Данное устройство не поддерживает файловую систему refs. Избыточность хранения данных

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.

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.

В 1991 году SanDisk продавали 20 МБ на SSD за 1000 долларов, но с тех пор технологии стали чуть дешевле. В то же время твердотельный накопитель работает намного быстрее и тише. Сегодня настройка SSD диска под Windows 10 не интересует только того, кто напуган их сравнительно малым сроком эксплуатации. Для компенсации этого недостатка контроллер устройства может хранить информацию о числе циклов перезаписи, чтобы использовать менее нагруженные ячейки памяти. Для этого проводится оптимизация SSD под ОС Windows 10.

Вы видите, что все не так плохо, потому что HDD часто затирает до дыр системные сектора и уже не может ничего поделать с этим. Windows 10 не грузится, сильно тормозит. И бесполезно использовать tweaker, интеллекта системы не хватает на то, чтобы справиться с плохим чтением секторов. Между тем, если бы десятка умела устанавливаться в годную область винчестера, цены бы ей не было. Оптимизация жёсткого диска невозможна в этом плане, но настроить SSD по силам среднему пользователю. Не ждите многого от этого обзора, потому что система многое сделала за нас. Десятка и так уже максимально настроена на SSD.

Как настроить

Многие уже задумались над тем, рентабельно ли оставлять файл подкачки Windows на SSD. Скорость работы памяти такова, что непонятно, нужен ли вообще этот старый трюк с пагинацией и подгрузкой ранее использованной информации. Мы уверены, что в этом есть доля здравого смысла и ложка бреда:

Если в ОЗУ нет информации, процессор не может взять её из ниоткуда. Все равно будет задействован жёсткий диск. Срок эксплуатации продлить невозможно таким методом. Другое дело, что можно немного освободить места.
Идея продления ресурса весьма актуальна. Как насчёт того, чтобы поставить побольше оперативной памяти, и тогда подкачивать страницы вообще не потребуется? Это более здравый подход, потому что RAM будет пахать в любом случае. Но чем больше у неё ячеек, тем меньше износ каждой в отдельности.

Отключение лишних процессов

Ну, и, конечно, оптимизация Windows может снизить количество обращений к хранилищу. Это отключение ненужных служб, процессов, минимизация любой активности, ограничения активности через брандмауэр.

TRIM

Однако имеется и специфическая оптимизация дисков. Речь прежде всего идёт о параметр DisableDeleteNotify. Давайте-ка запросим его значение и при необходимости установим в нуль.

Операция fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 применима и для систем с HDD, но железо это не поддерживает. В частности, строка ReFS… не установлен означает, что опция будет доступна сразу после того, как будет присоединён SSD (в данном системном блоке этого не имеется). Команда называется TRIM, она введена в интерфейс ATA, но магнитные накопители не поддерживают её на уровне контроллера. Хотя мы не исключаем, что в природе могут иметься какие-то исключения.

Из приведённого выше куска кода можно заключить, что оптимизация дисков SSD под десяткой не требуется, потому что опция бережного обращения с носителем уже включена. Хотя проверить это положение командой (см. выше) все-таки нужно. Оптимизировать магнитный HDD невозможно, потому что отсутствует поддержка со стороны железа.

Индексация

Некоторые специалисты также предлагают отключить индексацию файлов, но суть этой меры не совсем понятна. Операционная система просто будет тереть оглавление вместо того, чтобы использовать припасённые ею варианты и готовые ответы. Что касается гибернации, то она нравится столь многим пользователям, что исключать её из системы решится не каждый. В то же время, опция и так по умолчанию вырублена системными настройками. Поясним: в десятке гибернация по умолчанию отключена, и если кто-то захотел её задействовать, то вряд ли согласится и убрать. Потому что очень удобно продолжать работу с того места, где она была прервана.

