Η μέθοδος αποθήκευσης οτιδήποτε συνήθως συνεπάγεται πάντα κάποιο είδος τάξης, αλλά αν στην ανθρώπινη ζωή δεν αποτελεί προϋπόθεση, τότε στον κόσμο των υπολογιστών, η αποθήκευση δεδομένων χωρίς αυτό είναι σχεδόν αδύνατη. Αυτή η τακτοποίηση αντανακλάται στο σύστημα αρχείων, μια έννοια που είναι γνωστή στους περισσότερους χρήστες διαφορετικών ηλεκτρονικές συσκευέςκαι λειτουργικά συστήματα.

Ένα σύστημα αρχείων μπορεί να συγκριθεί με ένα είδος σήμανσης που καθορίζει πώς, πού και με ποιον τρόπο κάθε byte πρέπει να γραφτεί στο μέσο. Τα πρώτα συστήματα αρχείων που εμφανίστηκαν στην αυγή της ηλεκτρονικής εποχής ήταν πολύ ατελή, όπως το Minix, ένα σύστημα αρχείων που έχει πολλούς περιορισμούς και χρησιμοποιείται στο ομώνυμο λειτουργικό σύστημα Minix, το οποίο αργότερα έγινε το πρωτότυπο του Πυρήνας Linux.

Όμως ο χρόνος πέρασε, εμφανίστηκαν νέα συστήματα αρχείων, πιο προηγμένα και σταθερά. Σήμερα τα πιο δημοφιλή από αυτά, σύμφωνα με τουλάχιστονμεταξύ των χρηστών των Windows, είναι το NTFS, το οποίο αντικατέστησε το FAT32, το οποίο χρησιμοποιείται πλέον μόνο σε μικρές μονάδες flash και έχει πολλά μειονεκτήματα, το πιο σημαντικό από τα οποία είναι η αδυναμία εγγραφής αρχείων μεγαλύτερα από 4 GB. Ωστόσο, το NTFS δεν είναι χωρίς αυτά. Έτσι, σύμφωνα με πολλούς ειδικούς, στερείται αποτελεσματικότητας, απόδοσης και σταθερότητας, επομένως, ήρθε η ώρα να σκεφτούμε τη δημιουργία ενός ακόμα πιο προηγμένου συστήματος αρχείων που μπορεί να ανταποκριθεί στις αυξανόμενες απαιτήσεις από τα συστήματα πρώτα διακομιστή και στη συνέχεια πελάτη.

Και έτσι, το 2012, οι προγραμματιστές της Microsoft παρουσίασαν το Resilient File System, ή ReFS για συντομία, ένα ανακτήσιμο σύστημα αρχείων που τοποθετήθηκε ως εναλλακτική λύση στο NTFS, και στο μέλλον, πιθανώς την αντικατάστασή του. Στην πραγματικότητα, το ReFS είναι μια συνέχεια της ανάπτυξης του NTFS, από το οποίο αποφασίστηκε να αφαιρεθούν όλα τα περιττά πράγματα που δεν έγιναν ποτέ δημοφιλή και να προστεθούν νέες δυνατότητες.

Νέο στο Resilient File System:

• Αρχιτεκτονική με χρήση συνάρτησης (Αποθηκευτικοί Χώροι)
• Υψηλή ανοχή σφαλμάτων. Τα σφάλματα συστήματος αρχείων που οδήγησαν σε απώλεια δεδομένων στο NTFS θα ελαχιστοποιηθούν στο ReFS
• Απομόνωση κατεστραμμένων περιοχών. Εάν περιοχές του συστήματος αρχείων είναι κατεστραμμένες, η πρόσβαση στα εγγεγραμμένα δεδομένα είναι δυνατή από τα Windows που εκτελούνται
• Προληπτική διόρθωση σφαλμάτων. Σαρώνει αυτόματα τους τόμους για ζημιές και εφαρμόζει προληπτικά μέτρα ανάκτησης δεδομένων
• Αυτόματη ανάκτηση υποφακέλων και σχετικών αρχείων όταν τα μεταδεδομένα είναι κατεστραμμένα
• Χρήση περιττών εγγραφών για βελτίωση της ανοχής σφαλμάτων
• Το μέγιστο μέγεθος έντασης στο ReFS μπορεί να φτάσει τα 402 EB έναντι 18,4 EB στο NTFS
• Ένα αρχείο 18,3 EB μπορεί να γραφτεί σε ένα αρχείο μορφοποιημένο σε ReFS
• Ο αριθμός των αρχείων σε έναν φάκελο είναι 18 τρισεκατομμύρια. έναντι 4,3 δισεκατομμυρίων σε NTFS
• Το μήκος του ονόματος αρχείου και της διαδρομής προς αυτό είναι 32767 έναντι 255 σε NTFS

Τι θα αφαιρεθεί:

• Υποστήριξη συμπίεσης δεδομένων
• Κρυπτογράφηση δεδομένων με χρήση τεχνολογίας EFS
• Εκτεταμένα χαρακτηριστικά αρχείου
• Σκληροί σύνδεσμοι
• Ποσοστώσεις δίσκου
• Υποστήριξη για σύντομα ονόματα και αναγνωριστικά αντικειμένων
• Δυνατότητα αλλαγής του μεγέθους του συμπλέγματος (παραμένει υπό αμφισβήτηση)

Τι θα κληρονομηθεί από το NTFS:

• Λίστες ελέγχου πρόσβασης (ACL)
• Δημιουργία στιγμιότυπων τόμου
• Σημεία τοποθέτησης
• Σημεία επανεπεξεργασίας
• Κρυπτογράφηση BitLocker
• Δημιουργία και χρήση συμβολικών συνδέσμων
• Καταγραφή όλων των αλλαγών που συμβαίνουν στο σύστημα αρχείων (ημερολόγιο USN)

Επί του παρόντος, το ReFS βρίσκεται σε πρώιμες δοκιμές, ωστόσο, οι geeks του υπολογιστή μπορούν να εκτιμήσουν τα πλεονεκτήματα του ReFS τώρα και σε ένα σύστημα πελάτη Windows 8.1 ή 10. Για να το κάνετε αυτό, θα χρειαστεί να εκτελέσετε την ακόλουθη προσαρμογή μητρώου:

Ωστόσο, η χρήση του ReFS σε συνεχή βάση δεν συνιστάται. Πρώτον, το σύστημα είναι ακόμα ημιτελές, και δεύτερον, υπάρχει οποιαδήποτε δυνατότητα μετατροπής σε ReFS και αντίστροφα προγράμματα τρίτωνΤρίτον, εάν χάσετε ή διαγράψετε κατά λάθος αρχεία από ένα διαμέρισμα που έχει διαμορφωθεί σε ReFS, δεν θα υπάρχει τίποτα για να τα επαναφέρετε, καθώς δεν υπάρχουν ακόμη προγράμματα ανάκτησης δεδομένων που να λειτουργούν με αυτό το σύστημα αρχείων.

