Mitte kaua aega tagasi anti välja Microsoft Windows 8 Serveri avalik beetaversioon, mis toetab väljakuulutatud failisüsteemi ReFS (Resilient File System), mida varem tunti koodnime "Protogon" all. Seda failisüsteemi pakutakse alternatiivina NTFS-failisüsteemile, mis on end aastate jooksul tõestanud Microsofti toodetel põhinevate andmesalvestussüsteemide segmendis koos selle edasise migratsiooniga kliendisüsteemide valdkonda.

Käesoleva artikli eesmärgiks on pealiskaudne failisüsteemi ülesehituse, selle eeliste ja puuduste kirjeldus, samuti selle arhitektuuri analüüs andmete terviklikkuse säilitamise seisukohast ning andmete taastamise väljavaated kahju või kahju korral. kasutaja poolt kustutamine. Artiklis käsitletakse ka failisüsteemi arhitektuurilisi omadusi ja selle võimalikku jõudlust.

Windows Server 8 beetaversioon

Selles operatsioonisüsteemi versioonis saadaolev failisüsteemi valik toetab ainult 64KB andmeklastreid ja 16KB metaandmete klastreid. Pole veel selge, kas ReFS-failisüsteeme toetatakse ka teiste klastri suurustega: praegu ignoreeritakse ReFS-köite loomisel parameetrit Cluster Size ja see on alati vaikeväärtuseks. FS-i vormindamisel on klastri suuruse valimiseks ainus saadaolev valik 64 KB. Ta on ka ainuke, keda arendajate blogides mainitakse.

See klastri suurus on enam kui piisav mis tahes praktilise suurusega failisüsteemide korraldamiseks, kuid samal ajal põhjustab see andmete salvestamisel märkimisväärset koondamist.

Failisüsteemi arhitektuur

Vaatamata ReFS-i ja NTFS-i kõrgetasemeliste sarnasuste sagedasele mainimisele, räägime ainult mõne metaandmestruktuuri ühilduvusest, nagu "standardteave", "failinimi", mõne atribuudi lippude väärtuste ühilduvus, jne. ReFS-struktuuride kettarakendus erineb põhimõtteliselt teistest Microsofti failisüsteemidest.

Uue failisüsteemi peamised struktuurielemendid on B+ puud. Kõik failisüsteemi struktuuri elemendid on esindatud ühetasandiliste (loendite) või mitmetasandiliste B+ puudega, mis võimaldab teil oluliselt skaleerida peaaegu kõiki failisüsteemi elemente. Koos kõigi süsteemielementide tegeliku 64-bitise nummerdamisega välistab see kitsaskohtade ilmnemise edasisel skaleerimisel.

Peale B+ puu juurkirje on kõik muud kirjed terve metaandmete ploki suurused (antud juhul 16KB); vahe- (aadressi) sõlmedel on väike kogumaht (umbes 60 baiti). Seetõttu on isegi väga suurte struktuuride kirjeldamiseks tavaliselt vaja väikest arvu puutasemeid, millel on üsna soodne mõju süsteemi üldisele jõudlusele.

Failisüsteemi põhiliseks struktuurielemendiks on B+-puu kujul esitatav “kataloog”, mille võtmeks on kaustaobjekti number. Erinevalt teistest sarnastest failisüsteemidest ei ole ReFS-i fail eraldiseisev kataloogi põhielement, vaid eksisteerib ainult kirjena seda sisaldavas kaustas. Võib-olla selle arhitektuurilise funktsiooni tõttu ei toetata ReFS-i kõvalinke.

"Kataloogi lehed" on trükitud kirjed. Kaustaobjekti jaoks on kolm peamist tüüpi kirjeid: kataloogikäepide, indeksi kirje ja pesastatud objektide käepide. Kõik sellised kirjed on pakitud eraldi B+ puuna koos kausta ID-ga; selle puu juur on “Kataloogi” B+-puu leht, mis võimaldab kausta pakkida peaaegu suvalise arvu kirjeid. Kausta B+ puu lehtede alumisel tasemel on peamiselt kataloogi deskriptori kirje, mis sisaldab kausta põhiteavet (nt nimi, "standardteave", failinime atribuut jne). Andmestruktuuridel on palju ühist NTFS-i omadega, kuigi neil on mitmeid erinevusi, millest peamine on nimeliste atribuutide tüübiloendi puudumine.

Järgmisena on kataloogis nn indeksikirjed: lühikesed struktuurid, mis sisaldavad andmeid kaustas sisalduvate elementide kohta. Võrreldes NTFS-iga on need kirjed palju lühemad, mis vähendab mahu koormust metaandmetega. Viimased on kataloogiüksuste kirjed. Kaustade puhul sisaldavad need elemendid paketi nime, kausta identifikaatorit kataloogis ja standardteabe struktuuri. Failide puhul ei ole identifikaatorit, vaid struktuur sisaldab kõiki faili põhiandmeid, sealhulgas failifragmentide puu B+ juurt. Sellest lähtuvalt võib fail koosneda peaaegu igasugusest arvust fragmentidest.

Kettal asuvad failid 64KB plokkides, kuigi neid käsitletakse samamoodi nagu metaandmete plokkides (16KB klastrites). Failiandmete "elukoht" ReFS-is ei toetata, nii et 1-baidine fail kettal hõivab terve 64 KB ploki, mis põhjustab väikeste failide salvestusruumi märkimisväärset liiasust; teisest küljest lihtsustab see vaba ruumi haldamist ja uue faili jaoks vaba ruumi eraldamine on palju kiirem.

Tühja failisüsteemi metaandmete suurus on umbes 0,1% failisüsteemi enda suurusest (st umbes 2 GB 2TB mahul). Mõned põhilised metaandmed on parema veataluvuse tagamiseks dubleeritud.

