Знакомьтесь - новая файловая система ReFS (Resilient File System - отказоустойчивая файловая система).
В принципе не такая уж она и новая, Microsoft разрабатывала ReFS не с нуля, ранее известная под кодовым названием Protogon, которая разрабатывалась для Windows Server 8 теперь будет устанавливаться на клиентских машинах Windows 8.
Так, для открытия, закрытия, чтения и записи файлов система использует те же интерфейсы доступа API, что и NTFS.
Нетронутыми остались многие хорошо знакомые возможности - например, шифрование диска Bitlocker и символьные ссылки для библиотек.
Другие же функции, такие как сжатие данных, исчезли.
Прошлая файловая система NTFS (New Technology File System) в версии 1.2 была представлена в далёком 1993 году как часть Windows NT 3.1, а к появлению Windows XP в 2001 году NTFS доросла до версии 3.1, и только тогда её начали ставить на клиентские машины.
Постепенно возможности NTFS подошли к своим границам: проверка носителей данных большой емкости занимает слишком много времени.
Журнал (файл регистрации) тормозит доступ, а максимальный размер файлов уже практически достигнут.
Большинство нововведений ReFS лежит в области создания структур файлов и папок, а также управления ими.
Они рассчитаны на автоматическое исправление ошибок, максимальное масштабирование и работу в режиме постоянного подключения (Always Online).
Для этих целей Microsoft использует знакомую по базам данных концепцию B+-деревьев.
Это означает, что папки в файловой системе структурированы в виде таблиц с файлами в качестве записей.
Они, в свою очередь, могут обладать определенными атрибутами, добавляемыми в качестве подтаблиц, создавая иерархическую древовидную структуру.
Даже свободное место на диске организовано в таблицах.
Ядром системы ReFS является таблица объектов - центральный каталог, в котором перечислены все таблицы в системе.
ReFS избавилась от сложного управления журналом и теперь фиксирует новую информацию о файле в свободном месте, что предотвращает ее перезаписывание.
Но даже если такое вдруг произойдет, система заново пропишет ссылки на записи в структуре B+-дерева.
Как и NTFS, система ReFS принципиально различает информацию о файле (метаданные) и содержимое файла (пользовательские данные), однако щедро предоставляет и тем и другим одинаковые защитные функции.
Так, метаданные по умолчанию предохраняются с помощью контрольных сумм.
Такую же защиту по желанию можно предоставить и пользовательским данным.
Эти контрольные суммы располагаются на диске на безопасном удалении друг от друга, чтобы в случае возникновения ошибки данные можно было восстановить.
Передача данных из NTFS в ReFS
Можно ли будет в Windows 8 легко и просто конвертировать данные из системы NTFS в ReFS и наоборот?
В Microsoft говорят, 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.
Следовательно, пока еще нельзя запустить Windows 8 с диска под управлением новой файловой системы.
Внешних накопителей с ReFS пока не будет - только внутренние.
Очевидно, со временем ReFS будет оснащена большим количеством функций и сможет заменить устаревшую систему.
Возможно, это случится уже с выходом первого пакета обновлений для Windows 8.
Сравниваем файловые системы NTFS И ReFS.
Переименовать файл
NTFS
1. NTFS записывает в Журнал, что имя файла должно быть изменено.
Там же NTFS регистрирует все действия.
2. Только после этого она на месте меняет имя файла.
Таким образом, старое имя переписывается новым.
3. В заключение в Журнале (файле регистрации файловой системы) появляется отметка об успешном завершении заданной операции.
ReFS
1 - Новое название записывается в свободное место.
При этом очень важно, что прежнее имя поначалу не стирается.
2 - Как только новое название записано, ReFS изменяет ссылку на поле имени.
Теперь в файловой системе она ведет не на старое имя, а на новое.
Переименование файла при отказе питания
ReFS
1. NTFS, как обычно, записывает запрос на изменение в Журнал.
2. После этого из-за отказа питания процесс переименования прерывается, и не остается записи ни о прежнем, ни о новом именах.
3. Происходит перезагрузка Windows.
4. Вслед за этим запускается программа для исправления ошибок - Chkdisk.
5. Только теперь с помощью Журнала при применении отката восстанавливается изначальное имя файла.
NTFS
1. На первом этапе ReFS записывает новое имя в другом месте файловой системы, однако в этот момент электропитание прекращается.
2. Отказ приводит к автоматической перезагрузке Windows.
3. После нее стартует программа Chkdisk. Она анализирует файловую систему на наличие ошибок и при необходимости исправляет их.
Между тем набор данных ReFS находится в стабильном состоянии. Прежнее имя файла снова становится действующим сразу после отказа питания.