Πρέπει να περιμένουμε την εφαρμογή του ReFS στο εγγύς μέλλον; Μπορούμε να πούμε με μεγαλύτερη βεβαιότητα ότι όχι. Αν πάρει πρακτική χρήση, μετά πρώτα σε συστήματα διακομιστών, κάτι που επίσης δεν θα συμβεί σύντομα, αλλά οι χρήστες των Windows-πελατών θα πρέπει να περιμένουν μετά από αυτό για τουλάχιστον άλλα πέντε χρόνια. Αρκεί να θυμηθούμε την εφαρμογή του NTFS σε συστήματα-πελάτες και στη συνέχεια χρειάστηκαν η Microsoft επτά χρόνια. Λοιπόν, το πιο σημαντικό είναι ότι απλά δεν υπάρχει ειδική ανάγκη για ReFS. Όταν εμφανίζονται δίσκοι zettabyte σε επιτραπέζιους υπολογιστές, τότε ίσως θα έρθει η καλύτερη ώρα για το ReFS, αλλά προς το παρόν πρέπει απλώς να κάνουμε υπομονή και να περιμένουμε.

Να έχεις μια υπέροχη μέρα!

Γιατί ένα smartphone δεν μπορεί να εκκινήσει προγράμματα από κάρτα μνήμης; Πώς διαφέρει ουσιαστικά το ext4 από το ext3; Γιατί μια μονάδα flash διαρκεί περισσότερο αν τη διαμορφώσετε σε NTFS αντί σε FAT; Ποιο είναι το κύριο πρόβλημα με το F2FS; Οι απαντήσεις βρίσκονται στα δομικά χαρακτηριστικά των συστημάτων αρχείων. Θα μιλήσουμε για αυτούς.

Εισαγωγή

Τα συστήματα αρχείων καθορίζουν τον τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων. Καθορίζουν ποιους περιορισμούς θα συναντήσει ο χρήστης, πόσο γρήγορες θα είναι οι λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραφής και πόσο καιρό θα λειτουργεί η μονάδα δίσκου χωρίς αστοχίες. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους προϋπολογισμούς SSD και τα μικρότερα αδέρφια τους - μονάδες flash. Γνωρίζοντας αυτές τις δυνατότητες, μπορείτε να αξιοποιήσετε στο έπακρο οποιοδήποτε σύστημα και να βελτιστοποιήσετε τη χρήση του για συγκεκριμένες εργασίες.

Πρέπει να επιλέγετε τον τύπο και τις παραμέτρους του συστήματος αρχείων κάθε φορά που χρειάζεται να κάνετε κάτι μη τετριμμένο. Για παράδειγμα, θέλετε να επιταχύνετε τις πιο συνηθισμένες λειτουργίες αρχείων. Σε επίπεδο συστήματος αρχείων αυτό μπορεί να επιτευχθεί διαφορετικοί τρόποι: η ευρετηρίαση θα παρέχει γρήγορη αναζήτηση, και η προκράτηση δωρεάν μπλοκ θα διευκολύνει την επανεγγραφή αρχείων που αλλάζουν συχνά. Προκαταρκτική βελτιστοποίηση δεδομένων σε μνήμη τυχαίας προσπέλασηςθα μειώσει τον αριθμό των απαιτούμενων λειτουργιών I/O.

Τέτοιες ιδιότητες των σύγχρονων συστημάτων αρχείων, όπως η τεμπέλης εγγραφή, η αφαίρεση διπλότυπων και άλλοι προηγμένοι αλγόριθμοι συμβάλλουν στην αύξηση της περιόδου απρόσκοπτης λειτουργίας. Είναι ιδιαίτερα σημαντικά για φθηνούς SSD με τσιπ μνήμης TLC, μονάδες flash και κάρτες μνήμης.

Υπάρχουν ξεχωριστές βελτιστοποιήσεις για διαφορετικά επίπεδα συστοιχιών δίσκων: για παράδειγμα, το σύστημα αρχείων μπορεί να υποστηρίξει απλοποιημένο κατοπτρισμό τόμου, στιγμιαία λήψη στιγμιότυπων ή δυναμική κλιμάκωση χωρίς τη λήψη του τόμου εκτός σύνδεσης.

Μαύρο κουτί

Οι χρήστες γενικά εργάζονται με το σύστημα αρχείων που προσφέρεται από προεπιλογή από το λειτουργικό σύστημα. Σπάνια δημιουργούν νέα διαμερίσματα δίσκων και ακόμη λιγότερο συχνά σκέφτονται τις ρυθμίσεις τους - χρησιμοποιούν απλώς τις προτεινόμενες παραμέτρους ή αγοράζουν ακόμη και προδιαμορφωμένα μέσα.

Για τους οπαδούς των Windows, όλα είναι απλά: NTFS σε όλα τα διαμερίσματα δίσκου και FAT32 (ή το ίδιο NTFS) σε μονάδες flash. Αν υπάρχει NAS και χρησιμοποιεί κάποιο άλλο σύστημα αρχείων, τότε για τους περισσότερους παραμένει πέρα ​​από την αντίληψη. Απλώς συνδέονται σε αυτό μέσω του δικτύου και κατεβάζουν αρχεία, σαν από ένα μαύρο κουτί.

