (VHD) failo kūrimą. Naudojant NTFS, ši operacija gali trukti 10 minučių, ReFS - kelias sekundes.
Nepaisant daugybės privalumų, ReFS dar negali pakeisti NTFS. „Windows“ negali paleisti iš „ReFS“ skaidinio ir reikalauja NTFS. „ReFS“ nepalaiko NTFS funkcijų, tokių kaip duomenų glaudinimas, failų sistemos šifravimas, kietosios nuorodos, išplėstiniai atributai, duomenų dubliavimas ir disko kvotos. Tačiau skirtingai nei NTFS, „ReFS“ leidžia visiškai šifruoti diską naudojant „BitLocker“, įskaitant sistemos diskų struktūras.
„Windows 10“ neleidžia formatuoti skaidinio naudojant „ReFS“, ši failų sistema galima tik disko erdvėje. „ReFS“ apsaugo nuo pažeidimų duomenis, naudojamus kelių standžiųjų diskų telkiniuose. „Windows Server 2016“ tomus galite formatuoti naudodami ReFS, o ne NTFS. Toks tomas gali būti naudojamas virtualioms mašinoms saugoti, tačiau operacinė sistema vis tiek gali būti paleista tik iš NTFS.
„Hetman Partition Recovery“ leidžia analizuoti ReFS failų sistemos valdomą disko vietą naudojant parašo analizės algoritmą. Analizuodama įrenginių sektorių pagal sektorių, programa randa konkrečias baitų sekas ir parodo jas vartotojui. Duomenų atkūrimas iš ReFS disko vietos nesiskiria nuo darbo su NTFS failų sistema:
Naujos failų sistemos ateitis yra gana miglota. „Microsoft“ gali užbaigti ReFS, kad pakeistų pasenusią NTFS visose „Windows“ versijose. Šiuo metu ReFS negali būti naudojamas visuotinai ir naudojamas tik tam tikroms užduotims atlikti.
Jei jau įdiegėte ir dirbote su naujomis „Microsoft“ operacinėmis sistemomis: „Windows Server 2012“ ir „Windows 8“, tikriausiai jau pastebėjote, kad naujus tomus dabar galima formatuoti „ReFS“ failų sistemoje. Kas yra failų sistema ReFS? ReFS reiškia Elastinga failų sistema, t.y. rusų kalba „Gedimų tolerantiška failų sistema“.
„Microsoft“ mato ReFS failų sistemą kaip šiuo metu populiariausios failų sistemos - NTFS - įpėdinę, kurios technologinės galimybės jau pasiekė savo ribas. Visų pirma, dirbant su didelėmis duomenų laikmenomis, kyla sunkumų dirbant: tai yra per ilgas laikas, kai atliekama klaidų tikrinimo operacija, o žurnalas veikia lėtai ir pasiekiamas maksimalaus failo dydžio apribojimas NTFS failų sistemoje.
Dauguma „ReFS“ naujovių yra failų ir aplankų struktūrų kūrimas ir valdymas. Šios funkcijos įdiegtos automatiniam klaidų taisymui, dideliam mastelio keitimui ir veikimui visada prisijungus. ReFS failų sistemos aplankai yra sudaryti kaip lentelės su failais kaip įrašais, kurie, savo ruožtu, gali turėti savo atributus, suskirstyti į antrines lenteles, įgyvendinant hierarchinę B + medžio struktūrą, žinomą iš duomenų bazių. Laisva vieta diske taip pat suskirstyta į lenteles.
Kuriant ReFS buvo siekiama šių tikslų:
Pagrindinės ReFS savybės
ReFS failų sistemos apribojimai
ReFS paveldi daugelį savo pirmtako NTFS savybių ir semantikos, įskaitant:
Visi ReFS failų sistemos duomenys bus pasiekiami per tas pačias API, kurios šiuo metu naudojamos norint pasiekti NTFS skaidinius.
ReFS nebenaudoja šių NTFS funkcijų:
„ReFS“ palaikymas buvo įdiegtas „Windows 8“ ir „Windows Server 2012“ ir tik duomenų kiekiams. Tai reiškia, kad „ReFS“ skaidiniai negali būti naudojami diegti ir paleisti iš operacinės sistemos. Laikui bėgant „ReFS“ bus aprūpinta daugiau funkcijų ir galės visiškai pakeisti pasenusią NTFS sistemą. Visos naujos funkcijos greičiausiai bus pateiktos pirmajame „Windows 8“ pakeitimų pakete.
Be to, ReFS dar negalima naudoti keičiamiems ir nešiojamiems saugojimo įrenginiams (šiuo metu ReFS naudojamas tik vidinei laikmenai).
Apmaudu, kad esami NTFS tomai negali būti konvertuojami į ReFS. Duomenys turės būti perduodami įprastu kopijavimu.
Tomą galima suformatuoti į ReFS failų sistemą per disko valdymo konsolę. Bet Papildomos parinktys Pavyzdžiui, nuoseklumo tikrinimą galima įjungti tik iš komandinės eilutės.
Pavyzdžiui, galite įgalinti ReFS nuoseklumo tikrinimą naudodami komandą:
Formatas / fs: refs / q / i: įjungti
Išjungti nuoseklumo tikrinimą.