Ключевые цели ReFS:
Сохранить максимальную совместимость с набором широко используемых фич NTFS, и в то же время избавиться от ненужных, которые только усложняют систему;
. Верификация и автоисправление данных;
. Максимальная масштабируемость;
. Невозможность полного отключения файловой системы за счёт изоляции сбойных участков;
. Гибкая архитектура с использованием функции Storage Spaces, которая задумана и реализована специально для ReFS.
Ключевые функции ReFS (некоторые доступны только со Storage Spaces):
Целостность метаданных с контрольными суммами;
. Integrity streams: метод записи данных на диск для дополнительной защиты данных при повреждении части диска;
. Транзакционная модель «allocate on write» (copy on write);
. Большие лимиты на размер разделов, файлов и директорий.
Размер раздела ограничен 278 байт при размере кластера 16 КБ (2 64 ·16·2 10), стек Windows поддерживает 2 64 .
Максимальное количество файлов в директории: 2 64 .
Максимальное количество директорий в разделе: 2 64 ;
. Организация пулов и виртуализация для более простого создания разделов и управления файловой системой;
. Сегментация последовательных данных (data sriping) для повышения производительности, избыточная запись для отказоустойчивости;
. Поддержка техники чистки диска в фоновом режиме (disk scrubbing) для выявления скрытых ошибок;
. Спасение данных вокруг повреждённого участка на диске;
. Общие пулы хранения данных между машинами для дополнительной отказоустойчивости и балансировки нагрузки.
Труборез и трубогиб для самостоятельной сборки СЖО
Два инструмента компании EK Water Blocks адресованы тем, кто собирает СЖО самостоятельно: резак EK-Loop Soft Tube Cutter и приспособление для гибки труб EK-Loop Modulus Hard Tube Bending Tool.
Первый январский 2020 г. набор графических драйверов Radeon Software Adrenalin 2020 Edition 20.1.1 содержит оптимизации для игры Monster Hunter World: Iceborne и исправляет почти три десятка ошибок, выявленных в предшествующих релизах.
Google продолжит поддержку браузера Chrome для Windows 7
Многие пользователи, особенно корпоративные, не спешат отказываться от Windows 7, хотя расширенная поддержка Windows 7 для обычных пользователей завершается 14 января 2020 года.
Сначала в Windows Server, а теперь и в Windows 10 появилась современная файловая система REFS (Resilient File System), в которой вы можете отформатировать жесткие диски компьютера или созданные системными средствами дисковые пространства.
В этой статье - о том, что представляет собой файловая система REFS, о её отличиях от NTFS и возможных применениях для обычного домашнего пользователя.
Помимо функций, связанных с поддержкой целостности данных на дисках, REFS имеет следующие основные отличия от файловой системы NTFS:
- Обычно более высокая производительность, особенно в случае использования дисковых пространств.
- Теоретический размер тома 262144 экзабайта (против 16 у NTFS).
- Отсутствие ограничения пути к файлу в 255 символов (в REFS - 32768 символов).
- В REFS не поддерживаются имена файлов DOS (т.е. получить доступ к папке C:\Program Files\ по пути C:\progra~1\ в ней не получится). В NTFS эта возможность сохранялась в целях совместимости со старым ПО.
- В REFS не поддерживается сжатие, дополнительные атрибуты, шифрование средствами файловой системы (в NTFS такое есть, для REFS работает ).
В настоящий момент времени нельзя отформатировать системный диск в REFS, функция доступна только для не системных дисков (для съемных дисков не поддерживается), а также для дисковых пространств, и, пожалуй, только последний вариант может быть действительно полезным для обычного пользователя, которого беспокоит сохранность данных.
Обратите внимание, что после форматирования диска в файловой системе REFS, часть места на нем сразу будет занято контрольными данными: например, для пустого диска 10 Гб это около 700 Мб.
Возможно, в будущем REFS может стать основной файловой системой в Windows, однако на данный момент этого не произошло. Официальная информация по файловой системе на сайте Майкрософт:
Если вам уже довелось установить и поработать с новыми ОС от Microsoft: Windows Server 2012 и Windows 8, вы, вероятно уже заметили, что теперь новые тома можно форматировать в файловой системе ReFS. Что же такое файловая система ReFS ? Аббревиатура ReFS расшифровывается, как Resilient File System , т.е. по-русски «Отказоустойчивая файловая система».
Microsoft прочит файловую систему ReFS в качестве преемника самой популярной на данный момент файловой системы NTFS, технологические возможности которой уже подошли к своим границам. В частности при работе с носителями данных большого размера возникают сложности с их работой: это и слишком длительное время при выполнении операции проверки на наличие ошибок, и медленная работа журнала, и достижение ограничений на максимальный размер файлов на файловой системе NTFS.