Ebaõnnestumise tõend

Ei olnud eesmärki testida olemasoleva ReFS-i juurutuse stabiilsust. Failisüsteemi arhitektuuri seisukohalt on sellel kõik vajalikud tööriistad turvaliseks failide taastamiseks ka pärast tõsist riistvaratõrget. Metaandmete struktuuride osad sisaldavad oma identifikaatoreid, mis võimaldab kontrollida struktuuride omandiõigust; metaandmete lingid sisaldavad viidatud plokkide 64-bitiseid kontrollsummasid, mis võimaldab hinnata lingilt loetud ploki terviklikkust.

Tasub teada, et kasutajaandmete (faili sisu) kontrollsummasid ei arvutata. Ühelt poolt keelab see andmealal terviklikkuse kontrollimise mehhanismi, teisalt kiirendab süsteemi tööd, kuna metaandmete alal tehakse minimaalselt muudatusi.

Kõik metaandmete struktuuri muudatused viiakse läbi kahes etapis: esiteks luuakse vabasse kettaruumi metaandmetest uus (muudetud) koopia, seejärel viiakse selle õnnestumise korral aatomivärskendusoperatsioon lingi üle vanalt (muutmata) lingile. uus (muudetud) metaandmete ala. See strateegia (Copy-on-Write (CoW)) võimaldab teil teha ilma logimiseta, säilitades automaatselt andmete terviklikkuse.

Selliste muudatuste kinnitamine kettal ei pruugi võtta piisavalt kaua aega, võimaldades mitme failisüsteemi oleku muudatuse liitmist üheks.

See skeem ei kehti kasutajaandmetele, seega kõik faili sisu muudatused kirjutatakse otse faili. Faili kustutamine toimub metaandmete struktuuri ümberehitamise teel (kasutades CoW-d), mis säilitab kettale metaandmete ploki eelmise versiooni. See muudab kustutatud failide taastamise võimalikuks enne, kui need uued kasutajaandmed üle kirjutavad.

Andmete salvestamise liiasus

Sel juhul räägime andmesalvestusskeemi tõttu kettaruumi tarbimisest. Testimise eesmärgil kopeeriti installitud Windows Server 580 GB ReFS-i partitsiooni. Tühja failisüsteemi metaandmete maht oli umbes 0,73 GB.

Installitud Windows Serveri kopeerimisel ReFS-iga partitsioonile suurenes failiandmete salvestamise liiasus NTFS-i 0,1%-lt peaaegu 30%-ni ReFS-is. Samal ajal lisandus metaandmete tõttu ca 10% koondamisest. Selle tulemusel võtsid NTFS-is 11 GB suurused "kasutajaandmed" (üle 70 tuhande faili) metaandmeid arvesse võttes 11,3 GB, samas kui ReFS-is võtsid samad andmed 16,2 GB; see tähendab, et andmete salvestamise liiasus ReFS-is on seda tüüpi andmete puhul peaaegu 50%. Väikese arvu suurte failide puhul seda efekti loomulikult ei täheldata.

Töökiirus

Kuna me räägime beetaversioonist, siis FS-i jõudluse mõõtmisi ei tehtud. FS-i arhitektuuri seisukohalt võib teha mõningaid järeldusi. Rohkem kui 70 tuhande faili kopeerimisel ReFS-i lõi see kataloogi B+ puu, mille suurus oli 4 tasemel: "juur", keskmine tase 1, keskmine tase 2, "lehed".

Seega nõuab kaustaatribuutide otsimine (eeldusel, et puujuur on vahemällu salvestatud) 3 korda 16KB plokkide lugemist. Võrdluseks, NTFS-is võtab see toiming ühe lugemise suurusega 1–4 KB (eeldusel, et $MFT asukohakaart on vahemällu salvestatud).

Failiatribuutide leidmine kausta ja failinime järgi kaustas (väike mitme kirjega kaust) ReFS-is nõuab sama 3 lugemist. NTFS-is on vaja 2 lugemist, igaüks 1 KB, või 3–4 lugemist (kui failikirje on mitteresidendi atribuudis „indeks”). Suuremates pakkides kasvab NTFS-i lugemiste arv palju kiiremini kui ReFS-i nõutav lugemiste arv.

Täpselt sama on olukord failide sisuga: kui failifragmentide arvu suurenemine NTFS-is toob kaasa pikkade loendite loendamise, mis on hajutatud erinevate $MFT fragmentide vahel, siis ReFS-is tehakse see tõhusa otsinguga B+ kaudu. -puu.

järeldused

Lõplikke järeldusi on veel vara teha, kuid failisüsteemi praegusest teostusest võib näha kinnitust, et failisüsteem on algselt keskendunud serverisegmendile ja eelkõige virtualiseerimissüsteemidele, DBMS-ile ja arhiiviandmete salvestamise serveritele. , kus kiirus ja töökindlus on ülimalt olulised. Failisüsteemi peamine puudus, nagu andmete ebaefektiivne pakkimine kettale, on suurte failidega töötavates süsteemides olematuks.

SysDev Laboratories jälgib selle failisüsteemi arengut ja kavatseb lisada tuge andmete taastamiseks sellest failisüsteemist. Eksperimentaalne ReFS-i tugi Microsoft Windows 8 Serveri beetaversioonile on juba edukalt juurutatud UFS Exploreri toodetesse ja see on partnerite jaoks saadaval suletud beetatestimiseks. ReFS-ist kustutatud failide taastamiseks mõeldud tööriistade ametlik väljalaskmine, samuti andmete taastamine pärast riistvaratõrgete tagajärjel tekkinud failisüsteemi kahjustusi, on kavandatud veidi varem või samaaegselt ReFS-i toega Microsoft Windows 8 Serveri väljalaskmisega.

16.03.2012 versioon.
Põhineb SisDev Laboratories materjalidel

Kordustrükk või tsiteerimine on lubatud tingimusel, et säilib viide originaalile.

Mitte kaua aega tagasi ilmus Windowsi uus versioon, nimelt Windows 8. Nagu teate, sisaldab Windows 8 uus versioon tuge uuele failisüsteemile, nimelt ReFS-ile. Selles artiklis räägime sellest, millised eelised on sellel failisüsteemil sama NTFS-failisüsteemi ees. Noh, kas alustame?