Σε κινητά gadget με Android ext4 βρίσκεται πιο συχνά σε εσωτερική μνήμηκαι FAT32 ενεργοποιημένο κάρτες microSD. Η Yabloko δεν ενδιαφέρεται καθόλου τι είδους σύστημα αρχείων έχουν: HFS+, HFSX, APFS, WTFS... για αυτούς υπάρχουν μόνο όμορφα εικονίδια φακέλων και αρχείων που σχεδιάστηκαν από τους καλύτερους σχεδιαστές. Οι χρήστες Linux έχουν την πιο πλούσια επιλογή, αλλά μπορείτε να προσθέσετε υποστήριξη για μη εγγενή συστήματα αρχείων τόσο στα Windows όσο και στα macOS - περισσότερα για αυτό αργότερα.

Κοινές ρίζες

Έχουν δημιουργηθεί πάνω από εκατό διαφορετικά συστήματα αρχείων, αλλά λίγο περισσότερα από δώδεκα μπορούν να θεωρηθούν τρέχοντα. Αν και όλα αναπτύχθηκαν για τις δικές τους συγκεκριμένες εφαρμογές, πολλές κατέληξαν να σχετίζονται σε εννοιολογικό επίπεδο. Είναι παρόμοια επειδή χρησιμοποιούν τον ίδιο τύπο δομής αναπαράστασης (μετα)δεδομένων - Β-δέντρα («δι-δέντρα»).

Όπως κάθε ιεραρχικό σύστημα, ένα Β-δέντρο ξεκινά με μια εγγραφή ρίζας και στη συνέχεια διακλαδίζεται σε στοιχεία φύλλων - μεμονωμένες εγγραφές αρχείων και των ιδιοτήτων τους ή "φύλλα". Το κύριο σημείο της δημιουργίας μιας τέτοιας λογικής δομής ήταν η επιτάχυνση της αναζήτησης αντικειμένων συστήματος αρχείων σε μεγάλους δυναμικούς πίνακες - όπως σκληροι ΔΙΣΚΟΙμε χωρητικότητα πολλών terabyte ή ακόμα πιο εντυπωσιακές συστοιχίες RAID.

Τα B-trees απαιτούν πολύ λιγότερες προσβάσεις σε δίσκο από άλλους τύπους ισορροπημένα δέντρα, ενώ εκτελείτε τις ίδιες λειτουργίες. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι τα τελικά αντικείμενα στα Β-δέντρα βρίσκονται ιεραρχικά στο ίδιο ύψος και η ταχύτητα όλων των λειτουργιών είναι ακριβώς ανάλογη με το ύψος του δέντρου.

Όπως και άλλα ισορροπημένα δέντρα, τα Β-δέντρα έχουν ίσα μήκη διαδρομής από τη ρίζα έως οποιοδήποτε φύλλο. Αντί να μεγαλώνουν προς τα πάνω, διακλαδίζονται περισσότερο και μεγαλώνουν: όλα τα σημεία διακλάδωσης σε ένα δέντρο B αποθηκεύουν πολλές αναφορές σε θυγατρικά αντικείμενα, γεγονός που καθιστά εύκολη την εύρεση τους σε λιγότερες κλήσεις. Ένας μεγάλος αριθμός δεικτών μειώνει τον αριθμό των πιο χρονοβόρων λειτουργιών δίσκου - τοποθέτηση κεφαλής κατά την ανάγνωση αυθαίρετων μπλοκ.

Η έννοια των Β-δέντρων διατυπώθηκε στη δεκαετία του εβδομήντα και έκτοτε έχει υποστεί διάφορες βελτιώσεις. Με τη μια ή την άλλη μορφή υλοποιείται σε NTFS, BFS, XFS, JFS, ReiserFS και πολλά DBMS. Όλοι τους είναι συγγενείς ως προς τις βασικές αρχές οργάνωσης δεδομένων. Οι διαφορές αφορούν λεπτομέρειες, συχνά αρκετά σημαντικές. Τα σχετικά συστήματα αρχείων έχουν επίσης ένα κοινό μειονέκτημα: όλα δημιουργήθηκαν για να λειτουργούν ειδικά με δίσκους ακόμη και πριν από την εμφάνιση των SSD.

Η μνήμη flash ως η μηχανή προόδου

Οι μονάδες στερεάς κατάστασης αντικαθιστούν σταδιακά τις μονάδες δίσκων, αλλά προς το παρόν αναγκάζονται να χρησιμοποιούν συστήματα αρχείων που τους είναι ξένα και μεταβιβάζονται με κληρονομικότητα. Είναι κατασκευασμένα σε συστοιχίες μνήμης flash, των οποίων οι αρχές λειτουργίας διαφέρουν από αυτές των συσκευών δίσκων. Συγκεκριμένα, η μνήμη flash πρέπει να διαγραφεί πριν γραφτεί, μια λειτουργία που τα τσιπ NAND δεν μπορούν να εκτελέσουν σε επίπεδο μεμονωμένου κελιού. Είναι δυνατό μόνο για μεγάλα μπλοκ εξ ολοκλήρου.

Αυτός ο περιορισμός οφείλεται στο γεγονός ότι στη μνήμη NAND όλα τα κελιά συνδυάζονται σε μπλοκ, καθένα από τα οποία έχει μόνο μία κοινή σύνδεση με τον δίαυλο ελέγχου. Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες για την οργάνωση της σελίδας και δεν θα περιγράψουμε την πλήρη ιεραρχία. Η ίδια η αρχή των ομαδικών λειτουργιών με κελιά και το γεγονός ότι τα μεγέθη των μπλοκ μνήμης flash είναι συνήθως μεγαλύτερα από τα μπλοκ που απευθύνονται σε οποιοδήποτε σύστημα αρχείων είναι σημαντικά. Επομένως, όλες οι διευθύνσεις και οι εντολές για μονάδες με NAND flash πρέπει να μεταφράζονται μέσω του επιπέδου αφαίρεσης FTL (Flash Translation Layer).

Η συμβατότητα με τη λογική των συσκευών δίσκων και η υποστήριξη για εντολές των εγγενών διεπαφών τους παρέχεται από ελεγκτές μνήμης flash. Συνήθως, το FTL εφαρμόζεται στο υλικολογισμικό τους, αλλά μπορεί (εν μέρει) να εφαρμοστεί στον κεντρικό υπολογιστή - για παράδειγμα, το Plextor εγγράφει προγράμματα οδήγησης για τους SSD του που επιταχύνουν την εγγραφή.

