Nový systém súborov ReFS spoločnosti Microsoft sa pôvodne objavil na serveroch so systémom Windows 2012. Až neskôr bol zahrnutý do systému Windows 10, kde ho možno použiť iba ako súčasť funkcie Storage Spaces diskovej oblasti. Microsoft vo Windows Server 2016 sľubuje výrazné zlepšenie práce so súborovým systémom ReFS, navyše podľa fám v tlači môže ReFS prísť nahradiť zastaraný súborový systém NTFS v novej verzii Windows 10, ktorá sa hrdo nazýva Windows 10 Pro (pre pokročilé počítače).
Čo to však ReFs vlastne sú, čím sa líši od aktuálne používaného súborového systému NTFS a aké má výhody?
Stručne povedané, bol navrhnutý ako súborový systém odolný voči chybám. ReFS je nový súborový systém postavený na kóde a je v podstate prepracovaným a vylepšeným súborovým systémom NTFS. Patrí medzi ne zlepšená spoľahlivosť ukladania informácií, stabilná prevádzka v stresových režimoch, veľkosti súborov, zväzkov, adresárov, počet súborov vo zväzkoch a adresároch je obmedzený iba veľkosťou 64-bitových číselných znakov. Pripomeňme, že maximum pre túto veľkosť, maximálna veľkosť súboru bude 16 exbibytov a veľkosť zväzku je 1 yobibyt.
ReFS v súčasnosti nenahrádza systém NTFS. Má to výhody aj nevýhody. Ale nemôžete, povedzme, naformátovať disk a nainštalovať naň novú kópiu systému Windows, ako by ste to urobili pri systéme NTFS.
ReFS používa kontrolné súčty pre metadáta a môže tiež používať kontrolné súčty pre dátové súbory. Pri každom čítaní alebo zápise súborov ReFS kontroluje kontrolný súčet a uisťuje sa, že je správny. To znamená, že samotný súborový systém má nástroj schopný detekovať poškodené údaje za behu.
ReFS je integrovaný s úložnými priestormi. Ak ste nakonfigurovali zrkadlenie s podporou ReFS, systém Windows môže ľahko zistiť poškodenie systému súborov a automaticky ho opraviť skopírovaním zrkadlených údajov na poškodený disk. Táto funkcia je k dispozícii pre Windows 10 aj Windows 8.1.
Ak ReFS zistí poškodené údaje a požadovaná kópia údajov nie je k dispozícii na obnovu, súborový systém je schopný poškodené údaje z disku okamžite odstrániť. Na rozdiel od systému NTFS to nevyžaduje reštart systému.
ReFS robí viac než len kontrolu integrity súborov pri ich čítaní. Automaticky kontroluje integritu údajov pravidelnou kontrolou všetkých súborov na disku, identifikáciou a opravou poškodených údajov. V tomto prípade nie je potrebné pravidelne kontrolovať príkaz chkdsk na kontrolu disku.
Nový súborový systém je odolný voči poškodeniu dát aj inými spôsobmi. Môžete napríklad aktualizovať metadáta súboru (aj keď názov súboru). Systém súborov NTFS priamo upravuje metadáta súborov. Ak v tomto čase dôjde k zlyhaniu systému (vypnutiu), je veľmi pravdepodobné, že súbor bude poškodený. Keď zmeníte metadáta, súborový systém ReFS vytvorí novú kópiu metadát. Systém súborov neprepisuje staré metadáta, ale zapisuje ich do nového bloku. Tým sa eliminuje možnosť poškodenia súboru. Táto stratégia sa nazýva „kopírovanie pri zápise“. Táto stratégia je k dispozícii v iných moderných súborových systémoch, ako sú ZFS a BtrFS, v systéme Linux, ako aj v novom systéme súborov Apple APFS.
ReFS je modernejší ako NTFS a podporuje oveľa väčšie množstvo údajov a dlhšie názvy súborov. To je z dlhodobého hľadiska veľmi dôležité.
V systéme súborov NTFS je cesta k súboru obmedzená na 255 znakov. V ReFS je už maximálny počet znakov pôsobivých 32 768 znakov. V súčasnosti v systéme Windows 10 existuje možnosť zakázať znakový prvok pre systém NTFS. Tento limit je v predvolenom nastavení zakázaný na diskových zväzkoch ReFS.
ReFS nepodporuje názvy súborov DOS 8.3. Na zväzkoch NTFS máte prístup k priečinkom „CProgram Files“, „CProgra`1“. Sú potrebné pre kompatibilitu so starými softvér... V ReFS nenájdete priečinky, na ktoré sme zvyknutí. Sú odstránené.
Teoretické maximálne množstvo údajov podporovaných systémom NTFS je 16 exabajtov, ReFS podporuje až 262 144 144 exabajtov. Teraz sa zdá, že toto číslo je obrovské.
Vývojári si nekladú za cieľ vytvoriť efektívnejší súborový systém. Vytvorili efektívnejší systém.
Ak sa napríklad ReFS používa s poľom, podporuje optimalizáciu úrovne v reálnom čase. Máte zostavenú oblasť dvoch diskových jednotiek. Prvý disk je vybraný pre vysokú rýchlosť, rýchly prístup k údajom. Druhý disk je vybraný s kritériom spoľahlivosti pre dlhodobé ukladanie údajov. Na pozadí ReFS automaticky presunie veľké časti údajov na pomalší disk, čím zaistí spoľahlivé uloženie údajov.
V systéme Windows Server 2016 vývojári pridali nástroj, ktorý poskytuje vylepšenia výkonu pomocou konkrétnych funkcií virtuálnych počítačov. ReFS napríklad podporuje kopírovanie blokov, čo urýchľuje proces kopírovania virtuálnych počítačov a spájania kontrolných bodov. Na vytvorenie kópie virtuálneho počítača ReFS vytvorí novú kópiu metadát na disku a poskytne odkaz na skopírované údaje na disku. Je to tak, že viac súborov môže odkazovať na rovnaké podkladové údaje na disku pomocou ReFS. Potom, čo ste pracovali s virtuálnym strojom, zmeňte údaje, zapíšu sa na disk na iné miesto a pôvodné údaje virtuálneho počítača zostanú na disku. To výrazne urýchľuje proces vytvárania kópií a znižuje zaťaženie disku.
ReFS podporuje „Sparse VDL“ (riedke súbory). Tenký súbor je súbor, v ktorom je postupnosť nulových bajtov nahradená informáciou o tejto sekvencii (zoznam dier). Otvory sú špecifickou sekvenciou nulových bajtov v súbore, nie sú zapísané na disk. Samotné informácie o diere sú uložené v metadátach súborového systému.
Technológia podpory riedkych súborov vám umožňuje rýchlo zapísať nuly do veľkého súboru. To výrazne urýchľuje proces vytvárania nového prázdneho súboru virtuálneho pevného disku (VHD) pevnej veľkosti. Vytvorenie takého súboru v ReFS trvá niekoľko sekúnd, zatiaľ čo v systéme NTFS to trvá až 10 minút.
Všetko, čo sme popísali vyššie, znie dobre, ale na systém ReFS nebudete môcť prejsť z systému NTFS. Systém Windows nemôže bootovať z ReFS, čo vyžaduje NTFS.
V systéme ReFS chýba mnoho technológií dostupných v systéme NTFS. Napríklad kompresia a šifrovanie systému súborov, pevné odkazy, rozšírené atribúty, deduplikácia údajov a diskové kvóty. Na rozdiel od systému NTFS súčasne ReFS podporuje technológiu úplného šifrovania údajov - BitLocker.
V systéme Windows 10 nebudete môcť formátovať diskový oddiel pomocou systému ReFS. Nový súborový systém je k dispozícii iba pre úložné systémy, kde jeho hlavnou funkciou je ochrana údajov pred poškodením. V systéme Windows Server 2016 budete môcť naformátovať diskový oddiel pomocou systému ReFS. Budete ho môcť používať na beh virtuálnych počítačov. Ale nebudete ho môcť vybrať ako bootovací disk. Operačný systém Windows sa spúšťa iba zo systému súborov NTFS.
Nie je jasné, akú budúcnosť má Microsoft pre nový súborový systém. Možno jedného dňa úplne nahradí NTFS vo všetkých verziách systému Windows. V súčasnosti je však ReFS možné použiť iba na určité úlohy.
Na podporu nového operačného systému bolo už vyššie povedané veľa. Sú popísané nevýhody a výhody. Navrhujem zastaviť sa a zhrnúť. Na aké účely je to možné a možno je potrebné použiť ReFS.
V systéme Windows 10 je ReFS použiteľný iba v spojení s komponentom Storage Spaces. Úložnú jednotku naformátujte pomocou systému ReFS, nie pomocou systému súborov NTFS. V takom prípade budete môcť plne oceniť spoľahlivosť ukladania údajov.
