Сегодня мы продолжаем знакомить вас с новыми терминами. В данной статье речь пойдет о типах файловой системы. Более того, мы выясним, какая из них лучше и для чего они вообще нужны.
Файловая система на любом из устройств играет очень важную роль. Именно благодаря файловой системе выполняется обработка и хранение данных на любом из носителей. Также файловая система занимается ограничением объема файлов и количества символов в его имени, а также влияет на скорость обмена данными.
На сегодняшний день в мире существует огромное количество файловых систем, но среди них можно выделить основные, о которых вы возможно даже слышали. Речь идет о файловой системе exFAT и NTFS.
У более продвинутых пользователей, которые знают об этих файловых системах возникает вопрос, какая же система все-таки лучше. Давайте поговорим о каждой из систем в отдельности, после чего и решим, какая из файловых систем достойна больше вашего внимания.
Файловая система exFAT
Кто же, как не компания Microsoft смогла бы создать ведущую файловую систему exFAT. Эта файловая система получилась в ходе модернизации системы FAT32. После модификации файловой системы FAT32, были сняты такие ограничение, как объем файлов, объем разделов и количество файлов в одном разделе и папке.
Именно эта система чаще всего используется пользователями на съемных носителях. Но, несмотря на свое качество и скорость работы данная система имеет некоторые изъяны. Речь идет о невозможности некоторых операционок поддерживать систему exFAT. К примеру, Виндовс ХР по умолчанию не поддерживает данную операционную систему. Но, для тех, кто еще живет в прошлом веке и пользуется ХР операционкой, можно скачать с официального сайта обновления, которые позволят использовать систему exFAT.
Файловая система NTFS
И эту файловую систему подарила нам компания Microsoft. NTFS и по сей день используется как современный аналог системы FAT 32.
Если вы установите данную файловую систему на свой съемный носитель данных, то скорость передачи информации значительно снизиться. Все дело в том, что при копировании данных задействуется кэш. Копирование происходить сделующим образом:
Первым делом, копируемая информация сохраняется в кэше, а скорость при этом может быть порядка 100 мб в секунду. Но в виду того, что кэш на съемном носителе совсем маленький, то при его полном заполнении, скорость моментально падает.
Что касается компьютеров и ноутбуков, то такой процесс работам немного по-другому. Ведь объем кэша намного больше, а значит и передача будет происходить в разы быстрее. О том что такое кэш я рассказывал в этой .
Файловая система FAT32
Это была одна из первых очень удачных файловых систем, ей даже сейчас все еще пользуются. Но как вы уже узнали вы у нее было несколько неприятных ограничений: максимальный размер файла 4ГБ, логический диск может быть не больше 8ТБ, но различные программы да и сами Windows не могут создать том более 250ГБ, так же есть ограничения на количество файлов в разделе или одной папке.
Какая файловая система лучше exFAT, NTFS или FAT32?
Скажу сразу, что файловая система exFAT не имеет те улучшенные дополнения, которые присутствуют в NTFS. В NTFS отсутствует файловый поток передачи данных, благодаря которому увеличивается скорость обмена информацией. Но и у exFAT есть преимущества перед конкурентом. К ним относится использование меньшего объема служб памяти. Да и размерность хранения файлов больше - 4 Гб.
Что касается конкретного вопроса, какая из файловых систем лучше, то точного ответа нет, все зависит от таких факторов, как вид носителя, его объем и преимущества самого пользователя, конечно. Но, если вы хотите быть уверены, что файловая система не будет конфликтовать с вашей операционной системой, тогда рекомендуем использовать NTFS. В некоторых случаях например при создании загрузочных флешек оптимальнее будет выбрать систему FAT32 для большей совместимости с разными компьютерами, а также некоторые загрузчики. Подробнее о файловых системах можно узнать в википедии . Там например можно узнать о новой файловой системе WinFS которая уже разрабатывается и выйдет на замену NTFS. Всего хорошего и оставайтесь с нами!
Новая файловая система ReFS от Microsoft первоначально появилась на серверах под управлением Windows 2012. И только позже она была включена в Windows 10, где может быть использована только как часть функции Storage Spaces (технология виртуализации дискового пространства) пула дисков. В Windows Server 2016 Microsoft обещают значительно улучшить работу с файловой системой ReFS, к тому же, по попадающим слухам в печать, ReFS может прийти на замену устаревшей файловой системе NTFS в новой версии Windows 10, которая гордо носит название Windows 10 Pro (для продвинутых ПК).