Дефрагментация

Единственное, что можно выключить, это автоматическая дефрагментация:

Почему не работает TRIM

TRIM требует наличия драйвера AHCI. ОС должна ставиться на системный блок, где эта опция поддерживается. На новых материнских платах так оно и есть.

Тем не менее кое-где пишут, что нужно сначала поставить опцию через BIOS, как на этом фото.

Докладываем нашим читателям следующее:

Для тестирования приложения Виктория настройка была установлена в IDE.
Тест прошёл, компьютер не использовался, и тут вдруг обнаружилось, что в сети пишут о необходимости установки этого параметра в AHCI…

В режиме IDE десятка не встала на указанный ПК вообще. Мы проверили два раза, в обоих случаях выдаётся ошибка на некотором этапе работы мастера. Линукс Ubuntu встал только с дефолтными настройками, при попытке разбить HDD вручную – ошибки. Проверено минимум три раза. Настройка BIOS была поправлена на AHCI, и сразу же операционные системы перестали капризничать. Вот скрин окна активации, выполненной после чистой установки десятки на этот самый диск.

Компания провела активацию за считаные секунды. Когда-то десятка уже стояла на этом оборудовании. Заметьте, что все события происходят после 29 июля 2016 года. Так что, если кому-то посчастливилось поставить десятку поверх драйвера IDE, то это уникальный человек. И он действительно должен выставить в настройках BIOS опцию AHCI, чтобы работал TRIM на SSD. Новые материнки вовсе не имеют строки IDE, в старых при указанном изменении перестаёт грузиться система. Тем не менее, в семёрке это можно было фиксить через реестр.

Как AHCI фиксить через реестр

Об этом мало пишут, но после смены типа драйвера из-под BIOS перестаёт грузиться операционная система. Вот как это примерно выглядит (tomshardware.co.uk).

Кое-что понятно из скрина, но мы поясним:

Некто поставил семёрку на SSD и вдруг заметил, что не работает TRIM.
Начал разбираться и понял, что нужен драйвер AHCI.
Полез в BIOS, сменил, перестало грузиться.

Вот пример синего экрана после выполнения таких действий (tnxs to askvg.com/).

Парень, выложивший этот обзор (см. скрин), нашёл решение проблемы путём фикса реестра. Вот его рекомендации. Мы их не переписали, потому что таких ключей в десятке нет. Она (у нас, по крайней мере) не ставится на IDE, а выдаёт ошибку раз за разом.

Если не фиксить реестр, то нужно вовсе переустановить систему. Ещё раз подчёркиваем: десятка в нашем случае не работает параллельно с IDE. Скорее всего, это её нововведение. Поэтому никто и не пишет, что TRIM отключён. Выше мы говорили, что эта полезная опция и так уже работает по умолчанию. Поэтому настраивать ничего не нужно. Но если хотите проверить, то и на здоровье, приведённая выше информация как раз и нужна для этого.

SSD на рынке

Анализ цен показывает, что сегодня за 500 ГБ пространства нужно заплатить от 10000 рублей. Это пока что дорого, но если брать более скромное по размерам устройство под операционную систему, а данные хранить на обычном HDD, то ситуация выглядит намного более радостной. Известно, что для Windows 10 x64 нужно минимально 20 ГБ на винчестере. Стало быть, объёма SSD диска в 64 ГБ вполне хватит на все про все. Имеются здесь и слабые места:

Именно системный диск подвергается наибольшему износу, тогда как обращение к ценным данным происходит значительно реже. Ответ напрашивается сам собой: следует установить Windows 10 на магнитный накопитель, а твердотельная электроника будет хранить пользовательские данные.
Высокая цена уже была озвучена, но именно сегодня тот день, когда можно взять за 3000 128 ГБ и попробовать, что такое SSD. Наконец, вспомним, что всего лишь 25 лет назад сумма, запрашиваемая за такую память, была астрономической.