Na Windows Serveri budete môcť naformátovať oddiel pre ReFS pomocou štandardného nástroja Windows v Konzole na správu diskov. Ak používate virtuálne servery, odporúča sa formátovať pre ReFS. Nezabudnite však, že bootovací disk musí mať formát NTFS. Zavádzanie zo systému súborov ReFS nie je v operačných systémoch Windows podporované.
Nový súborový systém ReFS a Windows 10| 2017-06-28 06:34:15 | Super užívateľ | Systémový softvér | https: //site/media/system/images/new.png | Nový súborový systém od Microsoft ReFS prišiel nahradiť zastaraný NTFS. Aké sú výhody ReFS a v čom sa líši od NTFS | odkazy, odkazy alebo ntfs, odkazy windows 10, referenčný súborový systém, nové súborové systémy, systém ntfs, súborový systém ntfs
Prečo smartphone nemôže spustiť programy z pamäťovej karty? Ako sa ext4 zásadne líši od ext3? Prečo bude jednotka flash fungovať dlhšie, ak bude naformátovaná na systém súborov NTFS a nie na FAT? Aký je hlavný problém F2FS? Odpovede spočívajú v zvláštnostiach štruktúry súborových systémov. Budeme o nich hovoriť.
Systémy súborov určujú, ako sa údaje ukladajú. Určujú, akým obmedzeniam bude používateľ čeliť, aké rýchle budú operácie čítania a zápisu a ako dlho bude disk fungovať bez porúch. To platí najmä pre lacné disky SSD a ich mladších bratov - flash disky. Keď poznáte tieto funkcie, môžete z každého systému vyžmýkať maximum a optimalizovať jeho použitie na konkrétne úlohy.
Vždy, keď potrebujete urobiť niečo netriviálne, musíte zvoliť typ a parametre systému súborov. Chcete napríklad zrýchliť najčastejšie operácie so súbormi. Na úrovni súborového systému to možno dosiahnuť niekoľkými spôsobmi: indexovanie poskytne rýchle vyhľadávanie a predbežná rezervácia voľných blokov uľahčí prepísanie často sa meniacich súborov. Predbežná optimalizácia údajov v Náhodný vstup do pamäťe zníži počet požadovaných operácií I / O.
Vlastnosti moderných súborových systémov, ako je oneskorené písanie, deduplikácia a ďalšie pokročilé algoritmy, pomáhajú predĺžiť dobu prevádzky. Sú obzvlášť dôležité pre lacné disky SSD s pamäťovými čipmi TLC, flash disky a pamäťové karty.
Pre diskové polia rôznych úrovní existujú samostatné optimalizácie: napríklad súborový systém môže podporovať ľahké zrkadlenie zväzkov, snímky alebo dynamické škálovanie bez toho, aby sa zväzok prepínal do režimu offline.
Používatelia v predvolenom nastavení pracujú hlavne so súborovým systémom, ktorý ponúka operačný systém. Málokedy vytvárajú nové diskové oblasti a ešte menej často premýšľajú o svojich nastaveniach - používajú iba odporúčané parametre alebo si dokonca kúpia vopred naformátované médium.
Pre fanúšikov systému Windows je všetko jednoduché: NTFS na všetkých diskových oddieloch a FAT32 (alebo rovnaký NTFS) na jednotkách flash. Ak existuje NAS a je v ňom použitý iný súborový systém, potom to pre väčšinu zostáva mimo vnímania. Jednoducho sa k nej pripoja cez sieť a sťahujú súbory ako z čiernej skrinky.
Na mobilných prístrojoch s Androidom sa ext4 najčastejšie nachádza vo vnútornej pamäti a FAT32 na kartách microSD. Pre spoločnosť Apple vôbec nezáleží na tom, aký súborový systém majú: HFS +, HFSX, APFS, WTFS ... pre nich existujú iba krásne ikony priečinkov a súborov, ktoré nakreslili najlepší návrhári. Používatelia Linuxu majú najbohatší výber, ale môžete pridať podporu pre súborové systémy, ktoré nie sú natívne pre operačný systém v systéme Windows aj macOS - o tom neskôr.
Bolo vytvorených viac ako sto rôznych súborových systémov, ale o niečo viac ako tucet možno nazvať relevantnými. Aj keď boli všetky navrhnuté pre svoje konkrétne aplikácie, mnohé skončili koncepčne príbuznými. Sú podobné, pretože používajú rovnaký typ (meta) údajov prezentačnej štruktúry-B-stromy („bi-stromy“).
Ako v každom hierarchickom systéme, B -strom začína na koreňovom zázname a ďalej sa vetví až na konečné prvky - jednotlivé záznamy o súboroch a ich atribútoch alebo „listy“. Hlavným účelom vytvorenia takejto logickej štruktúry bolo urýchliť vyhľadávanie objektov systému súborov na veľkých dynamických poliach - napríklad na pevných diskoch s niekoľkými terabajtmi alebo ešte pôsobivejších poliach RAID.
B-stromy vyžadujú pri rovnakých operáciách oveľa menší prístup k disku ako ostatné typy B-stromov. To sa dosiahne tým, že konečné objekty v stromoch B sú hierarchicky umiestnené v rovnakej výške a rýchlosť všetkých operácií je priamo úmerná výške stromu.
Rovnako ako ostatné vyvážené stromy, aj B-stromy majú rovnakú dĺžku cesty od koreňa po akýkoľvek list. Namiesto toho, aby vyrastali, viac sa rozvetvujú a rastú do šírky: všetky body vetiev v strome B uchovávajú mnoho odkazov na podradené objekty, čo uľahčuje ich nájdenie v menšom počte hovorov. Veľký počet ukazovateľov znižuje počet najdlhších operácií na disku - polohovanie hlavy pri čítaní ľubovoľných blokov.
Koncept B-stromov bol formulovaný už v sedemdesiatych rokoch a odvtedy prešiel rôznymi vylepšeniami. Je implementovaný v tej či onej forme v systémoch NTFS, BFS, XFS, JFS, ReiserFS a mnohých DBMS. Všetci sú bratranci, pokiaľ ide o základné princípy organizácie údajov. Rozdiely sa týkajú detailov, ktoré sú často dosť dôležité. Častá je aj nevýhoda súvisiacich súborových systémov: všetky boli vytvorené na prácu s diskami ešte pred príchodom SSD.
Jednotky SSD postupne nahrádzajú diskové jednotky, ale zatiaľ sú nútené používať systémy súborov, ktoré sú im cudzie, zdedené. Sú postavené na poliach pamäte flash, ktorých princípy sa líšia od diskových zariadení. Pred zápisom je potrebné predovšetkým vymazať flash pamäť a túto operáciu v čipoch NAND nie je možné vykonať na úrovni jednotlivých buniek. Je to možné iba pre veľké bloky ako celok.
Toto obmedzenie je spôsobené skutočnosťou, že v pamäti NAND sú všetky bunky kombinované do blokov, z ktorých každý má iba jedno spoločné pripojenie k riadiacej zbernici. Nebudeme zachádzať do podrobností o stránkovacej organizácii a vykresľovať celú hierarchiu. Dôležitý je samotný princíp skupinových operácií s bunkami a skutočnosť, že veľkosti blokov pamäte flash sú zvyčajne väčšie ako bloky adresované v akomkoľvek systéme súborov. Preto všetky adresy a príkazy pre jednotky s NAND flash musia byť preložené cez abstrakčnú vrstvu FTL (Flash Translation Layer).
Radiče pamäte Flash poskytujú kompatibilitu s logikou diskových zariadení a podporu príkazov ich natívnych rozhraní. FTL je zvyčajne implementovaný do ich firmvéru, ale môže (čiastočne) bežať na hostiteľovi - napríklad Plextor píše pre svoje disky SSD ovládače, ktoré urýchľujú zápis.
Vôbec sa nemôžete obísť bez FTL, pretože aj zápis jedného bitu do konkrétnej bunky vedie k spusteniu celého radu operácií: ovládač hľadá blok obsahujúci požadovanú bunku; blok sa celý prečíta, zapíše do vyrovnávacej pamäte alebo na voľné miesto, potom sa úplne vymaže a potom sa prepíše späť s potrebnými zmenami.
Tento prístup sa podobá na každodenný život v armáde: Aby seržant vydal rozkaz jednému vojakovi, urobí generálku, vyvolá chudobného mimo poriadku a ostatných rozkáže, aby sa rozišli. V dnes už zriedkavej pamäti NOR bola organizácia spetsnaz: každá bunka bola ovládaná nezávisle (každý tranzistor mal individuálny kontakt).