Особенности файловой системы ReFS
Большинство новшеств ReFS лежит в области создания структур файлов и папок, и управления ими. Эти функции реализованы с целью автоматического исправления ошибок, обеспечения высокой масштабируемости и работы в режиме Always Online (постоянного подключения). Папки в файловой системе ReFS структурированы в виде таблиц с файлами в качестве записей, которые в свою очередь могут обладать собственными атрибутами, организованными в виде подтаблиц, реализую иерархическую древовидную структуру B+-деревьев, знакомую нам по базам данных. Свободное место на дисках также организовано в таблицах.
При разработке ReFS преследовались следующие цели:
- Обеспечение максимальной совместимости с существующими функциями NTFS, и избавление от ненужных, которые усложняют систему
- Верификация и автоматическое исправление данных.
- Масштабируемость.
- Гибкость архитектуры с использованием функции , которая собственно и была задумана для ReFS.
Основные возможности ReFS
- Увеличенные лимиты на размер разделов, директорий и файлов (таблица ниже)
- Целостность метаданных с контрольными суммами.
- Специальная методика записи на диск — Integrity streams, обеспечивающая дополнительную защиту данных при повреждении части диска.
- Новая модель транзакций «allocate on write» (copy on write)
- Disk scrubbing – технология чистки диска в фоновом режиме
- Возможность организации пулов хранения, которые могут применяться в виртуализации, в т.ч. для обеспечения отказоустойчивости виртуальных машин и балансировки нагрузки.
- Для повышения производительности используется сегментация последовательных данных (data sriping)
- Спасение данных вокруг повреждённого участка на диске.
Ограничения файловой системы ReFS
Поддерживаемые функции NTFS
ReFS унаследовала многие функции и семантики своей предшественницы NTFS, в том числе:
- Ширование BitLocker
- журнал USN
- списки контроля доступа (ACL)
- символьные ссылки для библиотек
- точки монтирования (mount points)
- точки соединения (junction points)
- точки повторной обработки (reparse points)
Все данные на файловой системе ReFS будут доступны через те же самые API, которые в настоящий момент используются для доступа к разделам NTFS.
В ReFS отказались от следующих функций NTFS:
- сжатие данных
- шифрование на уровне файлов EFS
- короткие имена файлов 8.3
- Жесткие ссылки (Hard links)
ReFS в Windows 8
Поддержка ReFS появилась в ОС Windows 8 и Windows Server 2012, причем только для томов с данными. То есть разделы с ReFS нельзя использовать для установки операционной системы и загрузки с него. Со временем ReFS будет оснащена большим количеством функций и сможет целиком заменить устаревшую систему NTFS. Вероятно, все новые функции появятся в первом Service Pack-е для Windows 8.
Кроме того ReFS пока нельзя применять для съемных и переносных устройств хранения (ReFS пока применяется только для внутренних носителей).
Неприятным моментом является тот факт, что существующие NTFS тома нельзя конвертировать в ReFS на лету. Данные придется переносить обычным копированием.
Том можно отформатировать в файловую систему ReFS через консоль Disk Management. Но дополнительные параметры, например, включение проверки целостности, можно включить только из командной строки.
Например, включить проверку целостности ReFS можно командой:
Format /fs:refs /q /i:enable
Отключить проверку целостности.
В 2012 году компания Microsoft решила усовершенствовать файловую систему NTFS и выпустила тестовую, более надёжную версию ReFS (Resilient File System).
Сегодня этот формат доступен для пользователей операционной системы Windows 8/8.1 и Windows 10. Система Windows 7 и более ранние версии не работают с устройствами данного формата. Как же изменить формат флешки на ReFS в Windows 8/8.1 и Windows 10?
Преимущества и недостатки формата ReFS
Такая файловая система имеет массу преимуществ. Однако они, так как и на начальном этапе становления NTFS, достаточно шаткие.
Среди преимуществ ReFS стоит выделить:
- Каталогизированное расположение файлов;
- Отказоустойчивость, которая реализована фоновыми процессами восстановления и журналирования. Однако, вместе с тем, это качество является и недостатком. По сути, если накопитель выйдет из строя, никаких инструментов для его восстановления вы не найдёте.
- Автоматическое исправление ошибок и повреждений файлов.
- Копирование, запись и перемещение файлов больших размеров.
- Поддержка символьных ссылок.
- Высокая скорость передачи данных.
Среди недостатков данной системы стоит выделить:
- Несовместимость с операционными системами Windows 7 и ниже;
- Отсутствие программ для конвертирования;
- Фиксированный размер кластера в 67 Кб;
- Нет квотирования;
- Отсутствие дедубликации (файлы будут копироваться по 2 и больше экземпляров).
И хотя преимущества значительные, однако файловая система NTFS ещё несколько лет будет занимать лидирующую позицию. Если же у вас установлена ОС Windows 8/8.1 или Windows 10, можно отформатировать один накопитель и протестировать ReFS.