Είναι αδύνατο να γίνει χωρίς FTL, καθώς ακόμη και η εγγραφή ενός bit σε ένα συγκεκριμένο κελί ενεργοποιεί μια ολόκληρη σειρά λειτουργιών: ο ελεγκτής βρίσκει το μπλοκ που περιέχει το επιθυμητό κελί. το μπλοκ διαβάζεται πλήρως, γράφεται στην κρυφή μνήμη ή στον ελεύθερο χώρο και, στη συνέχεια, διαγράφεται εξ ολοκλήρου και μετά ξαναγράφεται με τις απαραίτητες αλλαγές.

Αυτή η προσέγγιση θυμίζει την καθημερινή ζωή στο στρατό: για να δώσει διαταγή σε έναν στρατιώτη, ο λοχίας κάνει μια γενική παράταξη, καλεί τον φτωχό εκτός σχηματισμού και διατάζει τους υπόλοιπους να διαλυθούν. Στη σπάνια πλέον μνήμη NOR, η οργάνωση ήταν ειδικές δυνάμεις: κάθε κυψέλη ελεγχόταν ανεξάρτητα (κάθε τρανζίστορ είχε μια ατομική επαφή).

Οι εργασίες για τους ελεγκτές αυξάνονται, αφού με κάθε γενιά μνήμης flash η τεχνική διαδικασία παραγωγής της μειώνεται προκειμένου να αυξηθεί η πυκνότητα και να μειωθεί το κόστος αποθήκευσης δεδομένων. Μαζί με τα τεχνολογικά πρότυπα, η εκτιμώμενη διάρκεια ζωής των τσιπ μειώνεται επίσης.

Οι μονάδες με κελιά SLC ενός επιπέδου είχαν δηλωμένο πόρο 100 χιλιάδων κύκλων επανεγγραφής και ακόμη περισσότερους. Πολλά από αυτά εξακολουθούν να λειτουργούν σε παλιές μονάδες flash και κάρτες CF. Για MLC εταιρικής κατηγορίας (eMLC), ο πόρος δηλώθηκε στην περιοχή από 10 έως 20 χιλιάδες, ενώ για MLC κανονικού καταναλωτή εκτιμάται σε 3-5 χιλιάδες. Η μνήμη αυτού του τύπου συμπιέζεται ενεργά από ακόμη φθηνότερο TLC, του οποίου ο πόρος μόλις φτάνει τους χίλιους κύκλους. Η διατήρηση της διάρκειας ζωής της μνήμης flash σε αποδεκτό επίπεδο απαιτεί κόλπα λογισμικού και τα νέα συστήματα αρχείων γίνονται ένα από αυτά.

Αρχικά, οι κατασκευαστές υπέθεσαν ότι το σύστημα αρχείων δεν ήταν σημαντικό. Ο ίδιος ο ελεγκτής πρέπει να εξυπηρετεί μια βραχύβια σειρά κυψελών μνήμης οποιουδήποτε τύπου, κατανέμοντας το φορτίο μεταξύ τους με τον βέλτιστο τρόπο. Για το πρόγραμμα οδήγησης συστήματος αρχείων, προσομοιώνει έναν κανονικό δίσκο και ο ίδιος εκτελεί βελτιστοποιήσεις χαμηλού επιπέδου σε οποιαδήποτε πρόσβαση. Ωστόσο, στην πράξη, βελτιστοποίηση διαφορετικές συσκευέςποικίλλει από μαγικό έως φανταστικό.

Σε εταιρικούς SSD, ο ενσωματωμένος ελεγκτής είναι ένας μικρός υπολογιστής. Διαθέτει τεράστιο buffer μνήμης (μισό gigabyte ή περισσότερο) και υποστηρίζει πολλές τεχνικές απόδοσης δεδομένων για την αποφυγή περιττών κύκλων επανεγγραφής. Το τσιπ οργανώνει όλα τα μπλοκ στην κρυφή μνήμη, εκτελεί νωχελικές εγγραφές, εκτελεί on-the-fly deduplication, κρατά μερικά μπλοκ και διαγράφει άλλα στο παρασκήνιο. Όλη αυτή η μαγεία συμβαίνει εντελώς απαρατήρητη από το λειτουργικό σύστημα, τα προγράμματα και τον χρήστη. Με ένα SSD όπως αυτό, πραγματικά δεν έχει σημασία ποιο σύστημα αρχείων χρησιμοποιείται. Οι εσωτερικές βελτιστοποιήσεις έχουν πολύ μεγαλύτερο αντίκτυπο στην απόδοση και τους πόρους από τις εξωτερικές.

Οι οικονομικοί SSD (και ακόμη περισσότερο οι μονάδες flash) είναι εξοπλισμένοι με πολύ λιγότερους έξυπνους ελεγκτές. Η προσωρινή μνήμη σε αυτά είναι περιορισμένη ή απουσιάζει και οι προηγμένες τεχνολογίες διακομιστή δεν χρησιμοποιούνται καθόλου. Οι ελεγκτές στις κάρτες μνήμης είναι τόσο πρωτόγονοι που συχνά υποστηρίζεται ότι δεν υπάρχουν καθόλου. Επομένως, για φθηνές συσκευές με μνήμη flash, οι εξωτερικές μέθοδοι εξισορρόπησης φορτίου παραμένουν σχετικές - κυρίως χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα συστήματα αρχείων.

Από JFFS σε F2FS

Μία από τις πρώτες προσπάθειες για τη συγγραφή ενός συστήματος αρχείων που θα λάμβανε υπόψη τις αρχές της οργάνωσης της μνήμης flash ήταν το JFFS - Journaling Flash File System. Αρχικά, αυτή η εξέλιξη από τη σουηδική εταιρεία Axis Communications είχε ως στόχο την αύξηση της απόδοσης μνήμης των συσκευών δικτύου που παρήγαγε η Axis τη δεκαετία του '90. Η πρώτη έκδοση του JFFS υποστήριζε μόνο τη μνήμη NOR, αλλά ήδη στη δεύτερη έκδοση έγινε φίλος με το NAND.

Επί του παρόντος, το JFFS2 έχει περιορισμένη χρήση. Βασικά εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε Διανομές Linuxγια ενσωματωμένα συστήματα. Μπορεί να βρεθεί σε δρομολογητές, κάμερες IP, NAS και άλλους τακτικούς χρήστες του Internet of Things. Γενικά, όπου απαιτείται μικρή ποσότητα αξιόπιστης μνήμης.