Ovládače majú stále viac úloh, pretože s každou generáciou flash pamäte sa technický proces jej výroby znižuje, aby sa zvýšila hustota a znížili náklady na ukladanie dát. Spolu s technologickými normami sa znižuje aj odhadovaná životnosť čipov.
Moduly s jednoúrovňovými bunkami SLC mali deklarovaný zdroj 100 000 cyklov prepisovania a ešte viac. Mnoho z nich stále pracuje na starých flash diskoch a kartách CF. Podniková trieda MLC (eMLC) si nárokovala zdroje v rozmedzí od 10 do 20 tisíc, zatiaľ čo v bežných spotrebiteľských triedach sa odhaduje na 3 až 5 tisíc. Pamäť tohto typu je aktívne preplnená ešte lacnejším TLC, ktorého zdroj sotva dosahuje tisíc cyklov. Udržanie životnosti pamäte flash na prijateľnej úrovni je potrebné vykonať pomocou softvérových vylepšení a nové súborové systémy sa stávajú jedným z nich.
Výrobcovia pôvodne predpokladali, že súborový systém nie je dôležitý. Samotný radič musí udržiavať krátkodobé pole pamäťových buniek akéhokoľvek typu a optimálne rozdeľovať záťaž medzi ne. V prípade ovládača systému súborov simuluje bežný disk a sám vykonáva optimalizácie na nízkej úrovni pre akýkoľvek prístup. V praxi sa však optimalizácia líši od magických po fiktívne pre rôzne zariadenia.
V podnikových diskoch SSD je vstavaným radičom malý počítač. Má obrovskú pamäťovú vyrovnávaciu pamäť (pol giga a viac) a podporuje mnoho metód na zvýšenie efektivity práce s údajmi, čím sa zabráni zbytočným cyklom prepisovania. Čip usporiada všetky bloky vo vyrovnávacej pamäti, vykoná lenivé zápisy, vykoná deduplikáciu za chodu, vyhradí niektoré bloky a ostatné vyčistí na pozadí. Celé toto kúzlo sa deje úplne bez povšimnutia operačného systému, programov a používateľa. Pri takomto disku SSD je úplne jedno, aký súborový systém sa použije. Interné optimalizácie majú oveľa väčší vplyv na výkon a zdroje ako externé.
Rozpočtové disky SSD (a ešte viac - flash disky) sú vybavené oveľa menej inteligentnými ovládačmi. Cache v nich je skrátená alebo chýba a pokročilé serverové technológie sa vôbec nepoužívajú. Na pamäťových kartách sú ovládače také primitívne, že sa často tvrdí, že vôbec neexistujú. Preto pre lacné zariadenia s pamäťou flash zostávajú relevantné metódy externého vyrovnávania zaťaženia - predovšetkým pomocou špecializovaných súborových systémov.
Jeden z prvých pokusov o napísanie súborového systému, ktorý by zohľadňoval zásady organizácie pamäte flash, bol JFFS - Journaling Flash File System. Pôvodne bol tento vývoj švédskej spoločnosti Axis Communications zameraný na zlepšenie účinnosti pamäte sieťových zariadení, ktoré spoločnosť Axis vyrobila v deväťdesiatych rokoch. Prvá verzia JFFS podporovala iba pamäť NOR, ale už v druhej verzii sa spriatelila s NAND.
JFFS2 má v súčasnosti obmedzené využitie. Väčšinou sa stále používa v distribúciách Linuxu pre vstavané systémy. Nájdete ho v smerovačoch, IP kamerách, NAS a ďalších bežných používateľoch na internete vecí. Všeobecne platí, že všade tam, kde je potrebné malé množstvo spoľahlivej pamäte.
Ďalším vývojovým úsilím pre JFFS2 bol LogFS, ktorý ukladal inody do samostatného súboru. Autori tejto myšlienky sú zamestnancom nemeckej divízie IBM Jorn Engel a profesorom na univerzite v Osnabrücku Robertom Mertensom. Zdrojový kód pre LogFS je k dispozícii na GitHub. Súdiac podľa skutočnosti, že posledná zmena v ňom bola vykonaná pred štyrmi rokmi, LogFS si nezískal popularitu.
Tieto pokusy však podnietili vznik ďalšieho špecializovaného systému súborov - F2FS. Bol vyvinutý spoločnosťou Samsung Corporation, ktorá predstavuje veľkú časť pamäte flash vyrobenej na svete. Spoločnosť Samsung vyrába čipy NAND Flash pre svoje vlastné zariadenia a pre iné spoločnosti a vyvíja tiež disky SSD so zásadne novými rozhraniami namiesto starších diskových. Vytvorenie špecializovaného systému súborov optimalizovaného pre pamäť typu flash je z pohľadu spoločnosti Samsung už dlho nevyhnutné.
Pred štyrmi rokmi, v roku 2012, spoločnosť Samsung vytvorila F2FS (Flash Friendly File System). Jeho myšlienka je dobrá, ale implementácia sa ukázala byť vlhká. Kľúčová úloha pri vytváraní F2FS bola jednoduchá: znížiť počet operácií prepisovania buniek a rozdeliť na ne záťaž čo najrovnomernejšie. Vyžaduje si to vykonávanie operácií s niekoľkými bunkami v rámci toho istého bloku súčasne a nie znásilňovanie po jednom. To znamená, že nepotrebujeme okamžité prepisovanie existujúcich blokov na prvú požiadavku operačného systému, ale ukladanie príkazov a dát do vyrovnávacej pamäte, pridávanie nových blokov do voľného priestoru a oneskorené mazanie buniek.
Dnes je podpora F2FS už oficiálne implementovaná v Linuxe (a teda aj v Androide), ale v praxi neposkytuje žiadne špeciálne výhody. Hlavná vlastnosť tohto systému súborov (odložené prepísanie) viedla k predčasným záverom o jeho účinnosti. Starý trik s ukladaním do vyrovnávacej pamäte dokonca oklamal rané verzie benchmarkov, kde F2FS vykazoval zjavnú výhodu nie o niekoľko percent (podľa očakávania) alebo dokonca niekoľkokrát, ale rádovo. Je to tak, že ovládač F2FS oznámil vykonanie operácie, ktorú regulátor práve plánoval urobiť. Ak je však skutočný nárast výkonu vo F2FS malý, opotrebovanie buniek bude rozhodne menšie ako pri použití rovnakého ext4. Optimalizácie, ktoré lacný radič nedokáže, sa vykonajú na úrovni samotného súborového systému.
Zatiaľ čo F2FS je pre geekov vnímaný ako exotický. Dokonca aj vlastné smartfóny Samsung stále používajú ext4. Mnohí to považujú za ďalší vývoj ext3, ale nie je to celkom pravda. Je to viac revolúcie ako prelomenie bariéry 2 TB na súbor a jednoduché zvýšenie ďalších metrík.
Keď boli počítače veľké a súbory malé, adresovanie bolo jednoduché. Každému súboru bol pridelený určitý počet blokov, ktorých adresy boli zadané do korešpondenčnej tabuľky. Takto fungoval súborový systém ext3, ktorý sa používa dodnes. Ale v ext4 sa objavil zásadne odlišný spôsob adresovania - rozsahy.
Rozsahy je možné považovať za rozšírenia inódov ako diskrétne sady blokov, ktoré sú v celom rozsahu adresované ako súvislé sekvencie. Jeden rozsah môže obsahovať celý stredne veľký súbor a veľkým súborom stačí prideliť tucet alebo dva rozsahy. Je to oveľa efektívnejšie ako adresovať státisíce malých blokov so štyrmi kilobajtami.
Samotný mechanizmus zápisu sa v ext4 zmenil. Teraz distribúcia blokov nastáva okamžite v jednej požiadavke. A nie vopred, ale tesne pred zápisom údajov na disk. Oneskorené viacblokové priradenie vám umožňuje zbaviť sa nepotrebných operácií, ktoré spôsobil ext3: v ňom boli bloky pre nový súbor pridelené okamžite, aj keď sa úplne zmestili do vyrovnávacej pamäte a bolo naplánované ich dočasné odstránenie.
Okrem vyvážených stromov a ich modifikácií existujú aj ďalšie obľúbené logické štruktúry. Existujú súborové systémy so zásadne odlišným typom organizácie - napríklad lineárne. Minimálne jeden z nich pravdepodobne veľa používate.
Hádajte hádanku: v dvanástich začala priberať na váhe, v šestnástich bola hlúpou tučnou ženou a v tridsiatich dvoch tučnela a zostala jednoduchou. Kto je ona?