Но что же на самом деле представляет собой ReFs, чем она отличается от ныне используемой файловой системы NTFS и какие плюсы она в себе несет
Что такое ReFS
Если коротко, то она разрабатывалась, как отказоустойчивая файловая система. ReFS – это новая файловая система, созданная с использованием кода и по сути является переработанной и улучшенной файловой системой NTFS. К ним относятся улучшенная надежность хранения информации, стабильная работа в стресс режимах, размеры файлов, томов, каталогов, количество файлов в томах и каталогах ограничена лишь величиной знаков 64-битного числа. Напомним, что максимально при такой величине максимальный размер файла будет равен 16 эксбибайт, а размер тома 1 йобибайт.
На текущий момент ReFS – не замена NTFS. Она имеет свои преимущества и недостатки. Но вы не сможете, скажем, отформатировать диск и установить на него свежую копию Windows так как бы вы сделали это на NTFS.
ReFS защищает ваши данные
ReFS использует контрольные суммы для метаданных, а также может использовать контрольные суммы для файлов данных. Каждый раз, когда вы читаете или записываете файлы, ReFS проверяет контрольную сумму, чтобы убедиться в ее правильности. Это означает, что сама файловая система имеет инструмент, способный обнаруживать искаженные данные на лету.
ReFS интегрирована с функцией Storage Spaces. Если вы настроили зеркалирование с поддержкой ReFS, Windows легко обнаружит повреждение файловой системы и автоматически устранит, скопировав отзеркалированные данные на поврежденный диск. Данная функция доступна как для Windows 10, так и для Windows 8.1.
В случае если ReFS обнаруживает поврежденные данные, а требуемой копии данных для восстановления нет, файловая система в состоянии сразу же удалить поврежденные данные с диска. Для этого не потребуется перезагрузки системы в отличие от NTFS.
ReFS не только проверяет целостность файлов во время записичтения. Она автоматически сканирует целостность данных, регулярно проверяя все файлы на диске, идентифицируя и исправляя поврежденные данные. В таком случае отпадает необходимость периодически запускать команду chkdsk для проверки диска.
Новая файловая систем также устойчива при повреждении данных иными способами. Например, вы обновляете метаданные файла (пускай имя файла). Файловая система NTFS напрямую изменить метаданные файла. Если в это время произойдет сбой системы (отключиться питания) большая вероятность, что файл будет поврежден. Когда вы изменяете метаданные, файловая система ReFS создает новую копию метаданных. Файловая система не перезаписывает старые метаданные, а записывает их в новый блок. При этом исключается возможность повреждения файла. Такая стратегия называется “copy-on-write” (копирование при записи, выделение при записи). Данная стратегия доступна в других современных файловых системах, таких как ZFS и BtrFS в Linux, а также в новой файловой системе Apple APFS.
Ограничения файловой системы NTFS
ReFS более современна, чем NTFS и поддерживает гораздо большие объемы данных и более длинные имена файлов. В долгосрочной перспективе это очень важно.
В файловой системе NTFS путь к файлу ограничен 255 символами. В ReFS максимальное количество символов составляет уже внушительные 32768 символов. В настоящее время в Windows 10 существует возможность отключить символьный элемент для NTFS. На дисковых томах ReFS такой лимит по умолчанию отключен.
ReFS не поддерживает имена файлов в формате DOS 8.3. На томах NTFS вам доступны папки “CProgram Files”, “CProgra`1”. Они нужны для совместимости со старым программным обеспечением. В ReFS вы не найдете привычных нам папок. Они удалены.
Теоретический максимальный объем данных, поддерживаемый NTFS – 16 эксабайт, ReFS поддерживает до 262144 эксабайт. Сейчас такая цифра кажется просто огромной.
Производительность ReFS
Разработчики не ставили цель создать более производительную файловую систему. Они сделали более оптимизированную систему.
Например, при использовании с массивом, ReFS поддерживает оптимизацию уровней в режиме реального времени. У вас собран пул из накопителей, состоящий из двух дисков. Первый диск подобран с расчетом на высокую скорость работы, быстрый доступ к данным. Второй диск подобран с критерием надежности, под долговременное хранение данных. В фоновом режиме ReFS автоматически переместит большие куски данных на более медленный диск, обеспечив тем самым надежность сохранения данных.
В Windows Server 2016 разработчики добавили инструмент, обеспечивающий повышение производительности с помощью определённых функций виртуальных машин. Например, ReFS поддерживает копирование блоков, что ускоряет процесс копирования виртуальных машин и операций слияния контрольных точек. Чтобы создать копию виртуальной машины, ReFS создает новую копию метаданных на диске и указывает ссылку на скопированные данные на диске. Это сделано для того, чтобы с помощью ReFS несколько файлов могли ссылаться на одни и те же базовые данные на диске. После того, как вы, поработав с виртуальной машиной, измените данные они записываются на диск в другое место, а исходные данные виртуальной машины остаются на диске. Это значительно ускоряет процесс создания копий и уменьшает нагрузку на диск.