Ausalt öeldes on NTFS-failisüsteem tehnilisest küljest oma aja juba ära elanud (see on peaaegu sama, mis FAT32 võrdlemine NTFS-iga 10 aastat tagasi). ReFS-failisüsteem suudab pakkuda parimat andmekaitset suurtel ja kiiretel kõvaketastel.

Natuke NTFS-failisüsteemist

NTFS (New Technology File System) failisüsteem ilmus täpselt siis, kui Microsoft esitles avalikkusele oma uut operatsioonisüsteemi - Windows 3.1. Tänaseni kasutame arvutis töötamiseks peamiselt ainult seda failisüsteemi. Aja jooksul on NTFS-failisüsteemi põhivõimalused saavutanud oma piirid: väga suure mahuga andmekandjate skannimine võtab piisavalt aega ning peaaegu on saavutatud ka maksimaalne failimaht.

NTFS-failisüsteemi järglane

Just NTFS-failisüsteemi puuduste kõrvaldamiseks tõi Microsoft Windows 8 operatsioonisüsteemi täiesti uue failisüsteemi ReFS (Resilient File System), mis on tõrketaluv failisüsteem. Ja see näitab oma töös väga suurt usaldusväärsust.

Esimest korda kasutati seda failisüsteemi serveri operatsioonisüsteemis Windows Server 8. Tahaksin märkida, et Microsoft ei arendanud ReFS-failisüsteemi nullist välja. Näiteks failide avamiseks, sulgemiseks ja lugemiseks kasutab ReFS-failisüsteem samu andmetele juurdepääsu API-sid, mis NTFS-failisüsteem. Failisüsteemi funktsioonid, mis jäid muutmata, olid Bitlockeri ketta krüpteerimine, samuti sümboolsed lingid teekide jaoks. Ja sellised funktsioonid nagu andmete tihendamine on täielikult kadunud.

Üsna suur hulk uuendusi ReFS-failisüsteemis peitub just kausta- ja failistruktuuride loomise ning mis kõige tähtsam - nende haldamise valdkonnas. Need muudatused on loodud automaatseks muutmiseks, vigade parandamiseks failisüsteemi objektides ja süsteemis endas, skaleerimise maksimeerimiseks ja mis kõige tähtsam, töötama režiimis Always Online.

Kõigi nende uuenduste jaoks kasutab Microsoft B+ puude kontseptsiooni, mis võib teile andmebaasikursusest tuttav olla. See põhimõte seisneb selles, et antud failisüsteemi kaustad on struktureeritud tavaliste tabelite kujul ja failid toimivad selles tabelis kirjetena. Isegi kõvaketta vaba ruum on selles failisüsteemis korraldatud tabelite kujul.

ReFS-failisüsteemi tuumaks on objektitabel, mida nimetatakse keskkataloogiks ja mis loetleb kõik süsteemis olevad tabelid.

NTFS ja ReFS failisüsteemide võrdlus
Sellest tabelist saate teha järeldusi konkreetse failisüsteemi eeliste või puuduste kohta.

Sisseehitatud kaitse ReFS-failisüsteemi tõrgete eest

ReFS-failisüsteem on vabanenud NTFS-failisüsteemis esinevast keerulisest ajakirjahaldusest ja suudab nüüd lisada vabasse ruumi uut failiteavet, mis juba takistab selle ülekirjutamist. Kui aga ootamatult toimub ülekirjutamine, mis põhimõtteliselt juhtuda ei saa, saab süsteem B+-puu struktuuris kirjete linke ümber registreerida.

Sarnaselt NTFS-failisüsteemiga eristab ReFS-süsteem oma põhimõtte järgi faili kohta käivat teavet (see on metaandmed) ja faili sisu (see on kasutajaandmed), kuid ReFS pakub mõlemale andmekaitset. Näiteks metaandmed kasutavad kontrollsumma kaitset. Seda kaitset saab pakkuda ka kasutajaandmetele. Need kaitstud andmed ehk kontrollsummad paigutatakse kõvakettale, mis on üksteisest turvaliselt ligipääsetavad, seda tehakse selleks, et vea ilmnemisel saaks andmed taastada.

Andmete ülekandmine NTFS-failisüsteemist ReFS-i

Kindlasti olete esitanud endale selle küsimuse: kas failisüsteemist, näiteks Windows XP-st, on võimalik ilma probleemideta andmeid üle kanda Windows 8 failisüsteemi (st NTFS-ist ReFS-i) ja vastupidi. Microsoft ise vastab sellele küsimusele järgmiselt: et vormingu teisendusfunktsiooni ei ole sisse ehitatud, kuid lihtne kopeerimine on võimalik.

Tänapäeval saab ReFS-failisüsteemi kasutada serveri suure andmehaldurina. Sellest lähtuvalt on Windows 8 käivitamine uue ReFS-failisüsteemiga kettalt praegu võimatu.

ReFS-failisüsteemiga väliseid draive pole veel oodata, seal on ainult sisemised kettad. Ja saame vaadata tulevikku, et aja jooksul täieneb ReFS-failisüsteem tohutu hulga erinevate funktsioonidega ja suudab vana failisüsteemi välja vahetada. Seda võidakse teha juba esimese suurema Windows 8 värskenduspaketi väljaandmisega.

NTFS- ja ReFS-failisüsteemide võrdlus failide ümbernimetamise näitel

Vaatame, kuidas see juhtub (failide ümbernimetamine operatsioonisüsteemis, millel on NTFS-failisüsteem).

Esimene punkt on see, et NTFS-failisüsteem kirjutab logisse, et fail tuleks ümber nimetada ja seal logib ka kõik muud toimingud.

Alles pärast seda, kui ta kirjutab päevikusse üles, mis vajab ümbernimetamist, nimetab ta selle ümber.

Toimingu lõpus ilmub logisse teade, mis näitab, et failide ümbernimetamine õnnestus või ebaõnnestus.

Nüüd vaatame, kuidas toimib failide ümbernimetamine ReFS-failisüsteemis.

Nagu näete, on siin tegevust palju vähem.