Форматируем флешку в ReFS
Чтобы отформатировать накопитель в ReFS, необходимо внести изменения в редакторе реестра. Для этого жмём «Win+R» и вводим «regedit».
Откроется редактор реестра. Переходим по ветке «HKEY_LOCAL_MACHINE», «SYSTEM»,
Жмём на разделе правой кнопкой мыши и выбираем «Создать», «Параметр DWORD». Называем параметр «RefsDisableLastAccessUpdate» и задаём значение «1».
В разделе «Control» этой же ветки, стоит создать новый раздел. Называем его «MiniNT». В нём создаем параметр DWORD с названием «AllowRefsFormatOverNonmirrorVolume» и значением «1».
Перезагружаем ПК, чтобы изменения вступили в силу.
Также отформатировать накопитель можно с помощью консоли Disk Management. Для этого нужно ввести команду «format e:/fs:refs», а после нажать «Yes».
Почему система называется ReFS?
ReFS означает Resilient File System — «отказоустойчивая файловая система». Хотя работа по усовершенствованию ведется по многим направлениям, отказоустойчивость остается приоритетом.
Каковы предельные мощности системы ReFS?
Предельные мощности для дискового формата указаны в таблице ниже. Предельные показатели зависят от различных факторов, таких как конфигурация системы (например, объем памяти), пределы, задаваемые различными компонентами системы, а также время, требуемое для заполнения наборов данных, время создания резервных копий и т. д.
Атрибут | Предел применительно к дисковому формату |
Максимальный размер единого файла | 2^64-1 байт |
Максимальный размер единого тома | Формат поддерживает 2^78 байт с размером кластеров 16 КБ (2^64 * 16 * 2^10). Адресация стеков Windows позволяет 2^64 байт |
Максимальное число файлов в каталоге | 2^64 |
Максимальное число каталогов в томе | 2^64 |
Максимальная длина имени файла | 32 тысячи символов Юникод |
Максимальная длина пути | 32 тысячи |
Максимальный размер любого пула носителей | 4 ПБ |
Максимальное число пулов носителей в системе | Не ограничено |
Максимальное число пространств в пуле носителей | Не ограничено |
Можно ли конвертировать данные между NTFS и ReFS?
В Windows 8 нет возможности конвертировать данные на месте. Данные можно копировать. Это было преднамеренное решение в ходе проектирования, учитывая, какие сегодня размеры наборов данных и как неудобно было бы конвертировать на месте, а также учитывая вероятные изменения в архитектуре до и после конвертирования.
Можно ли выполнять загрузку с ReFS в Windows Server 8?
Можно ли использовать ReFS на съемных носителях или дисках?
Нет, такая возможность не реализована и не поддерживается.
Что из семантики или функций NTFS больше не поддерживается в ReFS?
Мы отказались от поддержки в ReFS следующих функций NTFS: именованные каналы, короткие имена, сжатие, шифрование на уровне файла (EFS), транзакции пользовательских данных, фрагментарное кэширование, жесткие связи, расширенные атрибуты и квоты.
Как насчет пространств на основе четности и ReFS?
Систему ReFS поддерживают функции отказоустойчивости, обеспечиваемые пространствами хранения. В Windows Server 8 автоматическое исправление данных выполняется только для зеркальных пространств.
Поддерживается ли кластеризация?
Поддерживается отказоустойчивая кластеризация, причем отдельные тома могут менять ресурсы при отка??е. Кроме того, поддерживается совместное использование пулов носителей в кластере.
Как насчет RAID? Как использовать возможности ReFS по распределению данных, зеркальному отображению и другим формам RAID? Обеспечивает ли ReFS ту скорость чтения данных, которая нужна, например, для видеофайлов?
Система ReFS применяет имеющиеся в пространствах хранения возможности избыточности данных, в том числе распределенные зеркала и четность. Ожидается, что скорость чтения в системе ReFS будет примерно на том же уровне, что и в системе NTFS, с которой у них много общего кода. Для потоковой передачи данных это будет замечательно.
Как получилось, что ReFS не обеспечивает дедупликацию, кэширование второго уровня между DRAM и хранилищем, а также запись снимков?
Сама система ReFS не обеспечивает дедупликацию. Одним из побочных эффектов этой знакомой, подключаемой архитектуры файловой системы является то, что другие продукты для дедупликации смогут подключаться к ReFS так же, как и к NTFS.
Кэширование второго уровня не реализовано явным образом в ReFS, но клиенты могут воспользоваться решениями сторонних разработчиков.
ReFS и VSS взаимодействуют для создания снимков по тому же принципу, что NTFS в средах Windows. На текущий момент они не поддерживают запись снимков или снимки свыше 64 ТБ.