ReFS поддерживает “Sparse VDL” (разряженные файлы). Разряженный файл – это файл, в котором последовательность нулевых байтов заменена информацией об этой последовательности (список дыр). Дыры – определенная последовательность нулевых байт внутри файла, не записанных на диск. Сама информация о дырах хранится в метаданных файловой системы.
Технология поддержки разряженных файлов позволяет быстро записывать нули в большой файл. Это значительно ускоряет процесс создания нового, пустого файла виртуального жесткого диска фиксированного размера (VHD). Создание такого файла в ReFS занимает несколько секунд, тогда как в NTFS подобная операция занимает до 10 минут.
И все же ReFS не в состоянии полностью заменить NTFS
Все, что мы описали выше звучит неплохо, но вы не сможете переключиться на ReFS из NTFS. Windows не может загрузиться из файловой системы ReFS, требуя при этом NTFS.
В ReFS отсутствуют многие технологии, доступные в NTFS. Например, сжатие и шифрование файловой системы, жесткие ссылки, расширенные атрибуты, дедупликацию данных и дисковые квоты. При этом в отличие от NTFS ReFS поддерживает технологию полного шифрования данных - BitLocker.
В Windows 10 вы не сможете отформатировать раздел диска с ReFS. Новая файловая система доступна только для систем хранения, где ее основная функция защитить данные от повреждения. В Windows Server 2016 вы сможете отформатировать раздел диска в ReFS. Вы сможете использовать его для запуска виртуальных машин. Но вы не сможете выбрать его в виде загрузочного диска. Windows загружается только с файловой системы NTFS.
Непонятно, какое будущее Microsoft уготовило новой файловой системе. Возможно, в один прекрасный момент она полностью заменит NTFS во всех версиях Windows. Но на данный момент ReFS можно использовать только для определенных задач.
Применение ReFS
Выше было много сказано в поддержку новой операционной системы. Описаны минусы и плюсы. Предлагаю остановиться и подвести итог. Для каких же целей можно, а может и нужно использовать ReFS.
В Windows 10 ReFS применим только в совокупности с компонентом Storage Spaces. Обязательно отформатируйте свой диск, выделенный под хранение данных в ReFS, а не NTFS. В таком случае вы сможете в полной мере оценить надежность хранения данных.
В Windows Server вы сможете отформатировать раздел под ReFS с помощью стандартного инструмента Windows в консоли управления дисками. Рекомендуется обязательно отформатировать под ReFS, если вы используете виртуальные сервера. Но помните, что загрузочный диск должен быть отформатирован под NTFS. Загрузка из-под файловой системы ReFS не поддерживается операционными системами Windows.
Новая файловая система ReFS и Windows 10 | 2017-06-28 06:34:15 | Super User | Системное ПО | https://сайт/media/system/images/new.png | Новая файловая система от Microsoft ReFS пришла на замену устаревшей NTFS.Какие плюсы ReFS несет в себе и чем она отличается от NTFS | refs, refs или ntfs, refs windows 10, refs файловая система, новые файловые системы, система ntfs, файловая система ntfs
Накопительное обновление Creators Update, привнёсшее в систему Windows 10 много новых возможностей, в их числе реализовало официальную поддержку современной файловой системы REFS - преемницы NTFS, ныне используемой в операционных системах от Microsoft. Особой шумихи этот факт не вызвал, поскольку REFS – далеко не новая наработка софтверного гиганта. Её и раньше можно было использовать в среде Windows 10, но только для создаваемых средствами системы дисковых пространств (программных RAID). Для обычных разделов диска эта возможность не предусматривалась, однако её и в Windows 10, и в Windows 8.1 (в 64-битных редакциях) можно было реализовать путём ручной правки системного реестра или внесения изменений с помощью REG-файлов, выложенных на форумах для компьютерных гиков.
Современная файловая система REFS: особенности и сюрпризы
Что это за файловая система, чем она отличается от NTFS, каковы её реальные выгоды для обычных пользователей, и к каким сюрпризам нужно быть готовым при работе с ней – обо всём этом ниже.
Особенности REFS
REFS – это аббревиатура от Resilient File System, что по-русски обозначает отказоустойчивая файловая система. Это, как упоминалось выше, преемница NTFS, но пока что в далёком, плохо обозримом будущем. Новая файловая система компанией Microsoft представлена миру ещё в 2012 году. Все эти годы она проходила «обкатку» на серверных редакциях Windows, начиная с версии Server 2012. 6 лет её тестирования привели лишь к скромной участи быть альтернативой для несистемных разделов диска в последней версии клиентской операционной системы. Впрочем, если взглянуть на историю внедрения NTFS, получается, что в случае с REFS всё идёт своим чередом. Ведь NTFS на клиентские Windows компания Microsoft внедряла долгих 7 лет.