Технология

Само название подсказывает, что SSD основано на достижениях твердотельной электроники. Это те самые флеш-накопители, которые мы привыкли втыкать в порт USB, но только чуть более дешёвые. Задумайтесь, флэшка на 16 ГБ стоит порядка 800 рублей. Ясно видно, что это намного более дорогой тип памяти, нежели SSD-накопители. Вот тогда все и становится на свои места. Обычная флэшка со специализированным интерфейсом.

Да, SSD технологий несколько, но различие между ними не столь разительное, как между HDD и SD. Первые CompactFlash были выпущены компанией SanDisk в 1994 году. Не находите здесь никакой связи с приведённой выше информацией? Правильно – зависимость очевидна! С флешки уже может работать Linux. Это тот самый случай использования SSD. Конечно, установочный носитель Windows 10, это пока что не системный диск, но Билли Гейтс уверенно движется в этом направлении.

Необходимость в развитии SSD технологий была вызвана повышением быстродействия центрального процессора, за которым не могла угнаться магнитная лента. Отставал и диск. Все знают, что игру нужно было сначала загрузить в ZX-Spectrum, а потом уже начинать бить врагов. Несмотря на то, что частота процессора там была смехотворной, не один гик натренировал свою реакцию на стареньких машинах. Ещё и сегодня можно поиграться через специальные эмуляторы.

Не секрет, что программисты выдают все более бездарный код. Ленятся правильно определять переменные и освобождать место в памяти после завершения вызова функции или процедуры. Поэтому потребляемый объем ОЗУ постоянно растёт. Не по дням, а по часам. А система все равно продолжает зависать. Это следствие плохой продуманности. Многие миллионы строк кода заложено в Windows, и, конечно же, там имеются ошибки, над которыми с переменным успехом бьётся Билли Гейтс.

Почему не хватает ОЗУ

Первый компьютер управлялся с 48 кБ, и этого вполне хватало, сегодня объем ОЗУ в 16 ГБ все-таки кажется маловат. Даже в спокойном состоянии занята одна пятая из этого количества. Хотя формально система «отдыхает».

Это мягко говоря, настораживает. Фактически 3 ГБ требуется только на «простой». Что же случится, когда гигантский объем информации начнёт подгружать какая-нибудь компьютерная игра? В погоне за приведение виртуальной реальности в соответствие с действительностью мы забыли про полезность приложений, их моральный смысл. Многие поклонники ZX-Spectrum восторгались Elite. Кто сегодня слышал про эту игру? Между тем вышло гигантское количество продолжений этого увлекательного квеста.

Один из создателей описывал её как «путь воина света», хотя никто и не запрещал стать пиратом. Но за мирные корабли, как и в реальной жизни, нельзя было получить много кредитов, а полиция наседала на пятки. Отказывались стыковать планетные станции. Так человек постепенно привыкал к тому, что путь честного трудяги намного более плодотворен, нежели бандитский. Результат? Тысячи (если не миллионы) поклонников по всему миру при том, что графика мягко говоря никакая. Прибавьте к этому то, что прогресс можно было сохранять на носитель только при посадке. Это значило, что достичь класса бойцов Elite занимало у многих долгие годы. Причём преступнику (если мы не ошибаемся) эта квалификация не присваивалась вообще.

Многих привлекла сама идея. Хотя нужно признать, что при большом количестве атакующих космических кораблей графика немного подвисала. Практически единственная игра, где это происходило. Сегодняшний геймплей мало напоминает борьбу со злом. Больше внимания уделяется графике, остаётся достаточно места для подлости, где организованная стайка может травить одного. Конечно, можно заявить, что это больше похоже на реальную жизнь, а мы возразим, что общество таково, каким его растят. В том числе и при помощи игр.

Итак, оперативной памяти не хватает по той причине, что производители делают упор на спецэффекты. Мишуру, не имеющую к смысловой части никакого отношения. Многое делают ради доната:

Король зашёл на охоту.
Загонщики – пугайте ботов.