Správne, toto je príbeh o súborovom systéme FAT. Požiadavky na kompatibilitu jej dali zlé dedičstvo. Na disketách to bolo 12-bitové, na pevných diskoch-spočiatku to bolo 16-bitové a dodnes to bolo 32-bitové. V každej ďalšej verzii sa počet adresovateľných blokov zvýšil, ale v podstate sa nič nezmenilo.
Stále populárny súborový systém FAT32 sa objavil pred dvadsiatimi rokmi. Dnes je stále primitívny a nepodporuje zoznamy prístupových práv, diskové kvóty, kompresiu na pozadí ani iné moderné technológie na optimalizáciu údajov.
Prečo je dnes FAT32 potrebný? To isté iba na účely kompatibility. Výrobcovia sa oprávnene domnievajú, že oddiel FAT32 môže čítať každý operačný systém. Preto ho vytvárajú na externých pevných diskoch, USB Flash a pamäťových kartách.
Karty MicroSD (HC) používané v smartfónoch sú predvolene naformátované na FAT32. Toto je hlavná prekážka inštalácie aplikácií na ne a prenosu údajov z vnútornej pamäte. Aby ste to prekonali, musíte na karte vytvoriť oddiel ext3 alebo ext4. Je možné do neho prenášať všetky atribúty súborov (vrátane vlastníka a prístupových práv), takže každá aplikácia môže fungovať, ako keby bola spustená z vnútornej pamäte.
Windows nemôže vytvoriť viac ako jeden oddiel na jednotkách flash, ale na to môžete spustiť Linux (aspoň vo virtuálnom počítači) alebo pokročilý nástroj na prácu s logickými oddielmi - napríklad MiniTool Partition Wizard Free. Po nájdení dodatočného primárneho oddielu s ext3 / ext4 na karte bude aplikácia Link2SD a podobné ponúkať oveľa viac možností ako v prípade jedného oddielu FAT32.
Ďalším argumentom v prospech výberu FAT32 je často uvádzaný nedostatok žurnálovania, čo znamená rýchlejšie zápisy a menšie opotrebovanie pamäťových buniek NAND Flash. V praxi používanie FAT32 vedie k opaku a spôsobuje mnoho ďalších problémov.
Flash disky a pamäťové karty rýchlo zomierajú, pretože akákoľvek zmena FAT32 spôsobí prepísanie rovnakých sektorov, v ktorých sú umiestnené dva reťazce tabuliek súborov. Uložil som celú webovú stránku a bola stokrát prepísaná - s každým pridaním ďalšieho malého GIF na flash disk. Spustili ste prenosný softvér? Vytváral dočasné súbory a počas práce ich neustále mení. Preto je oveľa lepšie používať NTFS na jednotkách flash s tabuľkou $ MFT odolnou voči chybám. Malé súbory je možné ukladať priamo do hlavnej tabuľky súborov a ich prípony a kópie sa zapisujú do rôznych oblastí pamäte flash. Indexovanie NTFS navyše zrýchľuje vyhľadávanie.
Ďalším problémom, s ktorým sa väčšina používateľov stretáva, je to, že do oddielu FAT32 nie je možné zapísať súbor väčší ako 4 GB. Dôvodom je, že vo FAT32 je veľkosť súboru popísaná 32 bitmi v tabuľke alokácie súborov a 2 ^ 32 (presnejšie mínus jeden) dáva iba štyri koncerty. Ukazuje sa, že na čerstvo kúpenú jednotku flash nie je možné nahrávať film v normálnej kvalite ani obraz na disku DVD.
Kopírovanie veľkých súborov je stále polovica problémov: keď sa to pokúsite urobiť, chyba je prinajmenšom okamžite viditeľná. V iných situáciách funguje FAT32 ako časovaná bomba. Napríklad ste skopírovali prenosný softvér na USB flash disk a najskôr ho môžete bez problémov používať. Po dlhej dobe má jeden z programov (napríklad účtovníctvo alebo pošta) databázu nafúknutú a ... jednoducho sa prestane aktualizovať. Súbor nie je možné prepísať, pretože dosiahol limit 4 GB.
Menej zrejmým problémom je, že vo FAT32 možno zadať dátum vytvorenia súboru alebo adresára s presnosťou dvoch sekúnd. To nie je dostačujúce pre mnohé kryptografické aplikácie, ktoré používajú časové pečiatky. Nízka presnosť atribútu date je ďalším dôvodom, prečo nie je FAT32 z hľadiska zabezpečenia považovaný za kompletný súborový systém. Jeho slabé stránky však môžete využiť na vlastné účely. Ak napríklad skopírujete akékoľvek súbory z oddielu NTFS do zväzku FAT32, budú vymazané všetky metadáta, ako aj zdedené a špeciálne nastavené povolenia. FAT ich jednoducho nepodporuje.
Na rozdiel od FAT12 / 16/32 bol exFAT navrhnutý špeciálne pre USB Flash a veľké pamäťové karty (≥ 32 GB). Rozšírený FAT eliminuje vyššie uvedenú nevýhodu FAT32 - prepísanie rovnakých sektorov pri akejkoľvek zmene. Ako 64-bitový systém nemá prakticky žiadne zmysluplné obmedzenia veľkosti jedného súboru. Teoreticky môže mať 2 ^ 64 bajtov (16 EB) a karty tejto veľkosti sa čoskoro nezobrazia.
Ďalším zásadným rozdielom v exFAT je jeho podpora zoznamov riadenia prístupu (ACL). Nejde o to isté zjednodušenie z deväťdesiatych rokov, ale uzavretý formát bráni implementácii exFAT. Podpora ExFAT je plne a legálne implementovaná iba vo Windows (od XP SP2) a OS X (od 10.6.5). V systémoch Linux a * BSD je podporovaný buď s obmedzeniami, alebo nie je úplne legálne. Spoločnosť Microsoft vyžaduje licencovanie na používanie formátu exFAT a v tejto oblasti dochádza k mnohým súdnym sporom.
Ďalší prominentný príklad súborových systémov s stromom B sa nazýva Btrfs. Tento FS sa objavil v roku 2007 a bol pôvodne vytvorený v spoločnosti Oracle s ohľadom na prácu s SSD a RAID. Napríklad môže byť dynamicky škálovaný: vytvorte nové inody v živom systéme alebo rozdeľte zväzok na podzväzky bez toho, aby ste im pridelili voľný priestor.
Mechanizmus kopírovania a zápisu implementovaný v Btrfs a plná integrácia s modulom jadra mapovača zariadení vám umožňuje vytvárať takmer okamžité snímky prostredníctvom zariadení s virtuálnym blokom. Predbežná kompresia údajov (zlib alebo lzo) a deduplikácia urýchľujú základné operácie a zároveň predlžujú životnosť pamäte flash. To je obzvlášť zreteľné pri práci s databázami (kompresia sa dosahuje 2–4 krát) a malými súbormi (sú zapísané v usporiadaných veľkých blokoch a je ich možné uložiť priamo do „listov“).
Btrfs tiež podporuje úplné žurnálovanie (údaje a metadáta), kontrolu hlasitosti bez odpojenia a mnoho ďalších moderných funkcií. Kód Btrfs je publikovaný pod licenciou GPL. Tento súborový systém bol v systéme Linux udržiavaný ako stabilný od jadra 4.3.1.
Takmer všetky viac či menej moderné súborové systémy (ext3 / ext4, NTFS, HFSX, Btrfs a ďalšie) patria do všeobecnej skupiny žurnálovaných, pretože uchovávajú záznamy o zmenách vykonaných v samostatnom denníku (denníku) a kontrolujú ho v prípade zlyhanie počas diskových operácií ... Úroveň výrečnosti a odolnosti voči chybám týchto súborových systémov je však odlišná.
Ext3 podporuje tri režimy protokolovania: loopback, sekvenčné a úplné protokolovanie. Prvý režim znamená zaznamenávanie iba všeobecných zmien (metadát) vykonávaných asynchrónne vzhľadom na zmeny v samotných údajoch. V druhom režime sa vykonáva rovnaké zaznamenávanie metaúdajov, ale striktne pred vykonaním akýchkoľvek zmien. Tretí režim je ekvivalentný úplnému zapisovaniu do denníka (zmeny v metadátach aj v samotných súboroch).
Iba druhá možnosť zaisťuje integritu údajov. Ostatné dva iba urýchľujú identifikáciu chýb počas kontroly a zaručujú obnovu integrity samotného súborového systému, ale nie obsahu súborov.
Protokolovanie NTFS je podobné druhému režimu protokolovania ext3. Do denníka sa zaznamenávajú iba zmeny metadát a samotné údaje sa môžu v prípade zlyhania stratiť. Táto metóda žurnálovania NTFS nebola koncipovaná ako spôsob, ako dosiahnuť maximálnu spoľahlivosť, ale iba ako kompromis medzi výkonom a odolnosťou voči chybám. To je dôvod, prečo ľudia zvyknutí pracovať s plne žurnálovacími systémami považujú NTFS za pseudo-žurnál.