Новая файловая система – не просто преемница NTFS, она базируется на последней, но устраняет её недостатки и открывает новые возможности. Ключевая особенность REFS – отказоустойчивость, защита от потери данных, что обеспечивается рядом механизмов поддержки их целостности. Microsoft настолько уверена в своей наработке, что для отформатированных в REFS разделов диска даже убрала из их свойств возможность запуска проверки на предмет наличия ошибок файловой системы.
От NTFS новая файловая система унаследовала:
- Списки контроля доступа ACL;
- Журнал USN;
- Символьные ссылки;
- Точки монтирования, соединения и повторной обработки;
- Технологию шифрования BitLocker.
В REFS упразднены невостребованные возможности NTFS:
- Шифрование на уровне файлов EFS;
- DOS-совместимые короткие имена файлов 8.3;
- Жёсткие ссылки;
- Дисковые квоты.
В числе возможностей REFS, отсутствующих у NTFS:
- Предотвращение потери данных – сведение к минимуму случаев возникновения ошибок файловой системы, изоляция повреждённых секторов, профилактические меры во избежание повреждения данных;
- Как заверяют разработчики, увеличенная производительность;
- Оперативное проведение проверки дисков на предмет наличия ошибок;
- Прочие возможности, приведённые ниже в таблице сравнения с NTFS.
Реальные выгоды для обычных пользователей
Что из описанных выше преимуществ есть хорошо для обычных пользователей? Которым и предельные возможности NTFS кажутся астрономическими за неимением возможности реализовать их.
Увы, в сухом остатке получим только возможность больше не томиться в ожидании, наблюдая на экране предзагрузки мельтешащие циферки прогресса проверки файловой системы на ошибки, если работа Windows завершится некорректно. Ну и ещё меньшую вероятность потери ценных данных. Меньшую, но не 100%-ную. Отказоустойчивая файловая система – это очень хорошо, но она, естественно, решает только свои проблемы. Какая-бы файловая система ни использовалась, пользовательским данным по-прежнему угрожает теоретическая вероятность выхода из строя жёсткого диска, упредить которую – задача самих пользователей. Конечно, REFS может решить эту задачу за пользователей, но только в рамках использования технологии дисковых пространств и создания пула носителей по типу зеркального RAID 1 (как минимум).
В этом случае связка «надёжная файловая система + надёжное хранилище», бесспорно, даст наибольшие гарантии. Вот только что такого ценного должно храниться на диске обывателя, чтобы он заморачивался и финансово вкладывался в RAID вне зависимости от технологии его реализации?
А что же с заявленным улучшением производительности REFS? Это в большей степени касается использования той самой технологии дисковых пространств. Новая файловая система изначально предусматривает запись данных на более быстрый жёсткий диск. А во время простоя компьютера большие файлы будут перемещаться на более медленный жёсткий диск.
На что могут рассчитывать обычные пользователи, на борту компьютера которых установлен единственный HDD? Увы, ни на что. В ходе тестирования REFS и её сравнения с NTFS на обычном разделе HDD улучшений в производительности отметить не удалось. В одинаковых условиях тестирования – с одним и тем же размером тестового файла, с одинаковым числом циклов чтения и записи, на одном и том же разделе диска - программа Crystal Disk Mark зафиксировала примерно одинаковые показатели. Значимые для быстродействия случайные чтение и запись мелких файлов у REFS на мизер превысили скорости NTFS.
А это значит, что новая файловая система никак не оптимизирована с целью уменьшения числа движений головок HDD. И, соответственно, никак не решит проблемы винчестеров, давно уже просящихся остаться в прошлом компьютерных технологий.
Выгоды для работающих с гипервизорами
Но по части производительности есть и хорошие новости, правда, не совсем для обычных пользователей, скорее для продвинутых, работающих с гипервизором от Microsoft Hyper-V. Если виртуальные машины расположить на разделе, отформатированном в REFS, процессы их клонирования и слияния с контрольными точками будут проходить в разы быстрее. Поскольку для новой файловой системы достаточно записать новые метаданные и сослаться на записанные на диске данные, но не проводить их физическое копирование.
Также REFS умеет быстро записывать в большой файл нули, а это значит, что при создании виртуальных дисков с фиксированным размером нужно будет подождать несколько секунд, а не минут, как это происходит в NTFS. И это весомый прорыв. NTFS не только долго создаёт фиксированные виртуальные диски, она ещё и нагружает HDD, не давая возможности параллельно работать с другими программами. При тестировании создания 60-гигабайтного VHD-файла фиксированного размера на разделе с REFS этот процесс занял 1 секунду. Тогда как на разделе с NTFS создание точно такого же VHD-файла длилось почти 7 минут с загрузкой диска на 99%.