Μια περαιτέρω προσπάθεια ανάπτυξης του JFFS2 ήταν το LogFS, το οποίο αποθήκευε inodes ξεχωριστό αρχείο. Οι συντάκτες αυτής της ιδέας είναι ο Jorn Engel, υπάλληλος του γερμανικού τμήματος της IBM, και ο Robert Mertens, δάσκαλος στο Πανεπιστήμιο του Osnabrück. Ο πηγαίος κώδικας LogFS είναι διαθέσιμος στο GitHub. Κρίνοντας από το γεγονός ότι τελευταία αλλαγήΚατασκευάστηκε πριν από τέσσερα χρόνια, το LogFS δεν κέρδισε ποτέ δημοτικότητα.

Αλλά αυτές οι προσπάθειες ώθησαν την εμφάνιση ενός άλλου εξειδικευμένου συστήματος αρχείων - F2FS. Αναπτύχθηκε από την Samsung Corporation, η οποία αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό μέρος της μνήμης flash που παράγεται στον κόσμο. Η Samsung κατασκευάζει τσιπ NAND Flash για τις δικές της συσκευές και για άλλες εταιρείες, και αναπτύσσει επίσης SSD με ουσιαστικά νέες διεπαφές αντί για παλαιούς δίσκους. Η δημιουργία ενός εξειδικευμένου συστήματος αρχείων βελτιστοποιημένου για μνήμη flash ήταν μια μακροπρόθεσμη αναγκαιότητα από την άποψη της Samsung.

Πριν από τέσσερα χρόνια, το 2012, η ​​Samsung δημιούργησε το F2FS (Flash Friendly File System). Η ιδέα της ήταν καλή, αλλά η υλοποίηση αποδείχθηκε ωμή. Το βασικό καθήκον κατά τη δημιουργία του F2FS ήταν απλό: να μειωθεί ο αριθμός των λειτουργιών επανεγγραφής κελιών και να κατανεμηθεί το φορτίο σε αυτά όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα. Αυτό απαιτεί την εκτέλεση λειτουργιών σε πολλαπλά κελιά εντός του ίδιου μπλοκ την ίδια στιγμή, αντί να τα εξαναγκάζουν ένα κάθε φορά. Αυτό σημαίνει ότι αυτό που χρειάζεται δεν είναι η άμεση επανεγγραφή των υπαρχόντων μπλοκ με το πρώτο αίτημα του λειτουργικού συστήματος, αλλά η προσωρινή αποθήκευση εντολών και δεδομένων, η προσθήκη νέων μπλοκ στον ελεύθερο χώρο και η καθυστερημένη διαγραφή κελιών.

Σήμερα, η υποστήριξη F2FS εφαρμόζεται ήδη επίσημα στο Linux (και επομένως στο Android), αλλά ειδικά πλεονεκτήματαστην πράξη δεν λειτουργεί ακόμα. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος αρχείων (τεμπέλης επανεγγραφή) οδήγησε σε πρόωρα συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητά του. Το παλιό τέχνασμα προσωρινής αποθήκευσης ξεγέλασε ακόμη και τις πρώιμες εκδόσεις των σημείων αναφοράς, όπου το F2FS απέδειξε ένα φανταστικό πλεονέκτημα όχι κατά λίγα τοις εκατό (όπως αναμενόταν) ή ακόμη και κατά πολλές φορές, αλλά κατά τάξεις μεγέθους. Το πρόγραμμα οδήγησης F2FS απλώς ανέφερε την ολοκλήρωση μιας λειτουργίας που ο ελεγκτής μόλις σχεδίαζε να κάνει. Ωστόσο, εάν το πραγματικό κέρδος απόδοσης για το F2FS είναι μικρό, τότε η φθορά στις κυψέλες θα είναι σίγουρα μικρότερη από ό,τι όταν χρησιμοποιείται το ίδιο ext4. Αυτές οι βελτιστοποιήσεις που δεν μπορεί να κάνει ένας φτηνός ελεγκτής θα εκτελεστούν στο επίπεδο του ίδιου του συστήματος αρχείων.

Extents και bitmaps

Προς το παρόν, το F2FS θεωρείται εξωτικό για τους geeks. Ακόμα και στο δικό σου Samsung smartphonesΤο ext4 εξακολουθεί να ισχύει. Πολλοί το θεωρούν μια περαιτέρω ανάπτυξη του ext3, αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια. Πρόκειται περισσότερο για επανάσταση παρά για σπάσιμο του φραγμού των 2 TB ανά αρχείο και απλώς για αύξηση άλλων ποσοτικών δεικτών.

Όταν οι υπολογιστές ήταν μεγάλοι και τα αρχεία ήταν μικρά, η διευθυνσιοδότηση δεν ήταν πρόβλημα. Σε κάθε αρχείο εκχωρήθηκε ένας ορισμένος αριθμός μπλοκ, οι διευθύνσεις των οποίων καταχωρήθηκαν στον πίνακα αντιστοιχίας. Έτσι λειτουργούσε το σύστημα αρχείων ext3, το οποίο παραμένει σε λειτουργία μέχρι σήμερα. Αλλά στο ext4 εμφανίστηκε μια θεμελιωδώς διαφορετική μέθοδος διευθυνσιοδότησης - οι εκτάσεις.

Οι επεκτάσεις μπορούν να θεωρηθούν ως επεκτάσεις των inodes ως διακριτά σύνολα μπλοκ που αντιμετωπίζονται εξ ολοκλήρου ως συνεχόμενες ακολουθίες. Μια έκταση μπορεί να περιέχει ένα ολόκληρο αρχείο μεσαίου μεγέθους, αλλά για μεγάλα αρχεία αρκεί να εκχωρήσετε μια ντουζίνα ή δύο εκτάσεις. Αυτό είναι πολύ πιο αποτελεσματικό από την αντιμετώπιση εκατοντάδων χιλιάδων μικρών μπλοκ τεσσάρων kilobyte.