Prístup NTFS je o niečo lepší ako predvolený v ext3. V systéme NTFS sa kontrolné body dodatočne vytvárajú pravidelne, aby sa zabezpečilo, že všetky predtým čakajúce operácie s diskom sú dokončené. Kontrolné body nemajú nič spoločné s bodmi obnovenia v \ System Volume Infromation \. Toto sú iba režijné položky v denníku.
Prax ukazuje, že takéto čiastočné žurnálovanie NTFS vo väčšine prípadov stačí na bezproblémovú prevádzku. Koniec koncov, ani pri prudkom výpadku napájania diskové zariadenia okamžite nevypnú napájanie. Napájacia jednotka a množstvo kondenzátorov v samotných pohonoch poskytujú iba minimálnu rezervu energie, ktorá stačí na dokončenie aktuálnej operácie zápisu. Moderné disky SSD majú svojou rýchlosťou a hospodárnosťou spravidla dostatok energie na vykonávanie čakajúcich operácií. Pokus o prepnutie do úplného protokolovania by niekoľkonásobne znížil rýchlosť väčšiny operácií.
Použitie súborových systémov je obmedzené ich podporou na úrovni operačného systému. Windows napríklad nerozumie ext2 / 3/4 a HFS +, ale niekedy ich musíte použiť. To sa dá dosiahnuť pridaním príslušného ovládača.
Otvorený ovládač na čítanie a zápis na oddiely ext2 / 3 s čiastočnou podporou ext4. Najnovšia verzia podporuje rozsahy a oddiely až do 16 TB. LVM, ACL a rozšírené atribúty nie sú podporované.
K dispozícii je bezplatný doplnok pre Total Commander. Podporuje čítanie oddielov ext2 / 3/4.
coLinux je open source a bezplatný port jadra Linuxu. Spolu s 32-bitovým ovládačom vám umožňuje spustiť Linux v systéme Windows 2000 až 7 bez použitia virtualizačných technológií. Podporuje iba 32-bitové verzie. Vývoj 64-bitovej modifikácie bol zrušený. coLinux okrem iného umožňuje organizovať prístup z Windows na oddiely ext2 / 3/4. Podpora projektu bola v roku 2014 pozastavená.
Windows 10 už môže mať natívnu podporu pre súborové systémy špecifické pre Linux, je len skrytý. Tieto myšlienky navrhuje ovládač na úrovni jadra Lxcore.sys a služba LxssManager, ktorá je načítaná ako knižnica procesom Svchost.exe. Ďalšie podrobnosti nájdete v prednáške Alexa Ionesca „Linuxové jadro skryté vo Windows 10“, ktorú predstavil na Black Hat 2016.
ExtFS pre Windows je platený ovládač vydaný spoločnosťou Paragon. Funguje na Windows 7 až 10, podporuje prístup na čítanie / zápis do zväzkov ext2 / 3/4. Poskytuje takmer úplnú podporu ext4 v systéme Windows.
HFS + pre Windows 10 je ďalší patentovaný ovládač od Paragon Software. Napriek názvu funguje vo všetkých verziách systému Windows od XP. Poskytuje plný prístup k súborovým systémom HFS + / HFSX na diskoch s akýmkoľvek oddielom (MBR / GPT).
WinBtrfs je raný vývoj ovládača Btrfs pre Windows. Už vo verzii 0.6 podporuje prístup na čítanie aj zápis do zväzkov Btrfs. Dokáže spracovať tvrdé a symbolické odkazy, podporuje alternatívne dátové toky, ACL, dva typy kompresie a asynchrónny režim čítania / zápisu. Doteraz WinBtrfs nemôže používať mkfs.btrfs, btrfs-balance a ďalšie nástroje na údržbu tohto systému súborov.
| Systém súborov | Veľkosť zväzku Mac-si-mal-ny | Predbežná veľkosť jedného súboru | Dĺžka podľa vlastného názvu súboru | Dĺžka celého názvu súboru (vrátane cesty z koreňa) | Predbežný počet súborov a / alebo katalógov | Presnosť zadania dátumu súboru / katalógu | Práva dos-tu-pa | Pevné odkazy | Odkazy bez simov | Zábery | Komprimácia údajov na pozadí | Šifrovanie rolovania údajov na pozadí | Dedko-pli-ka-údajov |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FAT16 | 2 GB v sektoroch 512 bajtov alebo 4 GB v 64 KB klastroch | 2 GB | 255 bajtov s LFN | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| FAT32 | 8 TB v 2 KB sektoroch | 4 GB (2 ^ 32 - 1 bajt) | 255 bajtov s LFN | až 32 podadresárov s CDS | 65460 | 10 ms (vytvorenie) / 2 s (zmena) | Nie | Nie | Nie | Nie | Nie | Nie | Nie |
| exFAT | ≈ 128 PB (2 ^ 32-1 klastre 2 ^ 25-1 bajtov) teoreticky / 512 TB kvôli obmedzeniam tretích strán | 16 EB (2 ^ 64 - 1 bajt) | 2796202 v katalógu | 10 ms | ACL | Nie | Nie | Nie | Nie | Nie | Nie | ||
| NTFS | 256 TB v 64 KB klastroch alebo 16 TB v 4K klastroch | 16 TB (Win 7) / 256 TB (Win 8) | 255 znakov Unicode (UTF-16) | 32 760 znakov Unicode, ale nie viac ako 255 znakov na prvok | 2^32-1 | 100 ns | ACL | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno |
| HFS + | 8 EB (2 ^ 63 bajtov) | 8 EB | 255 znakov Unicode (UTF-16) | nie je obmedzené samostatne | 2^32-1 | 1 s | Unix, ACL | Áno | Áno | Nie | Áno | Áno | Nie |
| APFS | 8 EB (2 ^ 63 bajtov) | 8 EB | 255 znakov Unicode (UTF-16) | nie je obmedzené samostatne | 2^63 | 1 ns | Unix, ACL | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno |
| Ext3 | 32 TB (teoreticky) / 16 TB v klastroch 4K (kvôli obmedzeniam programov e2fs) | 2 TB (teoreticky) / 16 GB pre staršie programy | 255 znakov Unicode (UTF-16) | nie je obmedzené samostatne | - | 1 s | Unix, ACL | Áno | Áno | Nie | Nie | Nie | Nie |
| Ext4 | 1 EB (teoretický) / 16 TB v klastroch 4K (kvôli obmedzeniam programov e2fs) | 16 TB | 255 znakov Unicode (UTF-16) | nie je obmedzené samostatne | 4 miliardy | 1 ns | POSIX | Áno | Áno | Nie | Nie | Áno | Nie |
| F2FS | 16 TB | 3,94 TB | 255 bajtov | nie je obmedzené samostatne | - | 1 ns | POSIX ACL | Áno | Áno | Nie | Nie | Áno | Nie |
| BTRFS | 16 EB (2 ^ 64 - 1 bajt) | 16 EB | 255 znakov ASCII | 2 ^ 17 bajtov | - | 1 ns | POSIX ACL | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno | Áno |
Už som to raz oznámil na svojom blogu, vtedy sa o tom vlastne nič nevedelo a teraz prišiel čas na krátke, ale dôslednejšie zoznámenie sa s novo vyrobeným ReFS.
Všetko má však svoj limit, a tým aj možnosti súborových systémov. Možnosti NTFS sa dnes obmedzili: kontrola veľkých pamäťových médií trvá príliš dlho, „Denník“ spomaľuje prístup a takmer sa dosiahla maximálna veľkosť súboru. Microsoft si to uvedomil a implementoval nový systém súborov v systéme Windows 8 - ReFS (Resilient File System). ReFS je považovaný za poskytovanie najlepšej ochrany údajov pre veľké a rýchle pevné disky. Iste to má aj svoje nevýhody, ale pred začatím skutočne masívneho používania v systéme Windows 8 je ťažké o nich hovoriť.
Pokúsme sa teda teraz porozumieť vnútornostiam a výhodám systému ReFS.
ReFS mal pôvodne kódové označenie „Protogon“. Prvýkrát som o nej širšej verejnosti povedal asi pred rokom Stephen Sinofsky- Prezident divízie Windows v spoločnosti Microsoft, zodpovedný za vývoj a marketing systémov Windows a internet Explorer.