Esiteks kirjutatakse ReFS-failisüsteemis vabasse ruumi faili või kausta uus nimi ja mis kõige tähtsam, vana nime kohe ei kustutata (kustutata).

Niipea kui uus nimi on kirjutatud, loob ReFS-failisüsteem lingi uuele nimele ja sisestab täpselt uue nime.

Kuidas nimetatakse faili või kausta ümber NTFS- ja ReFS-failisüsteemides, kui süsteem ebaõnnestub?

NTFS-failisüsteemis

Siin kirjutab süsteem tavapäraselt esmalt oma muutmistaotluse logisse.

Pärast seda näiteks voolukatkestuse korral ümbernimetamise protsess peatub ja tuleb märkida, et uue ega vana nime kohta pole kirjet.

Seejärel süsteem taaskäivitub ja käivitatakse vigade parandamise ja otsimise programm - chkdisk.

Ja pärast seda taastatakse ajakirja enda abiga tagasipööramise rakendamisel ainult algne nimi.

Nüüd vaatame, kuidas see ReFS-failisüsteemis juhtub

ReFS-failisüsteemi esimesed arendused ilmusid 2012. aastal otse Windows Server 2012-s. Nüüd nähakse seda tehnoloogiat operatsioonisüsteemides Windows 8 ja 10 NTFS-i asendajana. Peate välja mõtlema, miks ReFS on teistest failisüsteemidest parem ja kas seda saab kasutada koduarvutites.

ReFS-i kontseptsioon

ReFS (vastupidavus failisüsteem)– on tõrkekindel tehnoloogia, mis asendas NTFS-i. Mõeldud eelkäija puuduste kõrvaldamiseks ja teabe hulga vähendamiseks, mis võib erinevate toimingute käigus kaduda. Toetab suurte failidega töötamist.

Seega on tehnoloogia üheks eeliseks andmete kõrge turvalisus hävimise eest. Meedium sisaldab kontrollsummasid ja metaandmeid, mis on loodud partitsioonide andmete terviklikkuse määramiseks. Skannimine toimub lugemis-/kirjutustoimingute ajal ja tuvastab kohe kahjustatud failid.

ReFS-i eelised

ReFS-failisüsteemil (FS) on järgmised funktsioonid:

1. Suur tootlikkus;
2. Meediumi vigade kontrollimise võime parandamine;
3. Madal andmete kadu, kui ilmnevad failisüsteemi vead ja halvad plokid;
4. EFS-krüptimise juurutamine;
5. Kettakvoodi funktsionaalsus;
6. Maksimaalne faililimiit on suurendatud 18,3 EB-ni;
7. Kaustas salvestatud failide arv on suurenenud 18 triljonini;
8. Maksimaalne kettamaht kuni 402 EB;
9. Tähemärkide arv failinimes on suurendatud 32767-ni.

Muidugi on palju võimalusi, kuid see pole veel kõik. Siiski tasub kaaluda ühte punkti: kui kasulikud on kõik need eelised tavakasutajale?

Kodus arvutiga töötavale kasutajale on kasulik ainult kiire partitsioonide vigade kontrollimise kiirus ja failide kadumise vähendamine nende vigade korral. Loomulikult teostatakse sel juhul turvalisust ainult failisüsteemi tasemel, see tähendab, et see lahendab ainult oma probleemid ja oluliste failide kaotamise probleem on endiselt pakiline probleem. Näiteks võib see juhtuda kõvaketta rikke tõttu. Tehnoloogial on suurim mõju.

RAID-i eeliseks on kõrge tõrketaluvus ja andmeturvalisus ning suur töökiirus, enimkasutatud RAID tasemed on 1 ja 2. Süsteemi miinusteks on seadmete ostmise kõrge hind, samuti kuluv aeg. rakendamine. Arvan, et tavakasutajale pole sellest kasu, kui ta just 24/7 töötavat koduserverit ei loo.

ReFS-il ja NTFS-il põhinevate testide tegemine

Tarkvaratööriistu kasutades oli võimalik välja selgitada, et ReFS-failisüsteemi kasutamine võrreldes NTFS-iga ei anna jõudluse märgatavat kasvu. Testid, mis põhinesid sarnastel lugemis- ja kirjutamistsüklitel, mis toimusid samadel kettal ja failisuurustel, näitas Crystal Disk Marki utiliit identseid tulemusi. Väikeste failide kopeerimisel oli ReFS-il väike eelis.

Testid tehti suurte failidega ja katsejänesena kasutati aeglast kõvaketta partitsiooni. Tulemused valmistasid pettumuse, kuna ReFS näitas NTFS-iga võrreldes madalamat jõudlust.

Tehnoloogia on kahtlemata toores, indikaatorid viidi läbi 2017. aasta lõpus, kuid Windows 10-s saab tehnoloogiat laialdaselt kasutada. Parim variant FS-i kasutamiseks põhineks SSD-l – pooljuhtdraivid. Need draivid on peaaegu igas mõttes paremad kui kõvakettad.

ReFS-i eelised teistele kasutajatele

Süsteemil on selline funktsioon nagu hüperviisor - Hyper-V. See tehnoloogia on virtuaalne masin. ReFS-is vormindatud partitsiooni kasutamisel oli eelis töökiiruses. Kuna failisüsteem kasutab kontrollsummasid ja metaandmeid, peab ta failide kopeerimisel neile vaid viidata, vaste olemasolul ei pea ta andmeid füüsiliselt kopeerima.

Virtuaalsete ketaste loomine ReFS-is võtab sekundeid. NTFS-is võtab see protsess minuteid. Fikseeritud virtuaalsed kettad NTFS-is tekivad viivituste tõttu ja koormavad kõvaketast tugevalt; SSD-de puhul on see veelgi suurem probleem, kuna suur hulk ümberkirjutamistsükleid on meediale "surmav". Seetõttu on teiste rakendustega taustal töötamine problemaatiline.

Samuti on plaanis, et ReFS ühildub suurel määral virtuaalmasinatega nagu VMware.