Сложность с новыми идеями в том, что сложно пробиться. Навороченная графика часто оказывается не по силам одинокому разработчику. Итак, размер ОЗУ возрастал, и вскоре было замечено, что операционную систему тормозит винчестер. В период обращения к накопителю и считыванию новых модулей. Линукс это тоже касается но в меньшей степени. Стало быть, возможно два варианта:

SSD накопители продвигает компания Майкрософт для маскировки незначительных дефектов производительности.
Билли Гейтс ещё n-ное количество лет назад предвидел такое развитие событий. Собственно, ещё в 1991 году можно было что-то предсказать.

Память и нанотехнологии

Навряд ли существующая сегодня на рынке система является случайностью. Кроме того подозрительным является то, что слухи о нанотехнологиях заморозили. Примерно в 2002 году промышленность обещала нам дать новое поколение вычислительной техники, и… скорее всего она засела в закромах военных. Технологический процесс, существующий сегодня, не может уменьшиться, потому что растут теплопотери на полупроводниках, а нанотехнологии обещали нам дать. Что? Правильно – идеальную элементную базу, где кристаллическая решётка столь точна, что ток не вызывает на ней большого падения напряжения. А это делает возможным рост интеграции, дальнейшее снижение напряжения питания и, как следствие, потрясающий прирост производительности. Буквально в тысячи раз.

Посмотрите: все идёт к тому, что HDD исчезнут так же, как сегодня архаикой считается магнитная лента. Хотя каких-нибудь 15 лет назад на неё рекомендовали сбрасывать архивы цифровой информации. Единственный надёжный на сегодняшний день хранитель – это бумага. Что написано пером, по-прежнему не вырубишь и топором. Все остальное устаревает и превращается в пыль и тлен. Наиболее надёжные устройства – сетевые. Как например, хранилища Гугл. Скоро HDD исчезнет, и это уже произошло в смартфонах и некоторых ноутбуках. Сегодняшний технологический процесс зашёл в тупик, это видно по тому, что характеристики процессоров и накопителей HDD почти не меняются уже несколько лет.

Посмотрите на скрин, то прототип механической передачи будущего. Вращающиеся шестерни передают момент движения путём сцепления отдельных молекул. Это лишь один из примеров нанотехнологий. Если брать область полупроводников, к которой относятся твердотельные накопители, то там накопление информации происходит за счёт удержания заряда. Срок хранения велик, но это явно не вечность. Специалисты дают примерно 10 лет. Бумага может нести на себе сведения в течение тысячелетий, а нанозащелка – до тех пор, пока существует мир!

Побочный эффект

Мы видели, что нужная опция для HDD не устанавливается, но в этом есть и один плюс. Информация, представляющая ценность, может быть затёрта шредером. На SSD все не так. Блок будет записываться в ячейки с максимальным ресурсом, поэтому будет проще найти информацию, которая по задумке пользователя должна быть удалена. Настроенный жёсткий диск станет настоящим кладезем файлов-призраков. И ни один твикер из существующих на сегодняшний день не поможет исправить эту ситуацию.

3 оценок, среднее: 5,00 из 5)

В этой статье разберёмся какие возможности предоставляет ReFS и чем она лучше файловой системы NTFS . Как восстановить данные с дискового пространства ReFS. Новая файловая система ReFS от компании Microsoft была первоначально представлена в ОС Windows Server 2012. Она также включена в Windows 10, в составе инструмента Дисковое пространство . ReFS можно использовать для пула дисков. С выходом Windows Server 2016 файловая система была улучшена, вскоре она будет доступна в новой версии Windows 10.

Какие возможности предоставляет ReFS и чем она лучше текущей NTFS системы?

Содержание:

Что означает ReFS?

Сокращение от «Resilient File System» , ReFS – эта новая система, созданная на базе NTFS. На данном этапе ReFS не предлагает комплексную замену NTFS для использования на диске домашних пользователей. Файловая система имеет свои преимущества и недостатки.