Ο ίδιος ο μηχανισμός εγγραφής έχει αλλάξει επίσης στο ext4. Τώρα τα μπλοκ διανέμονται αμέσως σε ένα αίτημα. Και όχι εκ των προτέρων, αλλά αμέσως πριν γράψετε δεδομένα στο δίσκο. Η Lazy multi-block allocation σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από περιττές λειτουργίες για τις οποίες έφταιγε το ext3: σε αυτό, τα μπλοκ για ένα νέο αρχείο κατανεμήθηκαν αμέσως, ακόμα κι αν χωρούσε πλήρως στη μνήμη cache και σχεδιαζόταν να διαγραφεί ως προσωρινό.

Δίαιτα περιορισμένης λίπους

Εκτός από τα ισορροπημένα δέντρα και τις τροποποιήσεις τους, υπάρχουν και άλλα δημοφιλή λογικές δομές. Υπάρχουν συστήματα αρχείων με θεμελιωδώς διαφορετικό τύπο οργάνωσης - για παράδειγμα, γραμμικό. Πιθανότατα χρησιμοποιείτε τουλάχιστον ένα από αυτά συχνά.

Μυστήριο

Μαντέψτε το αίνιγμα: στα δώδεκα άρχισε να παίρνει βάρος, στα δεκαέξι ήταν μια ηλίθια λιπαρή και στα τριάντα δύο έγινε χοντρή και παρέμεινε απλή. Ποιά είναι αυτή?

Σωστά, αυτή είναι μια ιστορία για το σύστημα αρχείων FAT. Οι απαιτήσεις συμβατότητας της παρείχαν κακή κληρονομικότητα. Στις δισκέτες ήταν 12-bit, ενεργοποιημένο σκληροι ΔΙΣΚΟΙ- στην αρχή ήταν 16-bit, αλλά έφτασε στις μέρες μας ως 32-bit. Σε κάθε επόμενη έκδοση, ο αριθμός των διευθυνσιοδοτούμενων μπλοκ αυξανόταν, αλλά τίποτα δεν άλλαξε στην ουσία του.

Το ακόμα δημοφιλές σύστημα αρχείων FAT32 εμφανίστηκε πριν από είκοσι χρόνια. Σήμερα είναι ακόμα πρωτόγονο και δεν υποστηρίζει λίστες ελέγχου πρόσβασης, ποσοστώσεις δίσκου, συμπίεση φόντου ή άλλες σύγχρονες τεχνολογίες βελτιστοποίησης δεδομένων.

Γιατί χρειάζεται το FAT32 αυτές τις μέρες; Όλα εξακολουθούν να είναι αποκλειστικά για τη διασφάλιση της συμβατότητας. Οι κατασκευαστές πιστεύουν δικαίως ότι ένα διαμέρισμα FAT32 μπορεί να διαβαστεί από οποιοδήποτε λειτουργικό σύστημα. Γι' αυτό το δημιουργούν σε εξωτερικούς σκληρούς δίσκους, USB Flash και κάρτες μνήμης.

Πώς να ελευθερώσετε τη μνήμη flash του smartphone σας

Οι κάρτες microSD (HC) που χρησιμοποιούνται σε smartphone διαμορφώνονται σε FAT32 από προεπιλογή. Αυτό είναι το κύριο εμπόδιο για την εγκατάσταση εφαρμογών σε αυτές και τη μεταφορά δεδομένων από την εσωτερική μνήμη. Για να το ξεπεράσετε, πρέπει να δημιουργήσετε ένα διαμέρισμα στην κάρτα με ext3 ή ext4. Όλα τα χαρακτηριστικά του αρχείου (συμπεριλαμβανομένων των δικαιωμάτων κατόχου και πρόσβασης) μπορούν να μεταφερθούν σε αυτό, ώστε οποιαδήποτε εφαρμογή να μπορεί να λειτουργεί σαν να είχε εκκινηθεί από εσωτερική μνήμη.

Τα Windows δεν γνωρίζουν πώς να δημιουργήσουν περισσότερα από ένα διαμερίσματα σε μονάδες flash, αλλά για αυτό μπορείτε να εκτελέσετε Linux (τουλάχιστον σε εικονική μηχανή) ή ένα προηγμένο βοηθητικό πρόγραμμα για εργασία με λογική κατάτμηση - για παράδειγμα, MiniTool Partition Wizard Free. Έχοντας ανακαλύψει ένα επιπλέον πρωτεύον διαμέρισμα με ext3/ext4 στην κάρτα, η εφαρμογή Link2SD και παρόμοια θα προσφέρουν πολλές περισσότερες επιλογές από ό,τι στην περίπτωση ενός μεμονωμένου διαμερίσματος FAT32.

Ένα άλλο επιχείρημα υπέρ της επιλογής του FAT32 αναφέρεται συχνά ως η έλλειψη ημερολογίου, που σημαίνει ταχύτερες λειτουργίες εγγραφής και λιγότερη φθορά στα κελιά μνήμης NAND Flash. Στην πράξη, η χρήση του FAT32 οδηγεί στο αντίθετο και δημιουργεί πολλά άλλα προβλήματα.

Οι μονάδες flash και οι κάρτες μνήμης πεθαίνουν γρήγορα λόγω του γεγονότος ότι οποιαδήποτε αλλαγή στο FAT32 προκαλεί αντικατάσταση των ίδιων τομέων όπου βρίσκονται δύο αλυσίδες πινάκων αρχείων. Αποθήκευσα ολόκληρη την ιστοσελίδα και αντικαταστάθηκε εκατό φορές - με κάθε προσθήκη ενός άλλου μικρού GIF στη μονάδα flash. Έχετε κυκλοφορήσει φορητό λογισμικό; Δημιουργεί προσωρινά αρχεία και τα αλλάζει συνεχώς κατά την εκτέλεση. Επομένως, είναι πολύ καλύτερο να χρησιμοποιείτε NTFS σε μονάδες flash με τον ανθεκτικό σε αστοχία πίνακα $MFT. Τα μικρά αρχεία μπορούν να αποθηκευτούν απευθείας στον κύριο πίνακα αρχείων και οι επεκτάσεις και τα αντίγραφά του εγγράφονται σε διαφορετικές περιοχές της μνήμης flash. Επιπλέον, η δημιουργία ευρετηρίου NTFS κάνει την αναζήτηση πιο γρήγορη.