ReFS-failisüsteemi puudused

Eespool vaatlesime ReFS-tehnoloogia eeliseid ja puudutasime veidi puudusi. Räägime puudustest üksikasjalikumalt. Peame mõistma, et kuni Microsoft ei rakenda seda tehnoloogiat Windowsis, ei toimu arengut. Nüüd on meil järgmised funktsioonid:

1. Olemasolevad Windowsi partitsioonid ei ole ReFS-i kasutamiseks sobivad, st kasutada tuleb ainult neid partitsioone, mida süsteemis ei kasutata, näiteks neid, mis on mõeldud failide salvestamiseks.
2. Väliseid draive ei toetata.
3. NTFS-ketast ei ole võimalik teisendada ReFS-kettaks ilma andmete kadumiseta, vaid ainult oluliste failide vormindamine ja varundamine.
4. Mitte kõik tarkvarad ei suuda seda failisüsteemi ära tunda.

See on kõik. Nüüd vaadake allolevat pilti. Seda Windows 7 ja siin FS-i ei tuvastata ning partitsiooni avamisel ilmub tõrge.

Windows 8 puhul tuleb partitsioon vormindada, kuna ka FS-i ei tuvastata. Enne uue failisüsteemi kasutamist koduarvutis on parem mõelda mitu korda tagajärgedele. Windows 8.1-s lahendatakse probleem FS-i aktiveerimisega registriredaktori abil, kuid see ei tööta alati, eriti kuna ReFS-i kasutamine eeldab ketta vormindamist ja andmete hävitamist.

Mõned probleemid tekivad Windows 10-s. Kui uus ReFS-iga partitsioon töötab stabiilselt, siis olemasolevat, mis sinna vormistati, Windows ei tuvasta.

Ketta või partitsiooni vormindamine ReFS-is

Oletame, et kasutaja ei hooli uue toote puudustest ja puudustest. Jumal õnnistagu teid, sõbrad, hakkame analüüsima ReFS-is partitsiooni vormindamise juhiseid. Ma ütlen teile ühte asja: kui midagi äkki juhtub ja partitsioon ebaõnnestub, saate selle taastamiseks kasutada R-Studio tööriista.

See on huvitav:

Vormindamiseks järgige lihtsalt järgmist protseduuri:

1. Avage "See arvuti" ja paremklõpsake soovitud jaotist;
2. Klõpsake kontekstimenüüs üksusel "Formaat";
3. Avanevas aknas leiame väljal "Failisüsteem". REFS;
4. vajuta nuppu "Alusta" ja oota.

Sama saab teha käsurealt, kuhu tuleb ükshaaval sisestada järgmised käsud:

1. kettaosa- utiliit ketastega töötamiseks;
2. lis vol- kuvada kõik arvuti partitsioonid;
3. sel vol 3– kus 3 on nõutava mahu number;
4. vorming fs=refs– vormindamine soovitud failisüsteemi.

Kuidas lubada ReFS-i registri abil

Kui teil pole midagi, mis viitaks FS-ile, tuleb see võib-olla lubada. Selleks vajame registriredaktorit. Protseduur töötab korralikult opsüsteemides Windows 8.1 ja 10:

1. Käivitage registriredaktor (Win + R ja sisestage regedit);
2. Läheme selle lõime juurde - HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem;
3. Looge akna paremas servas nimega 32-bitine DWORD-parameeter RefsDisableLastAccessUpdate;
4. Sisestage väärtuseks number 1.
5. Filiaali leidmine HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control;
6. Looge jaotis nimega MiniNT

   Nagu näete, on ReFS-i kasutamise võimalus olemas, kuid seda pole veel soovitatav kasutada, eriti kuna see pole koduarvuti jaoks mõttekas. Kaotatud failide taastamine on problemaatiline ja mitte kõik programmid ei mõista FS-i.

   Tõenäoliselt areneb tehnoloogia kõige rohkem serverites, kuid seda ei juhtu niipea. Kui mäletame NTFS-i tulekut, siis selle täielik rakendamine võttis aega umbes seitse aastat. Lisateavet leiate Microsofti ametlikult veebisaidilt https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/storage/refs/refs-overview. Seni saate meie veebisaidil uusi IT-tehnoloogiaid jälgida, ärge unustage tellida.

,

NTFS Ja FAT32 pole ainsad failisüsteemid, mida Windows 10 saab näha ja lugeda. See toetab ka tööd pärandvaraga RASV, laiendatud exFAT, uus ReFS, virtuaalne CDFS, ja osaliselt ka nendega, mida kasutatakse aastal Linux EXT2 Ja EXT3. Ketastega, sealhulgas eemaldatavate ketastega töötades peate võib-olla määrama meediumi või loogilise partitsiooni praeguse failisüsteemi. Windows 10-s saate seda teha erineval viisil.

Lihtsaim- see on selleks, et avada ketta omadused ja vaadata, mis parameetris on määratud.

Kuid see meetod sobib ainult neile draividele, millel on täht ja selgesõnaliselt "emakeel" failisüsteemi, kui meedium või partitsioon on vormindatud EXT3 või rikke tõttu määratakse see kui TOOR, pole see Exploreris saadaval. Sel juhul peaksite failisüsteemi määramiseks kasutama lisandmoodulit või konsooliutiliiti.

Vajutage Win + X, et avada nuppu Start menüü, käivitada lisandmoodul ja vaadata veeru sisu.

Lisandmoodul kuvab isegi need kettad ja partitsioonid, millel pole tähte. Teine võimalus vaadata FS vedaja on utiliiti kasutada. Avage käsurida ja käivitage need kaks käsku:

loendi maht

Esimene käsk käivitab utiliidi, teine ​​kuvab kõigi loogiliste partitsioonide loendi. Veerust leiate vajaliku teabe FS. Alternatiivne - konsool. Kõigi ketaste failisüsteemi tüübi väljaselgitamiseks käivitage see administraatorina ja käivitage käsk saada-maht. Otsitud väärtused kuvatakse veerus Failisüsteemi tüüp.

Kahjuks on kõigil ülalkirjeldatud meetoditel ühine puudus, nimelt Linuxi failisüsteemide vale tuvastamine CDFS Ja EXT2/3/4 .