ReFS предназначена для решения основных проблем NTFS . Она более устойчива к повреждению данных, лучше справляется с повышенной нагрузкой и легко масштабируется для очень больших файловых систем. Давайте рассмотрим, что это означает?

ReFS защищает данные от повреждения

Файловая система использует контрольные суммы для метаданных, а также может использовать контрольные суммы для данных файла. Во время чтения или записи файла, система проверяет контрольную сумму что бы убедиться в её правильности. Таким образом осуществляется обнаружение искаженных данных в режиме реального времени.

ReFS интегрирована с функцией Дисковое пространство. Если вы настроили зеркальное хранилище данных, то с помощью ReFS Windows обнаружит и автоматически устранит повреждение файловой системы, скопировав данные с другого диска. Эта функция доступна как в Windows 10, так и Windows 8.1.

Если файловая система обнаружит поврежденные данные, которые не имеют альтернативной копии для восстановления, то ReFS сразу удалить такие данные с диска. Это не потребует перезагрузки системы или отключения устройства хранения информации, как в случае с NTFS.

Необходимость использования утилиты chkdsk полностью исчезает, так как файловая система автоматически корректируется сразу в момент возникновения ошибки. Новая система устойчива и к другим вариантам повреждения данных. NTFS во время записи метаданных файла записывает их напрямую. Если в это время произойдет отключение питания или сбой компьютера, вы получите повреждение данных.

Во время изменения метаданных ReFS создает новую копию данных и связывает данные с файлом, только после записи метаданных на диск. Это исключает возможность повреждения данных. Эта функция называется копированием на запись, она присутствует и в других популярных ОС Linux системах: ZFS, BtrFS, а также файловой системе Apple APFS.

В ReFS удалены некоторые ограничения NTFS

ReFS более современна и поддерживает гораздо большие объемы и более длинные имена файлов чем NTFS. В долгосрочной перспективе это важные улучшения. В файловой системе NTFS имя файла ограничено 255 символами, в ReFS имя файла может содержать до 32768 символов. Windows 10 позволяет отключить ограничение на предел символов для файловых систем NTFS, но он всегда отключается на томах ReFS.

В ReFS больше не поддерживаются короткие имена файлов в формате DOS 8.3. На томе NTFS вы можете получить доступ к C:\Program Files\ в C:\PROGRA~1\ для обеспечения совместимости со старым программным обеспечением.

NTFS имеет теоретический максимальный объем в размере 16 эксабайт, а у ReFS теоретический максимальный объем – 262144 экзабайт. Хотя сейчас это не имеет большого значения, но компьютера постоянно развиваются.

Какая файловая система быстрее ReFS или NTFS?

ReFS разрабатывалась не для повышения производительности файловой системы по сравнению с NTFS. Microsoft сделала систему ReFS намного эффективнее в строго определённых случаях.

Например, при использовании с Дисковым пространством, ReFS поддерживает «оптимизацию в режиме реального времени». Допустим у вас есть пул накопителей с двумя дисками, один обеспечивает максимальную производительность, другой используется для объема. ReFS всегда будет записывать данные на более быстрый диск, обеспечивая максимальную производительность. В фоновом режиме файловая система автоматически переместит большие куски данных на более медленные диски для продолжительного хранения.

В Windows Server 2016 Microsoft улучшила ReFS, для обеспечения лучшей производительности функций виртуальной машины. Виртуальная машина Microsoft Hyper-V использует эти преимущества (теоретически, любая виртуальная машина может использовать преимущества ReFS).

Например, ReFS поддерживает клонирование блоков, это ускоряет процесс клонирования виртуальных машин и операций слияния контрольных точек. Чтобы создать копию виртуальной машины, ReFS нужно только записать новые метаданные на диск и указать ссылку на уже существующие данные. Это связано с тем, что в ReFS несколько файлов могут указывать на одни и те же базовые данные на диске.