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

Για το FAT32 και το NTFS, δεν καθορίζονται θεωρητικοί περιορισμοί στο επίπεδο ένθεσης, αλλά στην πράξη είναι οι ίδιοι: μόνο 7707 υποκατάλογοι μπορούν να δημιουργηθούν σε έναν κατάλογο πρώτου επιπέδου. Όσοι τους αρέσει να παίζουν κούκλες matryoshka θα το εκτιμήσουν.

Ένα άλλο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι περισσότεροι χρήστες είναι ότι είναι αδύνατο να γράψετε ένα αρχείο μεγαλύτερο από 4 GB σε ένα διαμέρισμα FAT32. Ο λόγος είναι ότι στο FAT32 το μέγεθος του αρχείου περιγράφεται με 32 bit στον πίνακα εκχώρησης αρχείων και 2^32 (μείον ένα, για την ακρίβεια) είναι ακριβώς τέσσερα gig. Αποδεικνύεται ότι ούτε μια ταινία σε κανονική ποιότητα ούτε μια εικόνα DVD μπορούν να εγγραφούν σε μια πρόσφατα αγορασμένη μονάδα flash.

Η αντιγραφή μεγάλων αρχείων δεν είναι τόσο κακό: όταν προσπαθείτε να το κάνετε αυτό, το σφάλμα είναι τουλάχιστον αμέσως ορατό. Σε άλλες περιπτώσεις, το FAT32 λειτουργεί ως ωρολογιακή βόμβα. Για παράδειγμα, αντιγράψατε φορητό λογισμικό σε μια μονάδα flash και στην αρχή το χρησιμοποιείτε χωρίς προβλήματα. Μετά από πολύ καιρό, ένα από τα προγράμματα (για παράδειγμα, λογιστική ή email), η βάση δεδομένων φουσκώνει και... απλά σταματά να ενημερώνεται. Δεν είναι δυνατή η αντικατάσταση του αρχείου επειδή έχει φτάσει το όριο των 4 GB.

Ένα λιγότερο προφανές πρόβλημα είναι ότι στο FAT32 η ημερομηνία δημιουργίας ενός αρχείου ή καταλόγου μπορεί να καθοριστεί εντός δύο δευτερολέπτων. Αυτό δεν είναι αρκετό για πολλές κρυπτογραφικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν χρονικές σημάνσεις. Η χαμηλή ακρίβεια του χαρακτηριστικού ημερομηνίας είναι ένας άλλος λόγος για τον οποίο το FAT32 δεν θεωρείται έγκυρο σύστημα αρχείων από την άποψη της ασφάλειας. Ωστόσο, αυτή αδύναμες πλευρέςμπορεί να χρησιμοποιηθεί για δικούς σας σκοπούς. Για παράδειγμα, εάν αντιγράψετε οποιαδήποτε αρχεία από ένα διαμέρισμα NTFS σε έναν τόμο FAT32, θα διαγραφούν από όλα τα μεταδεδομένα, καθώς και από τα κληρονομικά και ειδικά καθορισμένα δικαιώματα. Το FAT απλά δεν τα υποστηρίζει.

exFAT

Σε αντίθεση με το FAT12/16/32, το exFAT αναπτύχθηκε ειδικά για USB Flash και μεγάλες (≥ 32 GB) κάρτες μνήμης. Το εκτεταμένο FAT εξαλείφει το προαναφερθέν μειονέκτημα του FAT32 - αντικαθιστά τους ίδιους τομείς με οποιαδήποτε αλλαγή. Ως σύστημα 64-bit, δεν έχει πρακτικά σημαντικά όρια στο μέγεθος ενός μεμονωμένου αρχείου. Θεωρητικά, μπορεί να έχει μήκος 2^64 byte (16 EB) και κάρτες αυτού του μεγέθους δεν θα εμφανιστούν σύντομα.

Μια άλλη θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του exFAT είναι η υποστήριξή του για λίστες ελέγχου πρόσβασης (ACL). Αυτό δεν είναι πλέον το ίδιο απλό από τη δεκαετία του '90, αλλά η κλειστή φύση της μορφής εμποδίζει την εφαρμογή του exFAT. Η υποστήριξη ExFAT εφαρμόζεται πλήρως και νόμιμα μόνο σε Windows (ξεκινώντας από το XP SP2) και OS X (ξεκινώντας από την 10.6.5). Σε Linux και *BSD υποστηρίζεται είτε με περιορισμούς είτε όχι αρκετά νόμιμα. Η Microsoft απαιτεί άδεια χρήσης για τη χρήση του exFAT και υπάρχει μεγάλη νομική διαμάχη σε αυτόν τον τομέα.

Btrfs

Ένας άλλος εξέχων εκπρόσωπος των συστημάτων αρχείων που βασίζονται σε Β-δέντρα ονομάζεται Btrfs. Αυτό το FS εμφανίστηκε το 2007 και δημιουργήθηκε αρχικά στην Oracle με σκοπό να εργαστεί με SSD και RAID. Για παράδειγμα, μπορεί να κλιμακωθεί δυναμικά: δημιουργία νέων inodes απευθείας στο τρέχον σύστημα ή διαίρεση ενός τόμου σε υποτόμους χωρίς να τους εκχωρηθεί ελεύθερος χώρος.

Ο μηχανισμός αντιγραφής σε εγγραφή που υλοποιείται στο Btrfs και η πλήρης ενσωμάτωση με τη μονάδα πυρήνα χαρτογράφησης συσκευής σάς επιτρέπουν να τραβάτε σχεδόν στιγμιαία στιγμιότυπα μέσω εικονικής μπλοκάρισμα συσκευών. Η προσυμπίεση (zlib ή lzo) και η αφαίρεση διπλότυπων επιταχύνουν τις βασικές λειτουργίες ενώ παράλληλα επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής της μνήμης flash. Αυτό είναι ιδιαίτερα αισθητό όταν εργάζεστε με βάσεις δεδομένων (επιτυγχάνεται συμπίεση 2-4 φορές) και μικρά αρχεία (είναι γραμμένα σε τακτοποιημένα μεγάλα μπλοκ και μπορούν να αποθηκευτούν απευθείας σε "φύλλα").

Το Btrfs υποστηρίζει επίσης λειτουργία πλήρους καταγραφής (δεδομένα και μεταδεδομένα), έλεγχο έντασης ήχου χωρίς αποπροσάρτηση και πολλές άλλες σύγχρονες λειτουργίες. Ο κώδικας Btrfs δημοσιεύεται με την άδεια GPL. Αυτό το σύστημα αρχείων υποστηρίζεται ως σταθερό στο Linux από την έκδοση του πυρήνα 4.3.1.