Niisiis, meie näites kindlaks määratud CDFS Kuidas Tundmatu ja tuvastatud kettahalduse lisandmoodul CDFSõige, aga ära tunda ei saanud EXT3, määratledes selle kui TOOR, st nagu failisüsteemi puudumine. Standardtööriistad hakkasid õigeid tulemusi näitama alles pärast installimist - utiliidid ja draiverid, mis võimaldavad juurdepääsu meediumile EXT2/3/4 Windowsi alt.

Ja kuna me räägime EXT2/3/4, samas tasub mainida ka failisüsteeme HFS või HFS+, kasutatakse moonides. Kui ühendate Windowsi arvutiga, siis neid ka ei tuvastata ja nendega töötamiseks peate installima draiveri Paragon HFS+ või MacDrive.

Teatasin sellest juba korra oma blogis, siis ei teatud sellest õieti midagi ning nüüd on käes aeg põgusaks, kuid järjekindlamaks tutvumiseks vastvalminud ReFS-iga.

20 aastat hiljem

Igal asjal on aga piir ja ka failisüsteemide võimalustel. Tänaseks on NTFS-i võimalused saavutanud oma piirid: suurte andmekandjate skannimine võtab liiga palju aega, “Journal” aeglustab juurdepääsu ja maksimaalne failimaht on peaaegu saavutatud. Seda mõistes rakendas Microsoft Windows 8-s uue failisüsteemi – ReFS (Resilient File System – veakindel failisüsteem). Väidetavalt pakub ReFS suurematel ja kiiretel kõvaketastel paremat andmekaitset. Kindlasti on sellel omad puudused, kuid nendest on raske rääkida enne, kui Windows 8-s päris laialdane kasutamine algab.

Nii et proovime praegu mõista ReFS-i sisemist struktuuri ja eeliseid.

ReFS oli algselt tuntud koodnime "Protogon" all. Esimest korda rääkisin sellest laiemale avalikkusele umbes aasta tagasi Stephen Sinofsky- Microsofti Windowsi osakonna president, vastutab Windowsi arendamise ja turustamise eest ning Internet Explorer.

Ta ütles seda järgmiste sõnadega:

"NTFS on tänapäeval kõige laialdasemalt kasutatav, täiustatud ja funktsioonirikas failisüsteem. Kuid Windowsi ümberkujundamisel – ja praegu töötame välja Windows 8 – ei peatu me sellega. Seetõttu tutvustame Windows 8-ga ka täiesti uut failisüsteemi. ReFS on üles ehitatud NTFS-ile, nii et see säilitab kriitilised ühilduvusfunktsioonid, olles samal ajal kavandatud ja konstrueeritud nii, et see vastaks järgmise põlvkonna salvestustehnoloogiate ja -stsenaariumide vajadustele.

Operatsioonisüsteemis Windows 8 võetakse ReFS kasutusele ainult Windows Server 8 osana, sama lähenemisviisi kasutasime kõigi varasemate failisüsteemide tutvustamisel. Loomulikult antakse rakenduste tasemel klientidele juurdepääs ReFS-i andmetele samamoodi nagu NTFS-i andmetele. "Me ei tohi unustada, et NTFS on endiselt tööstusharu juhtiv arvutite failisüsteemi tehnoloogia."

Tõepoolest, esimest korda nägime ReFS-i serveri operatsioonisüsteemis Windows Server 8. Uut failisüsteemi ei arendatud nullist. Näiteks ReFS kasutab failide avamiseks, sulgemiseks, lugemiseks ja kirjutamiseks samu API juurdepääsuliideseid nagu NTFS. Samuti on NTFS-ist migreerunud paljud tuntud funktsioonid – näiteks ketta krüpteerimine Bitlocker Ja sümboolsed lingid raamatukogude jaoks. Kuid see kadus näiteks andmete tihendamine ja mitmeid muid funktsioone.

ReFS-i peamised uuendused keskenduvad faili- ja kaustastruktuuride loomisele ja haldamisele. Nende ülesanne on tagada automaatne veaparandus, maksimaalne skaleerimine ja töötamine Always Online režiimis.

ReFS arhitektuur

ReFS-struktuuride kettarakendus erineb põhimõtteliselt teistest Microsofti failisüsteemidest. Microsofti arendajad said oma ideid ellu viia, kasutades andmebaasidest hästi tuntud ReFS-i B±-puude kontseptsiooni. Failisüsteemis olevad kaustad on üles ehitatud tabelitena ja failid kirjetena. Need omakorda saavad spetsiifilisi atribuute, mis lisatakse alamtabelitena, luues hierarhilise puustruktuuri. Isegi vaba kettaruum on organiseeritud tabelite kujul.

Koos kõigi süsteemielementide reaalse 64-bitise nummerdamisega välistab see kitsaskohtade ilmnemise edasisel skaleerimisel

Selle tulemusena sai ReFS-i süsteemi tuumaks objektitabel – keskne kataloog, mis loetleb kõik süsteemis olevad tabelid. Sellel lähenemisel on oluline eelis: ReFS on loobunud keerulisest logihaldusest ja salvestab faili kohta uut teavet vabasse ruumi – see hoiab ära selle ülekirjutamise.

« Kataloogi lehed" on trükitud kirjed. Kaustaobjekti jaoks on kolm peamist tüüpi kirjeid: kataloogikäepide, indeksi kirje ja pesastatud objektide käepide. Kõik sellised kirjed on pakendatud eraldi B±puu kujul, millel on kausta identifikaator; selle puu juur on kataloogi B±puu leht, mis võimaldab kausta pakkida peaaegu suvalise arvu kirjeid. Kausta B±puu lehtede alumisel tasemel on esiteks kataloogi deskriptori kirje, mis sisaldab kausta põhiandmeid (nimi, “standardteave”, failinime atribuut jne).

Kataloogis on veelgi paigutatud indeksi kirjed: lühikesed struktuurid, mis sisaldavad andmeid kaustas sisalduvate üksuste kohta. Need kirjed on palju lühemad kui NTFS-is, mis tähendab, et neil on väiksem tõenäosus metaandmetega mahu üle koormata.