Когда виртуальная машина записывает новые данные на диск, они записываются в другое место, а исходные данные виртуальной машины остаются на диске. Это значительно ускоряет процесс клонирования и требует гораздо меньшей пропускной способности диска.

ReFS также предлагает новую функцию «редкого VDL» , которая позволяет ReFS быстро записывать нули в большой файл. Это значительно ускоряет создание нового, пустого файла виртуального жесткого диска фиксированного размера (VHD). В NTFS эта операция может занять 10 минут, в ReFS – несколько секунд.

Почему ReFS не может заменить NTFS

Не смотря на ряд преимуществ ReFS не может пока заменить NTFS. Windows не может загрузиться с раздела ReFS и требует NTFS. В ReFS не поддерживаются такие функции NTFS как сжатие данных, шифрование файловой системы, жесткие ссылки, расширенные атрибуты, дедупликация данных и дисковые квоты. Но в отличии от NTFS, ReFS позволяет выполнить полное шифрование диска c помощью BitLocker, включая системные структуры диска.

Windows 10 не позволяет отформатировать раздел в ReFS, эта файловая система доступна только в рамках Дискового пространства. ReFS защищает данные используемые на пулах из нескольких жестких дисков от повреждения. В Windows Server 2016 вы можете форматировать тома с помощью ReFS вместо NTFS. Такой том можно использовать для хранения виртуальных машин, но операционная система по-прежнему может загружаться только с NTFS.

Hetman Partition Recovery позволяет проанализировать дисковое пространство под управлением файловой системой ReFS с помощью алгоритма сигнатурного анализа. Анализируя устройство сектор за сектором программа находит определенные последовательности байт и отображает их пользователю. Восстановление данных с дискового пространства ReFS не отличается от работы с файловой системой NTFS:

Загрузите и установите программу;
Проанализируйте физический диск, который входит в дисковое пространство;
Выберите и сохраните файлы которые необходимо восстановить;
Повторите пункты 2 и 3 для всех дисков входящих в дисковое пространство.

Будущее новой файловой системы довольно туманно. Microsoft может доработать ReFS для замены устаревшей NTFS во всех версиях Windows. На данный момент ReFS не может использоваться повсеместно и служит только для определенных задач.

Не так давно вышла публичная бета-версия Microsoft Windows 8 Server с поддержкой анонсированной файловой системы ReFS (Resilient File System - отказоустойчивая файловая система), ранее известной под кодовым названием “Protogon”. Данная файловая система предлагается как альтернатива зарекомендовавшей себя годами файловой системе NTFS в сегменте систем хранения данных на базе продуктов Microsoft, с дальнейшей ее миграцией в область клиентских систем.

Целью данной статьи является поверхностное описание структуры файловой системы, ее преимуществ и недостатков, а также анализ ее архитектуры с точки зрения сохранения целостности данных и перспектив восстановления данных, в случае повреждения или удаления пользователем. Статья также раскрывает исследование архитектурных особенностей файловой системы и ее потенциальную производительность.

Windows Server 8 Beta

Вариант файловой системы, доступный в данной версии операционной системы, имеет поддержку кластеров данных размером только 64КБ и кластеров метаданных размером 16КБ. Пока не ясно, будет ли поддержка файловых систем ReFS с другим размером кластера: в настоящее время параметр «Размер кластера» при создании тома ReFS игнорируется и всегда принимается умалчиваемым. При форматировании ФС единственным доступным вариантом для выбора размера кластера является 64КБ. Он также является единственным упоминаемым в блогах разработчиков.

Такой размер кластера является более чем достаточным для организации файловых систем любого размера из практически реализуемых, но в то же время приводит к ощутимой избыточности при хранении данных.