Предполагается, что эти возможности будут реализованы и при работе с виртуальными машинами VMware и VirtualBox.
Недостатки REFS
С плюсами REFS разобрались, а что же с недостатками? Они есть, но если Microsoft примет решение по активному внедрению новой файловой системы, часть недостатков со временем устранится. Пока что же имеем то, что имеем - REFS:
- Можно использовать только для несистемных разделов диска, а для раздела с Windows – нельзя;
- Можно использовать только для внутренних носителей, а для внешних – нельзя;
- В неё нельзя преобразовать NTFS-раздел без потери данных, только форматировать, что обуславливает необходимость временного переноса данных куда-то;
- С ней работают не все сторонние программы, в частности, это касается реаниматоров удалённых данных.
Ну и главный сюрприз : друзья, узнаёте версию Windows?
Вот так и храни данные в новых файловых системах. Не то что Windows 7, даже Windows 8.1 не видит раздел с REFS. В случае с Windows 8.1 была совершена попытка дать шанс новой файловой системе быть распознанной, и в системный реестр внеслась правка, которая обеспечила поддержку REFS. Но реализовалась только возможность форматирования новых разделов в среде Windows 8.1.
Я уже анонсировал её когда-то в своём блоге, тогда о ней ещё толком ничего не было известно, и вот настало время для краткого, но более последовательного знакомства с новоиспеченной ReFS.
20 лет спустя
Однако у всего есть предел, и у возможностей файловых систем - тоже. Сегодня возможности NTFS подошли к своим границам: проверка ёмких носителей данных занимает слишком много времени, «Журнал» тормозит доступ, а максимальный размер файлов уже практически достигнут. Понимая это, Microsoft реализовала в Windows 8 новую файловую систему - ReFS (Resilient File System - отказоустойчивая файловая система). Считается, что ReFS обеспечивает лучшую защиту данных на ёмких и быстрых жестких дисках. Наверняка у нее есть и свои недостатки, но до начала по-настоящему массового использования в Windows 8 говорить о них трудно.
Так что пока попробуем разобраться во внутреннем устройстве и преимуществах ReFS.
Изначально ReFS была известна под кодовым названием «Protogon». Впервые о ней широкой публике примерно год назад рассказал Стивен Синофски - президент подразделения Windows в Microsoft, отвечающий за разработку и маркетинг Windows и Internet Explorer .
Рассказал такими словами:
«Сегодня система NTFS является наиболее широко используемой, передовой и функционально богатой файловой системой. Но переосмысливая Windows, а мы в данный момент разрабатываем Windows 8, - мы не останавливаемся на достигнутом. Поэтому вместе с Windows 8 мы также внедряем совершенно новую файловую систему. ReFS создана на основе NTFS, поэтому в ней сохранились важнейшие возможности совместимости, в то же время она разработана и спроектирована с учетом нужд нового поколения технологий и сценариев хранения данных.
В Windows 8, ReFS будет введена только как часть Windows Server 8, такой же подход мы использовали для внедрения всех предыдущих файловых систем. Конечно же, на прикладном уровне клиентам будет предоставляться доступ к данным ReFS такой же, как к данным NTFS. Нельзя забывать о том, что NTFS все еще является ведущей технологией в индустрии среди файловых систем для ПК».
Действительно, впервые ReFS мы увидели в серверной ОС Windows Server 8. Новая файловая система разработана все же не с нуля. Например для открытия, закрытия, чтения и записи файлов ReFS использует те же интерфейсы доступа API, что и NTFS. Также из NTFS перекочевали многие хорошо знакомые возможности - например, шифрование диска Bitlocker и символьные ссылки для библиотек. Зато исчезло, например, сжатие данных и ряд прочих функций.
Основные инновации ReFS сосредоточены в области создания структур файлов и папок, а также управления ими. Их задача - обеспечить автоматическое исправление ошибок, максимальное масштабирование и работу в режиме постоянной подключенности (Always Online).
Архитектура ReFS
Дисковая реализация структур ReFS кардинально отличается от других файловых систем Microsoft. Реализовать свои идеи разработчики Microsoft смогли, применив в ReFS концепцию B±деревьев, хорошо знакомую по базам данных. Папки в файловой системе структурированы в виде таблиц с файлами в качестве записей. Они, в свою очередь, получают определенные атрибуты, добавляемые в качестве подтаблиц, создавая иерархическую древовидную структуру. Даже свободное место на диске организовано в виде таблиц.