Lõpus on kataloogikirjed. Kaustade puhul sisaldavad need elemendid paketi nime, kausta identifikaatorit kataloogis ja standardteabe struktuuri. Failidel ei ole identifikaatorit – selle asemel sisaldab struktuur kõiki faili põhiandmeid, sealhulgas failifragmentide B±puu juurt. Sellest lähtuvalt võib fail koosneda peaaegu igasugusest arvust fragmentidest.

Sarnaselt NTFS-iga teeb ReFS põhimõttelise erinevuse failiteabe (metaandmete) ja faili sisu (kasutajaandmete) vahel. Kaitsefunktsioonid on aga mõlemale võrdselt ette nähtud. Metaandmed on vaikimisi kaitstud kontrollsummade abil – sama kaitse (valikuline) saab anda ka kasutajaandmetele. Need kontrollsummad asuvad kettal üksteisest ohutus kauguses – nii on tõrke korral andmete taastamine lihtsam.

Tühja failisüsteemi metaandmete suurus on umbes 0,1% failisüsteemi enda suurusest (st umbes 2 GB 2 TB mahul). Mõned põhilised metaandmed dubleeritakse suurema vastupidavuse tagamiseks tõrgete vastu

ReFS-i valik, milles nägime Windows Server 8 beetaversioon, toetab ainult 64 KB andmeklastreid ja 16 KB metaandmeklastreid. Praegu ignoreeritakse ReFS-köite loomisel parameetrit "Cluster Size" ja see on alati vaikeväärtuseks. Failisüsteemi vormindamisel on klastri suuruse ainsaks valikuks samuti 64 KB.

Olgem ausad: see klastri suurus on enam kui piisav mis tahes suurusega failisüsteemide korraldamiseks. Kõrvalmõju on aga märgatav andmesalvestuse liiasus (kettal olev 1-baidine fail võtab enda alla terve 64 KB ploki).

ReFS turvalisus

Failisüsteemi arhitektuuri vaatenurgast on ReFS-il kõik tööriistad, mida vajate failide ohutuks taastamiseks isegi pärast suurt riistvaratõrget. NTFS-failisüsteemi ja sarnaste ajakirjade süsteemi peamine puudus on see, et ketta värskendamine võib kahjustada varem salvestatud metaandmeid, kui salvestamise ajal tekib voolukatkestus - see efekt on juba saanud stabiilse nime: nn. " purustatud rekord».

Ennetama purustatud rekordid, on Microsofti arendajad valinud uue lähenemisviisi, kus metaandmestruktuuride osad sisaldavad oma identifikaatoreid, mis võimaldab kontrollida struktuuride omandiõigust; metaandmete lingid sisaldavad viidatud plokkide 64-bitiseid kontrollsummasid.

Mis tahes muudatus metaandmete struktuuris toimub kahes etapis. Esmalt luuakse metaandmetest uus (muudetud) koopia vabasse kettaruumi ja alles pärast seda, kui see õnnestub, viib atomic update operatsioon lingi vanast (muutmata) uude (muudetud) metaandmete alasse. Siin võimaldab see teha ilma logimiseta, säilitades automaatselt andmete terviklikkuse.

Kirjeldatud skeem ei kehti aga kasutajaandmetele, seega kõik faili sisu muudatused kirjutatakse otse faili. Faili kustutamine toimub metaandmete struktuuri ümberehitamise teel, mis säilitab kettale metaandmete ploki eelmise versiooni. See lähenemisviis võimaldab teil kustutatud faile taastada kuni uute kasutajaandmetega üle kirjutamiseni.

Eraldi teema on ReFS-i veataluvus kettakahjustuste korral. Süsteem suudab tuvastada kõikvõimalikke kettakahjustusi, sh kadunud või valesse kohta salvestatud kirjeid, samuti nn. natuke lagunemine(meedia andmete halvenemine)

Kui suvand "Täisarvu vood" on lubatud, kontrollib ReFS ka failide sisu ja kirjutab failimuudatused alati kolmanda osapoole asukohta. See tagab, et ülekirjutamisel ei lähe kaotsi juba olemasolevad andmed. Kontrollsummasid uuendatakse andmete kirjutamisel automaatselt, nii et kui kirjutamise ajal tekib tõrge, jääb kasutajale siiski faili kontrollitav versioon.

Veel üks huvitav teema ReFS-i turvalisuse kohta on suhtlemine Säilitusruumid. ReFS ja Säilitusruumid loodud täiendama üksteist ühe andmesalvestussüsteemi kahe komponendina. Lisaks jõudluse parandamisele Säilitusruumid kaitsta andmeid osaliste ja täielike kettatõrgete eest, salvestades koopiad mitmele kettale. Lugemistõrgete ajal Säilitusruumid oskab lugeda koopiaid ning kirjutamistõrgete korral (isegi kui meediumiandmed lugemise/kirjutamise käigus täielikult kaotsi lähevad) on võimalik andmeid “läbipaistvalt” ümber jagada. Nagu praktika näitab, pole sellisel rikkel enamasti meediaga mingit pistmist - see ilmneb andmete riknemise või andmete kadumise või valesse kohta salvestamise tõttu.

ReFS suudab kontrollsummade abil tuvastada just selliseid tõrkeid. Pärast rikke tuvastamist võtab ReFS ühendust Säilitusruumid andmete kõigi võimalike koopiate lugemiseks ning valib kontrollsummade kontrollimise põhjal soovitud koopia. Pärast seda süsteem annab Säilitusruumid käsk kahjustatud koopiate taastamiseks õigete koopiate põhjal. Kõik see toimub rakenduse seisukohast läbipaistvalt.

Nagu on märgitud Microsofti veebisaidil, mis on pühendatud Windows Server 8, on kontrollsummad ReFS-i metaandmete jaoks alati lubatud ja eeldusel, et köide on peegelpildis Säilitusruumid, on lubatud ka automaatne korrigeerimine. Kõik terved ojad on kaitstud ühtemoodi. See loob kasutaja jaoks tervikliku ja tervikliku lahenduse, mille abil saab suhteliselt ebausaldusväärse salvestusruumi muuta väga usaldusväärseks.