Povedal týmito slovami:
„NTFS je dnes najpoužívanejším, najpokročilejším a najbohatším súborovým systémom. Keď však prehodnotíme Windows a v súčasnosti vyvíjame Windows 8, tým nekončíme. Spolu s Windows 8 preto predstavujeme aj úplne nový súborový systém. ReFS je postavený na NTFS, takže si zachováva kritickú interoperabilitu a je navrhnutý a skonštruovaný tak, aby vyhovoval potrebám ďalšej generácie úložných technológií a scenárov.
V systéme Windows 8 bude ReFS zavedený iba ako súčasť systému Windows Server 8, rovnakým prístupom, akým sme implementovali všetky predchádzajúce systémy súborov. Na úrovni aplikácie bude klientom samozrejme umožnený prístup k údajom ReFS rovnakým spôsobom ako údajom NTFS. Majte na pamäti, že NTFS je stále vedúcou technológiou v odvetví súborových systémov PC. ”
Skutočne sme ReFS prvýkrát videli v serverovom operačnom systéme Windows Server 8. Nový súborový systém nebol vyvinutý úplne od začiatku. Napríklad ReFS používa rovnaké API ako NTFS na otváranie, zatváranie, čítanie a zápis súborov. Z NTFS bolo tiež migrovaných mnoho známych funkcií - napríklad šifrovanie disku Bitlocker a symbolické odkazy pre knižnice. Ale zmizlo to napr. kompresia dát a množstvo ďalších funkcií.
Hlavné inovácie v ReFS sú zamerané na vytváranie a správu štruktúr súborov a priečinkov. Ich úlohou je poskytovať automatická oprava chyby, maximálne škálovanie a prevádzka v vždy online režime (vždy online).
Implementácia štruktúr ReFS na disk sa zásadne líši od ostatných súborových systémov spoločnosti Microsoft. Vývojári spoločnosti Microsoft dokázali realizovať svoje nápady použitím konceptu B-stromu, ktorý je dobre známy z databáz v systéme ReFS. Priečinky v systéme súborov sú štruktúrované ako tabuľky so súbormi ako záznamy. Na oplátku dostávajú určité atribúty pridané ako čiastkové tabuľky, čím vytvárajú hierarchickú stromovú štruktúru. Dokonca aj voľné miesto na disku je usporiadané v tabuľkách.
Spolu so skutočným 64-bitovým číslovaním všetkých systémových prvkov to eliminuje výskyt „prekážok“ počas jeho ďalšieho škálovania
Výsledkom je, že jadrom systému ReFS je tabuľka objektov - centrálny adresár, ktorý uvádza všetky tabuľky v systéme. Tento prístup má dôležitú výhodu: ReFS upustil od komplexnej správy protokolov a ukladá nové informácie o súboroch do voľného priestoru - to zabraňuje jeho prepísaniu.
« Katalóg listov"Sú zadané položky. Pre objekt priečinka existujú tri základné typy záznamov: deskriptor adresára, indexový záznam a vnorený objektový deskriptor. Všetky tieto záznamy sú zabalené ako samostatný strom B ± s identifikátorom priečinka; koreňom tohto stromu je list B ± stromu „Katalóg“, ktorý umožňuje zbaliť takmer ľubovoľný počet záznamov do priečinka. Na spodnej úrovni je v listoch B ± stromu priečinkov predovšetkým záznam deskriptora adresára obsahujúci základné údaje o priečinku (názov, „štandardné informácie“, atribút názvu súboru atď.).
Ďalej v katalógu sú umiestnené indexové záznamy: krátke štruktúry obsahujúce informácie o položkách obsiahnutých v priečinku. Tieto záznamy sú výrazne kratšie ako NTFS, čo je menšie preťaženie metadátami na zväzku.
Na konci sú záznamy v katalógu. V prípade priečinkov tieto prvky obsahujú názov balíka, identifikátor priečinka v „katalógu“ a štruktúru „štandardných informácií“. Pri súboroch neexistuje žiadny identifikátor - namiesto toho štruktúra obsahuje všetky základné údaje o súbore vrátane koreňa B ± stromovej štruktúry stromu súboru. V súlade s tým môže súbor pozostávať z takmer akéhokoľvek počtu fragmentov.
Rovnako ako NTFS, ReFS v zásade rozlišuje medzi informáciami o súbore (metadáta) a obsahom súboru (údaje používateľa). Ochranné funkcie sú však obom poskytované rovnakým spôsobom. Metadáta sú štandardne chránené kontrolnými súčtami - rovnakú ochranu (ak je to žiaduce) je možné poskytnúť údajom používateľov. Tieto kontrolné súčty sú umiestnené na disku v bezpečnej vzdialenosti od seba - v prípade chyby bude teda jednoduchšie obnoviť údaje.
Veľkosť metadát prázdneho systému súborov je asi 0,1% veľkosti samotného systému súborov (t. J. Asi 2 GB na 2 TB zväzok). Niektoré základné metadáta sú duplikované kvôli lepšej odolnosti voči nárazom
Variant ReFS, v ktorom sme videli Windows Server 8 Beta, má podporu iba pre 64 kB dátových klastrov a 16 kB klastrov metadát. Pri vytváraní zväzku ReFS je zatiaľ parameter „Veľkosť klastra“ ignorovaný a vždy sa považuje za predvolený. Pri formátovaní systému súborov je 64 kB jedinou dostupnou veľkosťou klastra.
Priznajme si to, táto veľkosť klastra je viac než dostačujúca na organizáciu súborových systémov akejkoľvek veľkosti. Vedľajším efektom je však citeľná redundancia v ukladaní údajov (1-bajtový súbor na disku zaberie celý blok 64 kB).
Pokiaľ ide o architektúru systému súborov, ReFS má všetky nástroje, ktoré potrebujete na bezpečnú obnovu súborov aj po závažnom zlyhaní hardvéru. Hlavnou nevýhodou žurnálovacieho systému v súborovom systéme NTFS a podobne je to, že aktualizácia disku môže poškodiť predtým zaznamenané metadáta v prípade výpadku prúdu počas nahrávania - tento efekt už dostal ustálený názov: tzv. " visiaci záznam».
Zabrániť visiace záznamy, Microsoft prijal nový prístup, v ktorom časti štruktúr metadát obsahujú svoje vlastné identifikátory, čo vám umožňuje overiť vlastníctvo štruktúr; odkazy na metaúdaje obsahujú 64-bitové kontrolné súčty odkazovaných blokov.
Akákoľvek zmena štruktúry metadát prebieha v dvoch fázach. Najprv sa na voľnom disku vytvorí nová (upravená) kópia metadát a až potom, ak bude úspešná, operácia atómovej aktualizácie prenesie odkaz zo starej (nezmenenej) do novej (zmenenej) oblasti metaúdajov. Tu to eliminuje potrebu protokolovania automatickým zachovaním integrity údajov.
Popísaná schéma sa však nevzťahuje na užívateľské údaje, takže akékoľvek zmeny obsahu súboru sú zapísané priamo do súboru. Súbor sa odstráni prestavbou štruktúry metadát, ktorá uloží predchádzajúcu verziu bloku metadát na disk. Tento prístup vám umožňuje obnoviť odstránené súbory, kým nie sú prepísané novými užívateľskými údajmi.
Samostatnou témou je odolnosť voči chybám ReFS v prípade poškodenia disku. Systém je schopný identifikovať všetky formy poškodenia disku, vrátane stratených alebo uložených na zlom mieste záznamu, ako aj tzv. trochu rozpad(degradácia údajov na médiu)
Keď je povolená možnosť „Integrované toky“, ReFS tiež kontroluje obsah súborov oproti kontrolným súčtom a vždy zapisuje zmeny do súborov v umiestnení tretej strany. To poskytuje záruku, že existujúce údaje sa pri prepísaní nestratia. Kontrolné súčty sa aktualizujú automaticky pri zápise údajov, takže ak zápis zlyhá, používateľ bude mať verziu súboru na kontrolu.
Ďalšou zaujímavou témou o zabezpečení ReFS je interakcia s Úložné priestory... ReFS a Úložné priestory navrhnuté tak, aby sa navzájom dopĺňali ako dve zložky jedného úložného systému. Okrem zlepšenia výkonu Úložné priestory chrániť údaje pred čiastočnými a úplnými poruchami disku ukladaním kópií na viacero diskov. Pri poruchách čítania Úložné priestory dokáže čítať kópie a v prípade zlyhania zápisu (dokonca aj pri úplnej strate mediálnych údajov počas čítania / zápisu) je možné údaje „transparentne“ znova distribuovať. Ako ukazuje prax, najčastejšie takáto porucha nemá nič spoločné s médiom - nastáva kvôli poškodeniu údajov alebo kvôli strate údajov alebo ukladaniu na nesprávnom mieste.