Наряду с реальной 64-битной нумерацией всех элементов системы это исключает появление «узких мест» при дальнейшем ее масштабировании
Как результат, ядром системы в ReFS стала таблица объектов - центральный каталог, в котором перечислены все таблицы в системе. Есть у такого подхода важное преимущество: ReFS отказалась от сложного управления журналом и фиксирует новую информацию о файле в свободном месте - это предотвращает ее перезаписывание.
«Листьями Каталога » являются типизированные записи. Для объекта-папки существуют три основных типа записей: описатель каталога, индексная запись и описатель вложенного объекта. Все такие записи упакованы в виде отдельного B±дерева, имеющего идентификатор папки; корень этого дерева является листом B±дерева «Каталога», что позволяет упаковать в папку практически любое количество записей. На нижнем уровне в листах B±дерева папки находится в первую очередь запись описателя каталога, содержащая основные данные о папке (имя, «стандартная информация», атрибут имени файла и т.д.).
Далее в каталоге помещены индексные записи : короткие структуры, содержащие данные об элементах, содержащихся в папке. Эти записи значительно короче, чем в NTFS, - это в меньшей степени перегружает том метаданными.
В конце помещены записи элементов каталога. Для папок эти элементы содержат имя паки, идентификатор папки в «Каталоге» и структуру «стандартной информации». Для файлов идентификатор отсутствует - вместо этого структура содержит все основные данные о файле, включая корень B±дерева фрагментов файла. Соответственно, файл может состоять практически из любого числа фрагментов.
Подобно NTFS, в ReFS принципиально различается информация о файле (метаданные) и содержимое файла (пользовательские данные). Однако защитные функции предоставляются и тем, и другим одинаково. Метаданные по умолчанию предохраняются с помощью контрольных сумм - такую же защиту (по желанию) можно дать и пользовательским данным. Эти контрольные суммы располагаются на диске на безопасном удалении друг от друга - так будет проще восстановить данные в случае возникновения ошибки.
Размер метаданных пустой файловой системы составляет порядка 0.1% от размера самой файловой системы (т.е. около 2 Гб на том 2 Тб). Некоторые основные метаданные дублируются для большей устойчивости от сбоев
Вариант ReFS, который мы увидели в Windows Server 8 Beta , имеет поддержку кластеров данных размером только 64 Кб и кластеров метаданных размером 16 Кб. Пока параметр «Размер кластера» при создании тома ReFS игнорируется и всегда принимается умалчиваемым. При форматировании файловой системы единственным доступным вариантом для выбора размера кластера также является 64 Кб.
Признаем: такого размера кластера более чем хватит для организации файловых систем любого размера. Побочным эффектом, правда, становится ощутимая избыточность при хранении данных (файл размером в 1 байт на диске займет полный блок 64 Кб).
Защищенность ReFS
С точки зрения архитектуры файловой системы ReFS имеет все требуемые инструменты для безопасного восстановления файлов даже после серьезного сбоя оборудования. Главный минус системы журналов в файловой системе NTFS и ей подобных - то, что обновление диска может повредить записанные ранее метаданные при сбое питания во время записи - этот эффект получил уже устойчивое название: т.н. «оборванная запись ».
Для предотвращения оборванных записей , разработчики из Microsoft избрали новый подход, при котором части структур метаданных содержат собственные идентификаторы, что позволяет проверить принадлежность структур; ссылки на метаданные содержат 64-бит контрольные суммы блоков, на которые производится ссылка.
Всякое изменение структуры метаданных происходит в два этапа. Сперва создается новая (измененная) копия метаданных в свободном дисковом пространстве, и только после этого, в случае успеха, атомарной операцией обновления ссылка переводится со старой (неизмененной) на новую (измененную) область метаданных. Здесь это позволяет обойтись без журналирования, автоматически сохраняя целостность данных.
Впрочем, описанная схема не применяется к пользовательским данным, так что любые изменения содержимого файла пишутся непосредственно в файл. Удаление файла производится перестроением структуры метаданных, что сохраняет предыдущую версию блока метаданных на диске. Такой подход позволяет восстанавливать удаленные файлы вплоть до их перезаписи новыми пользовательскими данными.
Отдельная тема - отказоустойчивость ReFS при повреждении диска. Система способна выявить все формы повреждений диска, включая потерянные или сохраненные не в том месте записи, а так же т. н. битовый распад (ухудшение состояния данных на носителе)
Когда включена опция «целостные потоки», ReFS проверяет по контрольным суммам также и содержимое файлов и всегда записывает изменения файлов в стороннем месте. Это дает уверенность в том, что существовавшие ранее данные не будут потеряны при перезаписи. Обновление контрольных сумм происходит автоматически при записи данных, так что если в ходе записи произойдет сбой, у пользователя останется доступная для проверки версия файла.