Nimetatud terviklikkuse vood kaitsevad faili sisu igat tüüpi andmete kahjustamise eest. Kuid see omadus ei ole mõnel juhul rakendatav.

Näiteks eelistavad mõned rakendused failide salvestusruumi hoolikat haldamist, kasutades kindlat sortimist kettal. Kuna integraalsed lõimed jaotavad plokid ümber iga kord, kui faili sisu muutub, on failipaigutus nende rakenduste jaoks liiga ettearvamatu. Andmebaasisüsteemid on selle suurepärane näide. Reeglina jälgivad sellised rakendused iseseisvalt faili sisu kontrollsummasid ning neil on võimalus andmeid kontrollida ja parandada, suheldes vahetult API liidestega.

Arvan, et on selge, kuidas ReFS kettakahjustuse või salvestusrikke korral toimib. Sellega seotud andmekadude tuvastamine ja ületamine võib olla keerulisem natuke lagunemine"Kui ketta harva loetavate osade avastamata kahjustused hakkavad kiiresti kasvama. Sellise riknemise lugemise ja tuvastamise ajaks võib see olla juba koopiaid mõjutanud või andmed muude tõrgete tõttu kadunud.

Protsessi ületamiseks natuke lagunemine Microsoft on lisanud taustsüsteemi ülesande, mis puhastab perioodiliselt metaandmeid ja terviklikkuse voo andmeid peegeldatud salvestusruumil asuval ReFS-köitel. Puhastamine toimub kõigi lisakoopiate lugemisel ja nende õigsuse kontrollimisel ReFS-i kontrollsummade abil. Kui kontrollsummad ei ühti, parandatakse vigadega koopiad heade koopiatega.

Jääb oht, mida võib laias laastus nimetada "süsteemiadministraatori õudusunenäoks". On juhtumeid, kuigi harva, kui isegi peegeldatud ruumi helitugevus võib kahjustada saada. Näiteks võib vigane süsteemimälu rikkuda andmeid, mis võivad seejärel sattuda kettale ja rikkuda üleliigseid koopiaid. Lisaks võivad paljud kasutajad otsustada mitte kasutada peegeldatud salvestusruume ReFS-i all.

Sellistel juhtudel, kui köide rikutakse, teostab ReFS "taaste" - funktsiooni, mis eemaldab andmed töököite nimeruumist. Selle eesmärk on vältida korvamatut kahju, mis võib mõjutada õigete andmete kättesaadavust. Näiteks kui üks fail kataloogis rikutakse ja seda ei saa automaatselt taastada, eemaldab ReFS selle faili failisüsteemi nimeruumist, taastades ülejäänud köite.

Oleme harjunud, et failisüsteem ei saa rikutud faili avada ega kustutada ning administraator ei saa sellega midagi ette võtta.

Kuid kuna ReFS suudab rikutud andmeid taastada, saab administraator faili varukoopiast taastada või selle uuesti loomiseks kasutada rakendust, vältides vajadust süsteemi sulgeda. See tähendab, et kasutaja või administraator ei pea enam võrguühenduseta ketta kontrollimist ja parandamist tegema. Serverite puhul võimaldab see juurutada suuri andmemahtusid, ilma et oleks oht, et aku kuluks riknemise tõttu pikka aega.

ReFS praktikas

Loomulikult saab ReFS-i praktilisust ja mugavust (või vastupidiseid omadusi) hinnata alles pärast seda, kui Windows 8-ga arvutid on laialt levinud ja nendega on möödunud vähemalt kuus kuud aktiivset tööd. Vahepeal on potentsiaalsetel G8 kasutajatel rohkem küsimusi kui vastuseid.

Näiteks see: kas Windows 8-s on võimalik lihtsalt ja lihtsalt teisendada andmeid NTFS-süsteemist ReFS-i ja vastupidi? Microsofti esindajad ütlevad, et vormingute teisendamiseks pole sisseehitatud funktsiooni, kuid teavet saab siiski kopeerida. ReFS-i ulatus on ilmne: esialgu saab seda kasutada ainult serveri suure andmehaldurina (tegelikult juba kasutatakse). ReFS-iga väliseid draive veel ei tule – ainult sisemised. Ilmselgelt on aja jooksul ReFS varustatud rohkemate funktsioonidega ja suudab asendada pärandsüsteemi.

Microsoft ütleb, et tõenäoliselt juhtub see Windows 8 esimese värskenduspaketi väljaandmisega

Microsoft väidab ka, et on testinud ReFS-i:

"kasutades keerukat ja ulatuslikku kümnetest tuhandetest testidest koosnevat komplekti, mis on NTFS-i jaoks loodud enam kui kahe aastakümne jooksul. Need testid loovad uuesti keerukad juurutustingimused, mis meie arvates süsteemil võivad tekkida, näiteks voolukatkestus, probleemid, mis on sageli seotud mastaapsuse ja jõudlusega. Seetõttu võime öelda, et ReFS-süsteem on hallatavas keskkonnas testkasutuseks valmis.

Samas tunnistavad arendajad, et suure failisüsteemi esimese versioonina nõuab ReFS käsitsemisel tõenäoliselt ettevaatust:

"Me ei iseloomusta Windows 8 jaoks mõeldud ReFS-i beetaversioonina. Uus failisüsteem on väljalaskmiseks valmis, kui Windows 8 beetaversioonist lahkub, sest miski pole tähtsam kui andmete usaldusväärsus. Seega, erinevalt mis tahes muust süsteemi aspektist, nõuab see konservatiivset lähenemist esialgsele kasutamisele ja testimisele.

Suuresti sel põhjusel võetakse ReFS kasutusele etapiviisilise plaani järgi. Esiteks - Windows Serveri salvestussüsteemina, seejärel - kasutajate salvestusruumina ja lõpuks - alglaadimismahuna. Sarnast “ettevaatlikku lähenemist” uute failisüsteemide väljalaskmisel on aga kasutatud ka varem.