Toto sú druhy zlyhaní, ktoré ReFS dokáže zistiť pomocou kontrolných súčtov. Po zistení poruchy ReFS komunikuje s Úložné priestory aby prečítal všetky možné kópie údajov a vyberie správnu kópiu na základe kontroly kontrolného súčtu. Systém potom dáva Úložné priestory príkaz na obnovu poškodených kópií na základe verných kópií. To všetko sa deje transparentne z aplikovaného hľadiska.
Ako je uvedené na webových stránkach spoločnosti Microsoft pre Windows Server 8, pre metadáta ReFS sú kontrolné súčty vždy povolené a za predpokladu, že sa zväzok zrkadlí Úložné priestory, je povolená aj automatická oprava. Všetky koherentné toky sú chránené rovnakým spôsobom. To vytvára komplexné riešenie pre užívateľa s vysokým stupňom integrity, vďaka ktorému je relatívne nespoľahlivé úložisko veľmi spoľahlivé.
Uvedené prúdy integrity chránia obsah súboru pred všetkými druhmi poškodenia údajov. Táto vlastnosť je však v niektorých prípadoch nepoužiteľná.
Niektoré aplikácie napríklad preferujú úhľadnú správu ukladania súborov s nejakým druhom triedenia súborov na disku. Pretože koherentné toky redistribuujú bloky vždy, keď sa zmení obsah súboru, je rozloženie súborov pre tieto aplikácie príliš nepredvídateľné. Databázové systémy sú toho ukážkovým príkladom. Spravidla tieto aplikácie nezávisle sledujú kontrolné súčty obsahu súborov a majú schopnosť kontrolovať a opravovať údaje priamou interakciou s rozhraniami API.
Ako funguje ReFS v prípade poškodenia disku alebo zlyhania úložiska, je myslím jasné. Identifikovať a prekonať stratu údajov spojenú s „môže byť ťažšie“ trochu rozpad„Keď nezistené poškodenie zriedka čítaných častí disku začne rýchlo rásť. V čase, keď je takéto poškodenie prečítané a zistené, už môže mať poškodené kópie alebo sa môžu stratiť údaje v dôsledku iných porúch.
Na prekonanie postupu trochu rozpad Spoločnosť Microsoft pridala úlohu systému na pozadí, ktorá pravidelne čistí metadáta a údaje z konzistentných prúdov na zväzku ReFS, ktorý je v zrkadlovom úložisku. Čistenie sa vykoná prečítaním všetkých nadbytočných kópií a kontrolou správnosti pomocou kontrolných súčtov ReFS. Ak sa kontrolné súčty nezhodujú, chybné kópie sa opravia dobrými kópiami.
Stále existuje hrozba, ktorú možno konvenčne nazvať „sysadminova nočná mora“. Existujú prípady, aj keď zriedkavé, keď môže byť poškodený dokonca aj zväzok v zrkadlovom priestore. Napríklad pamäť zlyhaného systému môže poškodiť údaje, ktoré potom môžu skončiť na disku a poškodiť nadbytočné kópie. Mnoho používateľov sa navyše môže rozhodnúť, že pre ReFS nebude používať zrkadlené úložné priestory.
V takýchto prípadoch, keď sa zväzok poškodí, ReFS vykoná „opravu“ - funkciu, ktorá odstráni údaje z priestoru názvov na pracovnom zväzku. Jeho úlohou je zabrániť nenapraviteľným škodám, ktoré by mohli ovplyvniť dostupnosť správnych údajov. Ak je napríklad jeden súbor v adresári poškodený a nedá sa automaticky opraviť, ReFS tento súbor odstráni z priestoru názvov systému súborov a obnoví zvyšok zväzku.
Sme zvyknutí na to, že súborový systém nemôže otvoriť alebo odstrániť poškodený súbor a správca s tým nemôže nič urobiť.
Pretože však systém ReFS dokáže obnoviť poškodené údaje, správca môže tento súbor obnoviť zo zálohy alebo ho pomocou aplikácie obnoviť, čím sa vyhnete potrebe vypnúť systém. To znamená, že používateľ alebo správca už nebude musieť vykonávať postup overovania a opravy offline. V prípade serverov to umožňuje nasadenie veľkého objemu údajov bez rizika dlhej výdrže batérie v dôsledku poškodenia.
Praktickosť a praktickosť (alebo opačné vlastnosti) ReFS je možné samozrejme posúdiť až potom, ako sa počítače s Windows 8 rozšíria a uplynie najmenej šesť mesiacov aktívnej práce s nimi. Potenciálni používatelia G8 majú medzitým viac otázok ako odpovedí.
Napríklad toto: bude možné vo Windows 8 jednoducho a jednoducho prevádzať údaje z NTFS na ReFS a naopak? Spoločnosť Microsoft uvádza, že sa neočakáva žiadna vstavaná funkcia prevodu formátu, ale informácie je možné kopírovať. Rozsah ReFS je zrejmý: spočiatku ho možno použiť iba ako veľkého správcu údajov pre server (v skutočnosti sa už používa). Zatiaľ nebudú k dispozícii žiadne externé disky s ReFS - iba interné. Je zrejmé, že v priebehu času bude ReFS vybavený ďalšími funkciami a bude schopný nahradiť starý systém.
Microsoft uvádza, že sa to pravdepodobne stane s vydaním prvého balíka Service Pack pre Windows 8.
Spoločnosť Microsoft tiež tvrdí, že testovala ReFS:
"Použitie komplexnej, rozsiahlej sady desiatok tisíc testov, ktoré boli napísané pre NTFS viac ako dve desaťročia." Tieto testy obnovujú sofistikované podmienky nasadenia, o ktorých si myslíme, že by sa s nimi systém mohol stretnúť napríklad pri výpadku napájania, pričom problémy sú často spojené so škálovateľnosťou a výkonom. Preto môžeme povedať, že systém ReFS je pripravený na testovacie nasadenie v kontrolovanom prostredí. “
Vývojári však zároveň pripúšťajú, že ako prvá verzia veľkého súborového systému bude ReFS pravdepodobne vyžadovať opatrnosť pri manipulácii:
„ReFS pre Windows 8 necharakterizujeme ako vydanie beta. Nový súborový systém bude pripravený na vydanie, keď sa Windows 8 dostane z beta verzie, pretože nič nie je dôležitejšie ako spoľahlivosť údajov. Na rozdiel od akéhokoľvek iného aspektu systému to vyžaduje konzervatívny prístup k počiatočnému použitiu a testovaniu. “
V mnohých ohľadoch sa práve z tohto dôvodu bude ReFS uvádzať do používania podľa fázovaného plánu. Najprv ako úložný systém pre Windows Server, potom ako úložisko pre používateľov a nakoniec ako bootovací zväzok. Podobný „opatrný prístup“ sa však v minulosti používal aj pri vydávaní nových súborových systémov.
V tomto článku na to prídeme aké funkcie poskytuje ReFS a v čom je lepší ako súborový systém NTFS... Ako obnoviť údaje z miesta na disku ReFS. Nový súborový systém Microsoft ReFS bol pôvodne predstavený v systéme Windows Server 2012. Je tiež súčasťou systému Windows 10 ako súčasť nástroja Disk Space. ReFS je možné použiť pre skupinu diskov. S vydaním systému Windows Server 2016 bol systém súborov vylepšený a čoskoro bude k dispozícii v novej verzii systému Windows 10.
Aké funkcie poskytuje ReFS a v čom je lepší ako súčasný systém NTFS?
Obsah:Skratka pre Odolný súborový systém ReFS je nový systém založený na NTFS. V tejto fáze ReFS neponúka komplexnú náhradu za NTFS pre domácich používateľov. Systém súborov má svoje výhody a nevýhody.
ReFS je navrhnutý tak, aby riešil základné problémy s NTFS. Je odolnejší voči poškodeniu údajov, lepšie zvláda zvýšené pracovné zaťaženie a ľahko sa prispôsobuje veľmi veľkým súborovým systémom. Pozrime sa, čo to znamená?
Systém súborov používa kontrolné súčty pre metadáta a môže tiež používať kontrolné súčty pre údaje súborov. Pri čítaní alebo zápise do súboru systém kontroluje kontrolný súčet, aby sa ubezpečil, že je správny. Vykonáva sa teda detekcia poškodených údajov v reálnom čase.
ReFS je integrovaný s funkciou miesta na disku. Ak ste nakonfigurovali zrkadlené ukladanie údajov, systém Windows používa ReFS na zisťovanie a automatickú opravu poškodenia systému súborov skopírovaním údajov z iného disku. Táto funkcia je k dispozícii v systéme Windows 10 aj Windows 8.1.
Ak súborový systém zistí poškodené údaje, ktoré nemá alternatívnu kópiu na obnovu, potom ReFS tieto údaje okamžite odstráni z disku. To nevyžaduje reštart systému alebo odpojenie úložného zariadenia, ako je to v prípade systému NTFS.