Архитектура файловой системы

Несмотря на частые упоминания о схожести ReFS и NTFS на высоком уровне, речь идет всего лишь о совместимости некоторых структур метаданных, как-то: «стандартная информация», «имя файла», совместимость по значениям некоторых флагов атрибутов и т.д. Дисковая реализация структур ReFS кардинально отличается от других файловых систем Microsoft.

Основными структурными элементами новой файловой системы являются B+-деревья. Все элементы структуры файловой системы представлены одноуровневыми (списками) или многоуровневыми B+-деревьями, что позволяет значительно масштабировать практически любой из элементов файловой системы. Наряду с реальной 64-битной нумерацией всех элементов системы это исключает появление “узких мест” при дальнейшем ее масштабировании.

Кроме корневой записи B+-дерева, все остальные записи имеют размер целого блока метаданных (в данном случае - 16КБ); промежуточные же (адресные) ноды имеют небольшой полный размер (порядка 60 байт). Поэтому, обычно, требуется небольшое количество уровней дерева для описания даже очень крупных структур, что достаточно благоприятно сказывается на общей производительности системы.

Основным структурным элементом файловой системы является «Каталог», представленный в виде B+-дерева, ключом в котором является номер объекта-папки. В отличие от других подобных файловых систем, файл в ReFS не является отдельным ключевым элементом «Каталога», а лишь существует в виде записи в содержащей его папке. Возможно, именно ввиду этой архитектурной особенности жесткие ссылки на ReFS не поддерживаются.

«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 сведенья о папке (как-то: имя, «стандартная информация», атрибут имени файла и т.д.). Структуры данных имеют много общего с принятыми в NTFS, хотя и имеют ряд отличий, основным из которых является отсутствие типизированного списка именованных атрибутов.

Далее в каталоге следуют так называемые индексные записи: короткие структуры, содержащие данные об элементах, содержащихся в папке. По сравнению с NTFS эти записи значительно короче, что в меньшей степени перегружает том метаданными. Последними следуют записи элементов каталога. Для папок эти элементы содержат имя паки, идентификатор папки в «Каталоге» и структуру «стандартной информации». Для файлов идентификатор отсутствует, но вместо этого структура содержит все основные данные о файле, включая корень B+-дерева фрагментов файла. Соответственно, файл может состоять практически из любого числа фрагментов.

На диске файлы располагаются в блоках размером 64КБ, хотя адресуются точно так же, как и блоки метаданных (кластерами размером 16КБ). «Резидентность» данных файла на ReFS не поддерживается, поэтому файл размером 1 байт на диске займет целый блок 64КБ, что ведет к значительной избыточности хранения на мелких файлах; с другой стороны это упрощает управление свободным пространством и выделение свободного места под новый файл осуществляется значительно быстрее.

Размер метаданных пустой файловой системы составляет порядка 0.1% от размера самой файловой системы (т.е. около 2ГБ на том 2ТБ). Некоторые основные метаданные дублируются для лучшей устойчивости от сбоев.

Защищенность от сбоев

Цели проверить стабильность существующей реализации ReFS не стояло. С точки зрения же архитектуры файловой системы она обладает всеми необходимыми инструментами для безопасного восстановления файлов даже после серьезного сбоя оборудования. Части структур метаданных содержат собственные идентификаторы, что позволяет проверить принадлежность структур; ссылки на метаданные содержат 64-бит контрольные суммы блоков, на которые производится ссылка, что позволяет оценить целостность прочитанного по ссылке блока.

При этом стоит отметить, что контрольные суммы пользовательских данных (содержимого файлов) не подсчитываются. С одной стороны это отключает механизм проверки целостности в области данных, с другой же стороны это ускоряет работу системы за счет минимального количества изменений в области метаданных.

Любое изменение структуры метаданных осуществляется в два этапа: сначала создается новая (измененная) копия метаданных в свободном дисковом пространстве, потом, в случае успеха, атомарной операцией обновления производится перевод ссылки со старой (неизмененной) на новую (измененную) область метаданных. Такая стратегия (Copy-on-Write (CoW) -копирование-при-записи) позволяет обойтись без журналирования, сохраняя автоматически целостность данных.