Еще одна интересная тема в вопросе безопасности ReFS - взаимодействие со Storage Spaces . ReFS и Storage Spaces разработаны так, чтобы взаимодополнять друг друга как два компонента единой системы хранения данных. Помимо улучшения производительности Storage Spaces защищают данные от частичных и полных сбоев диска за счет хранения копий на нескольких дисках. Во время сбоев при чтении Storage Spaces могут считывать копии, а при сбоях записи (даже при полной потере данных носителя при чтении/записи) возможно «прозрачно» перераспределять данные. Как показывает практика, чаще всего подобный сбой не имеет отношения к носителю - он происходит из-за повреждения данных, либо из-за потери данных или сохранения их не в том месте.
Как раз эти виды сбоев ReFS может обнаружить, используя контрольные суммы. Выявив сбой, ReFS связывается с Storage Spaces для того, чтобы считать все возможные копии данных, и выбирает нужную копию, основываясь на проверке контрольных сумм. После этого система дает Storage Spaces команду на восстановление поврежденных копий на основе верных копий. Все это происходит прозрачно с прикладной точки зрения.
Как указывается на сайте Microsoft, посвященном Windows Server 8 , контрольные суммы всегда включены для метаданных ReFS, и при условии, что том размещен на зеркальных Storage Spaces , включается также автоматическое исправление. Все целостные потоки защищены тем же способом. Это создает сквозное решение с высокой степенью целостности для пользователя, благодаря которому относительно ненадежное хранилище можно сделать весьма надежным.
Упомянутые целостные потоки защищают содержимое файла от всех видов повреждений данных. Впрочем, эта характеристика в некоторых случаях неприменима.
К примеру, для некоторых приложений предпочтительнее аккуратное управление хранением файлов с определенной сортировкой файлов на диске. Поскольку целостные потоки перераспределяют блоки каждый раз, когда содержимое файла изменяется, компоновка файлов для этих приложений слишком непредсказуема. Системы баз данных являются ярким тому примером. Как правило, такие приложения самостоятельно ведут учёт контрольных сумм содержимого файлов и имеют возможность проверять и исправлять данные путём прямого взаимодействия с интерфейсами API.
Как ReFS действует в случае повреждения диска или сбоя хранения, думаю, понятно. Сложнее бывает выявить и преодолеть потери данных, связанные с «битовым распадом », когда необнаруженные вовремя повреждения редко читаемых частей диска начинают интенсивно расти. К тому времени, как такие повреждения будут считаны и обнаружены, они могут уже затронуть копии, либо данные могут быть утрачены из-за прочих сбоев.
Чтобы преодолеть процесс битового распада , в Microsoft добавили фоновую системную задачу, которая периодически очищает метаданные и данные целостных потоков на томе ReFS, находящемся на зеркальном пространстве хранения. Очистка происходит посредством считывания всех лишних копий и проверки их на правильность с помощью контрольных сумм ReFS. Если контрольные суммы не сходятся, копии с ошибками исправляются с помощью годных копий.
Остается угроза, которую можно условно назвать «страшный сон сисадмина». Бывают случаи, хоть редкие, когда может быть поврежден даже том на зеркальном пространстве. Например, память неисправной системы может повредить данные, которые затем могут оказаться на диске и повредить избыточные копии. Кроме того, многие пользователи могут решить не применять зеркальные пространства хранения под ReFS.
Для таких случаев, когда том повреждается, ReFS выполняет «восстановление» - функцию, которая удаляет данные с пространства имен в рабочем томе. Ее задача - предотвратить неисправимые повреждения, которые могли бы оказать влияние на доступность верных данных. Например, если единственный файл в директории получил повреждение и не может быть автоматически восстановлен, ReFS удалит этот файл из пространства имен файловой системы, восстановив оставшуюся часть тома.
Мы привыкли к тому, что файловая система не может открыть или удалить поврежденный файл, и администратор не может ничего с этим поделать.
Но поскольку ReFS может восстанавливать поврежденные данные, администратор сможет восстановить этот файл из резервной копии, или при помощи приложения создать его заново, избежав необходимости выключить систему. Это означает, что пользователю или администратору больше не потребуется проводить процедуру проверки и исправления диска в автономном режиме. Для серверов это дает возможность развертывать обширные тома данных без риска долгих периодов автономной работы из-за повреждений.
ReFS на практике
Конечно, о практичности и удобстве (или обратных качествах) ReFS можно будет судить только после того, как компьютеры с Windows 8 получат широкое распространение и пройдет не менее полугода активной работы с ними. Пока же у потенциальных пользователей «восьмерки» больше вопросов, чем ответов на них.