Potreba používať nástroj chkdsk úplne zmizne, pretože systém súborov sa automaticky opraví okamžite v čase chyby. Nový systém odolné voči iným typom poškodenia údajov. NTFS zapisuje metadáta súborov priamo pri zápise metadát súborov. Ak počas tejto doby dôjde k výpadku napájania alebo zlyhaniu počítača, dôjde k poškodeniu údajov.
Keď sa metadáta zmenia, ReFS vytvorí novú kópiu údajov a priradí údaje k súboru až po zapísaní metadát na disk. Tým sa eliminuje možnosť poškodenia údajov. Táto funkcia sa nazýva kopírovanie a zapisovanie a je k dispozícii aj v iných populárnych operačných systémoch Linux: ZFS, BtrFS a súborový systém APFS spoločnosti Apple.
ReFS je modernejší a podporuje oveľa väčšie zväzky a dlhšie názvy súborov ako NTFS. Z dlhodobého hľadiska ide o dôležité zlepšenia. V systéme NTFS je názov súboru obmedzený na 255 znakov, v systéme ReFS môže mať názov súboru až 32 768 znakov. Windows 10 vám umožňuje zakázať obmedzenie počtu znakov v súborových systémoch NTFS, ale na zväzkoch ReFS je vždy zakázané.
ReFS už nepodporuje krátke názvy súborov vo formáte DOS 8.3. Na zväzok NTFS máte prístup C: \ Program Files \ v C: \ PROGRA ~ 1 \ aby bola zaistená kompatibilita so starým softvérom.
NTFS má teoretickú maximálnu veľkosť 16 exabajtov, zatiaľ čo ReFS má teoretickú maximálnu veľkosť 262 144 exabajtov. Aj keď to teraz nie je dôležité, počítače sa neustále vyvíjajú.
ReFS nebol navrhnutý na zvýšenie výkonu systému súborov oproti systému NTFS. Microsoft vo veľmi špecifických prípadoch výrazne zefektívnil ReFS.
Napríklad pri použití s miestom na disku ReFS podporuje „optimalizáciu v reálnom čase“. Povedzme, že máte úložnú oblasť s dvoma diskami, jeden pre maximálny výkon a druhý pre kapacitu. ReFS vždy zapisuje údaje na rýchlejší disk, aby dosiahol maximálny výkon. Na pozadí systém súborov automaticky presunie veľké kusy údajov na pomalšie disky na dlhodobé ukladanie.
V systéme Windows Server 2016 Microsoft vylepšil ReFS, aby poskytoval lepší výkon pre funkcie virtuálnych počítačov. Virtuálny počítač Microsoft Hyper-V využíva tieto výhody (teoreticky môže každý virtuálny počítač využívať výhody systému ReFS).
ReFS napríklad podporuje blokové klonovanie, ktoré urýchľuje proces klonovania virtuálneho počítača a spájania kontrolných bodov. Na vytvorenie kópie virtuálneho počítača potrebuje systém ReFS iba zápis nových metadát na disk a poskytnutie odkazu na existujúce údaje. Dôvodom je, že v systéme ReFS môže viacero súborov ukazovať na rovnaké základné údaje na disku.
Keď virtuálny počítač zapíše nové údaje na disk, zapíše sa na iné miesto a pôvodné údaje virtuálneho počítača zostanú na disku. To výrazne urýchľuje proces klonovania a vyžaduje oveľa menšiu šírku pásma disku.
ReFS ponúka aj novú funkciu „Zriedkavé VDL“čo umožňuje ReFS rýchlo zapisovať nuly do veľkého súboru. To výrazne urýchľuje vytváranie nového, prázdneho súboru virtuálneho pevného disku (VHD) pevnej veľkosti. Na NTFS môže táto operácia trvať 10 minút, na ReFS môže trvať niekoľko sekúnd.
Napriek mnohým výhodám, ReFS zatiaľ nemôže nahradiť NTFS. Systém Windows nemôže bootovať z oddielu ReFS a vyžaduje NTFS. ReFS nepodporuje funkcie systému NTFS, ako sú kompresia údajov, šifrovanie systému súborov, pevné odkazy, rozšírené atribúty, deduplikácia údajov a diskové kvóty. Na rozdiel od systému NTFS však ReFS umožňuje šifrovanie celého disku pomocou nástroja BitLocker vrátane štruktúr systémových jednotiek.
Windows 10 neumožňuje formátovanie oddielu na ReFS, tento súborový systém je k dispozícii iba v rámci miesta na disku. ReFS chráni údaje používané v súboroch viacerých pevných diskov pred poškodením. V systéme Windows Server 2016 môžete zväzky formátovať pomocou systému ReFS namiesto systému súborov NTFS. Takýto zväzok je možné použiť na ukladanie virtuálnych počítačov, ale operačný systém je stále možné zaviesť iba z NTFS.
Hetman Partition Recovery vám umožňuje analyzovať miesto na disku spravované súborovým systémom ReFS pomocou algoritmu na analýzu podpisov. Program analyzuje sektor zariadenia podľa sektorov a nájde konkrétne sekvencie bajtov a zobrazí ich používateľovi. Obnova údajov z miesta na disku ReFS sa nelíši od práce so systémom súborov NTFS:
Budúcnosť nového systému súborov je dosť hmlistá. Spoločnosť Microsoft môže dokončiť ReFS, aby nahradil zastaraný systém NTFS vo všetkých verziách systému Windows. V súčasnosti nie je možné ReFS používať univerzálne a slúži iba na určité úlohy.
Ak ste už nainštalovali a pracovali s novými operačnými systémami od spoločnosti Microsoft: Windows Server 2012 a Windows 8, pravdepodobne ste si už všimli, že nové zväzky je možné teraz formátovať v súborovom systéme ReFS. Čo je to súborový systém ReFS? ReFS je skratka pre Odolný súborový systém, t.j. v ruštine „súborový systém odolný voči chybám“.
Spoločnosť Microsoft považuje súborový systém ReFS za nástupcu v súčasnosti najpopulárnejšieho súborového systému NTFS, ktorého technologické možnosti už dosiahli svoje limity. Najmä pri práci s veľkými dátovými nosičmi vznikajú problémy s ich prácou: je to príliš dlhé pri vykonávaní operácie kontroly chýb a pomalej prevádzky denníka a pri dosahovaní limitov maximálnej veľkosti súboru v systéme súborov NTFS.
Väčšina inovácií ReFS spočíva vo vytváraní a správe štruktúr súborov a priečinkov. Tieto funkcie sú implementované pre automatickú opravu chýb, vysokú škálovateľnosť a prevádzku vždy online. Priečinky v súborovom systéme ReFS sú štruktúrované ako tabuľky so súbormi ako záznamy, ktoré zase môžu mať svoje vlastné atribúty, organizované ako čiastkové tabuľky, implementujúce hierarchickú stromovú štruktúru B + známu z databáz. Voľné miesto na disku je usporiadané aj v tabuľkách.
Pri vývoji ReFS boli sledované nasledujúce ciele:
Kľúčové vlastnosti systému ReFS
Obmedzenia systému súborov ReFS
ReFS zdedí mnoho funkcií a sémantiky svojho predchodcu, NTFS, vrátane:
Všetky údaje v súborovom systéme ReFS budú prístupné prostredníctvom rovnakých rozhraní API, aké sa v súčasnosti používajú na prístup k oddielom NTFS.
Služba ReFS zastarala nasledujúce funkcie systému NTFS:
Podpora ReFS bola zavedená v systéme Windows 8 a Windows Server 2012 a iba pre dátové zväzky. To znamená, že oddiely ReFS nemožno použiť na inštaláciu a zavedenie z operačného systému. ReFS bude postupom času vybavený ďalšími funkciami a bude schopný úplne nahradiť zastaraný systém NTFS. Všetky nové funkcie sa pravdepodobne objavia v prvom balíku Service Pack pre Windows 8.
ReFS navyše ešte nemožno použiť pre vymeniteľné a prenosné úložné zariadenia (ReFS sa v súčasnosti používa iba pre interné médiá).
Frustrujúce na tom je, že existujúce zväzky NTFS nemožno za chodu prevádzať na ReFS. Údaje sa budú musieť prenášať obyčajným kopírovaním.
Zväzok je možné naformátovať na súborový systém ReFS prostredníctvom konzoly Správa diskov. ale Extra možnosti napríklad povolenie kontroly konzistencie je možné povoliť iba z príkazového riadka.
Kontrolu konzistencie ReFS môžete napríklad povoliť pomocou príkazu:
Formát / fs: refs / q / i: povoliť
Vypnite kontrolu konzistencie.