Подтверждение таких изменений на диске может не осуществляться достаточно долго, позволяя объединить несколько изменений состояния ФС в одно.

Данная схема не применяется для пользовательских данных, поэтому любые изменения содержимого файла пишутся непосредственно в файл. Удаление файла производится перестроением структуры метаданных (с использованием CoW), что сохраняет предыдущую версию блока метаданных на диске. Это делает восстановление удаленных файлов возможным до их перезаписи новыми пользовательскими данными.

Избыточность хранения данных

В данном случае речь идет о расходовании дискового пространства за счет схемы хранения данных. Для целей тестирования установленный Windows Server был скопирован на раздел ReFS размером 580ГБ. Размер метаданных на пустой ФС составлял около 0.73ГБ.

При копировании установленного Windows Server на раздел с ReFS избыточность хранения данных файлов выросла с 0.1% на NTFS почти до 30% на ReFS. При этом еще около 10% избыточности добавилось за счет метаданных. В итоге «пользовательские данные» размером 11ГБ (более 70 тыс. файлов) на NTFS с учетом метаданных заняли 11.3ГБ, тогда как на ReFS те же данные заняли 16.2ГБ; это означает, что избыточность хранения данных на ReFS составляет почти 50% для этого типа данных. При небольшом количестве файлов большого размера такого эффекта, естественно, не наблюдается.

Скорость работы

Ввиду того, что речь идет о Beta, замеров производительности ФС не проводилось. С точки же зрения архитектуры ФС можно сделать кое-какие выводы. При копировании более 70 тыс. файлов на ReFS, это создало B+-дерево «Каталога» размером в 4 уровня: «корень», промежуточный уровень 1, промежуточный уровень 2, «листья».

Таким образом, для поиска атрибутов папки (при условии кэширования корня дерева) требуется 3 чтения блоков по 16КБ. Для сравнения, на NTFS эта операция займет одно чтение размером 1-4КБ (при условии кэширования карты расположения $MFT).

Поиск атрибутов файла по папке и имени файла в папке (небольшая папка в несколько записей) на ReFS потребует те же 3 чтения. На NTFS же уже потребуется 2 чтения по 1КБ или 3-4 чтения (если запись о файле находится в нерезидентном атрибуте «индекс»). В паках большего размера количество чтений NTFS растет намного быстрее, чем количество чтений, требуемых для ReFS.

Точно так же дела обстоят и для содержимого файлов: там, где рост числа фрагментов файла на NTFS приводит к перебору длинных списков, разнесенных по разным фрагментам $MFT, на ReFS это осуществляется эффективным поиском по B+-дереву.

Выводы

Окончательные выводы пока делать рано, но по текущей реализации файловой системы можно видеть подтверждение изначальной ориентированности файловой системы на серверный сегмент, и, прежде всего, на системы виртуализации, СУБД и сервера архивного хранения данных, где скорость и надежность работы имеют первостепенное значение. Основной недостаток файловой системы, такой как неэффективная упаковка данных на диске, сводится на нет на системах, оперирующих большими файлами.

СисДев Лабораториз будет следить за развитием данной файловой системы и планирует включение поддержки восстановления данных с этой файловой системы. Экспериментальная поддержка ReFS бета-версии Microsoft Windows 8 Server уже успешно реализована в продуктах UFS Explorer и доступна для закрытого бета-тестирования среди партнеров. Официальный релиз инструментов для восстановления удаленных файлов с ReFS, а также восстановления данных после повреждения файловой системы в результате сбоев оборудования, планируется чуть ранее или одновременно с выходом релиза Microsoft Windows 8 Server с поддержкой ReFS.

Версия от 16.03.2012.
По материалам СисДев Лабораториз

Перепечатка или цитирование разрешены при условии сохранения ссылки на перво

Статьи по теме