Например, такой: можно ли будет в Windows 8 легко и просто конвертировать данные из системы NTFS в ReFS и наоборот? Представители Microsoft заявляют, что никакой встроенной функции для преобразования форматов не предполагается, но информацию все же можно будет копировать. Область применения ReFS очевидна: поначалу она может использоваться лишь как крупный диспетчер данных для сервера (собственно, уже используется). Внешних накопителей с ReFS пока не будет - только внутренние. Очевидно, со временем ReFS будет оснащена большим количеством функций и сможет заменить устаревшую систему.
В Microsoft говорят, что вероятнее всего, это произойдет уже с выходом первого пакета обновлений для Windows 8
Также в Microsoft утверждают, что протестировали ReFS:
«используя сложный обширный набор десятков тысяч тестов, которые создавались для NTFS в течение более чем двух десятилетий. Эти тесты воссоздают условия развертывания в усложненном виде, с которыми, как мы думаем, система может столкнуться, например, при сбое питания, при проблемах, часто связанных с масштабируемостью и производительностью. Следовательно, можно сказать, что система ReFS готова к тестовому развертыванию в управляемой среде».
При этом, правда, разработчики признают, что будучи первой версией крупной файловой системы, вероятно ReFS потребует осторожности в обращении:
«Мы не характеризуем ReFS для Windows 8 как бета-версию. Новая файловая система будет готова к выпуску, когда Windows 8 выйдет из стадии „бета“, потому что нет ничего важнее, чем надежность данных. Итак, в отличие от любого другого аспекта системы, здесь необходим консервативный подход к первоначальному использованию и тестированию».
Во многом именно по этой причине вводиться в обиход ReFS будет согласно поэтапному плану. Сперва - в качестве хранилищной системы для Windows Server, затем - как хранилище для пользователей, и уже в итоге - как загрузочный том. Впрочем, аналогичный «осторожный подход» при выпуске новых файловых систем использовался и раньше.
Windows 10 поддерживает несколько файловых систем из коробки. Некоторые из них являются наследием и существуют в основном для обратной совместимости, другие современные и имеют широкое применение. В этой статье описаны различные способы, которые вы можете использовать, чтобы посмотреть, с помощью какой файловой системы отформатированы ваши диски.
Файловая система - это особый способ хранения и организации вашей информации на разных носителях, включая жесткие диски, твердотельные диски, USB-накопители и другие устройства. Она позволяет хранить, изменять, читать файлы и папки для приложений и операционной системы, установленных на вашем компьютере.
При форматировании внутреннего диска или флеш-накопителя вы готовите его для использования в качестве носителя для хранения данных в вашей операционной системе. Во время этого процесса создается файловая система. Во время форматирования вся информация, хранящаяся на диске или разделе, будет удалена.
Windows 10 поддерживает файловые системы FAT, FAT32, exFAT, NTFS и ReFS без использования дополнительного программного обеспечения.
У них разные функции и свойства. Например, FAT и FAT32 являются устаревшими файловыми системами. FAT поддерживает максимальный объем 4 ГБ, FAT32 поддерживает 32 ГБ. Файловые системы FAT также имеют ограничения на максимальный размер файла. NTFS - единственная файловая система, которая поддерживает сжатие и шифрование файлов и имеет расширенные функции.
Существует несколько способов, которые вы можете применить для поиска файловой системы, используемой на ваших дисках.
Чтобы узнать файловую систему на дисках в Windows 10, выполните следующие действия.
- Откройте «Проводник» и перейдите в папку «Этот компьютер» .
- Кликните правой кнопкой мыши диск и выберите в контекстном меню «Свойства» .
- В окне «Свойства» на вкладке «Общие», вы увидите файловую систему вашего диска.
Этот способ, является самым простым и быстрым.
Кроме того, вы можете использовать инструмент Diskpart, Управление дисками или PowerShell.
Посмотреть файловую систему диска с помощью Diskpart
- Нажмите сочетание клавиш Win + R .
- В поле «Выполнить» введите «diskpart » и нажмите Enter .
- В Diskpart введите команду list volume .
После выполнения команды вы увидите файловую систему для каждого диска, подключенного к вашему компьютеру.
Показать файловую систему диска с помощью «Управление дисками».
- Нажмите Win + X или кликните правой кнопкой мыши на кнопку «Пуск» .
- В меню WinX выберите
- См. Значения в столбце Файловая система.
Наконец, существует еще один способ определения файловой системы для каждого диска, подключенного к вашему компьютеру, с использованием языка сценариев PowerShell.
- Откройте PowerShell от имени администратора.
- Введите: get-volume и нажмите клавишу Enter .
- На выходе см. Значения в столбце FileSystemType .
Теперь вы знаете, что, очень легко определить файловую систему для ваших дисков. Вы можете использовать любой способ, который вам нравится больше.