Ημερολόγια

Σχεδόν όλα τα περισσότερο ή λιγότερο σύγχρονα συστήματα αρχείων (ext3/ext4, NTFS, HFSX, Btrfs και άλλα) ανήκουν στη γενική ομάδα των ημερολογιακών, καθώς διατηρούν αρχεία με τις αλλαγές που έγιναν σε ξεχωριστό αρχείο καταγραφής (ημερολόγιο) και ελέγχονται σε σχέση με αυτό σε την περίπτωση αστοχίας κατά τη λειτουργία του δίσκου. Ωστόσο, η ευαισθησία καταγραφής και η ανοχή σφαλμάτων αυτών των συστημάτων αρχείων διαφέρουν.

Το Ext3 υποστηρίζει τρεις λειτουργίες καταγραφής: με ανατροφοδότηση, οργανωμένη και πλήρης υλοτομία. Η πρώτη λειτουργία περιλαμβάνει μόνο εγγραφή γενικές αλλαγές(μεταδεδομένα) εκτελούνται ασύγχρονα σε σχέση με τις αλλαγές στα ίδια τα δεδομένα. Στη δεύτερη λειτουργία, εκτελείται η ίδια εγγραφή μεταδεδομένων, αλλά αυστηρά πριν γίνουν οποιεσδήποτε αλλαγές. Η τρίτη λειτουργία ισοδυναμεί με πλήρη καταγραφή (αλλάζει τόσο στα μεταδεδομένα όσο και στα ίδια τα αρχεία).

Η ακεραιότητα των δεδομένων διασφαλίζεται μόνο τελευταία επιλογή. Τα υπόλοιπα δύο επιταχύνουν μόνο τον εντοπισμό σφαλμάτων κατά τη σάρωση και εγγυώνται την αποκατάσταση της ακεραιότητας του ίδιου του συστήματος αρχείων, αλλά όχι των περιεχομένων των αρχείων.

Η εγγραφή στο NTFS είναι παρόμοια με τη δεύτερη λειτουργία καταγραφής στο ext3. Μόνο οι αλλαγές στα μεταδεδομένα καταγράφονται στο αρχείο καταγραφής και τα ίδια τα δεδομένα ενδέχεται να χαθούν σε περίπτωση αποτυχίας. Αυτή η μέθοδος καταγραφής στο NTFS δεν προοριζόταν ως τρόπος επίτευξης της μέγιστης αξιοπιστίας, αλλά μόνο ως συμβιβασμός μεταξύ της απόδοσης και της ανοχής σφαλμάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι που έχουν συνηθίσει να εργάζονται με πλήρως ημερολογιακά συστήματα θεωρούν ψευδοημερολόγιο NTFS.

Η προσέγγιση που εφαρμόζεται στο NTFS είναι κατά κάποιο τρόπο ακόμη καλύτερη από την προεπιλεγμένη στο ext3. Το NTFS επιπλέον δημιουργεί περιοδικά σημεία ελέγχου για να διασφαλίσει ότι έχουν ολοκληρωθεί όλες οι προηγουμένως αναβληθείσες λειτουργίες δίσκου. Τα σημεία ελέγχου δεν έχουν καμία σχέση με τα σημεία ανάκτησης στο \System Volume Information\ . Αυτές είναι απλώς καταχωρήσεις στο αρχείο καταγραφής υπηρεσιών.

Η πρακτική δείχνει ότι μια τέτοια μερική εγγραφή NTFS είναι στις περισσότερες περιπτώσεις επαρκής για λειτουργία χωρίς προβλήματα. Εξάλλου, ακόμη και με μια ξαφνική διακοπή ρεύματος, οι συσκευές δίσκου δεν χάνουν ρεύμα αμέσως. Το τροφοδοτικό και οι πολυάριθμοι πυκνωτές στους ίδιους τους δίσκους παρέχουν μόνο την ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που είναι αρκετή για να ολοκληρωθεί η τρέχουσα λειτουργία εγγραφής. Με τους σύγχρονους SSD, με την ταχύτητα και την απόδοσή τους, η ίδια ποσότητα ενέργειας είναι συνήθως αρκετή για την εκτέλεση εκκρεμών λειτουργιών. Μια προσπάθεια μετάβασης σε πλήρη καταγραφή θα μείωνε σημαντικά την ταχύτητα των περισσότερων λειτουργιών.

Σύνδεση αρχείων τρίτων στα Windows

Η χρήση συστημάτων αρχείων περιορίζεται από την υποστήριξή τους σε επίπεδο λειτουργικού συστήματος. Για παράδειγμα, τα Windows δεν κατανοούν ext2/3/4 και HFS+, αλλά μερικές φορές είναι απαραίτητο να τα χρησιμοποιήσετε. Αυτό μπορεί να γίνει με την προσθήκη του κατάλληλου προγράμματος οδήγησης.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ

Τα περισσότερα προγράμματα οδήγησης και πρόσθετα για την υποστήριξη συστημάτων αρχείων τρίτων έχουν τους περιορισμούς τους και δεν λειτουργούν πάντα σταθερά. Ενδέχεται να έρχονται σε διένεξη με άλλα προγράμματα οδήγησης, προγράμματα προστασίας από ιούς και προγράμματα εικονικοποίησης.

Ένα ανοιχτό πρόγραμμα οδήγησης για ανάγνωση και εγγραφή κατατμήσεων ext2/3 με μερική υποστήριξη για ext4. ΣΕ τελευταία έκδοσηΥποστηρίζονται εκτάσεις και κατατμήσεις έως 16 TB. Το LVM, οι λίστες ελέγχου πρόσβασης και τα εκτεταμένα χαρακτηριστικά δεν υποστηρίζονται.

Υπάρχει δωρεάν πρόσθετοΓια Συνολικός Διοικητής. Υποστηρίζει την ανάγνωση κατατμήσεων ext2/3/4.

Το coLinux είναι μια ανοιχτή και δωρεάν θύρα του πυρήνα του Linux. Μαζί με ένα πρόγραμμα οδήγησης 32-bit, σας επιτρέπει να εκτελείτε Linux σε περιβάλλον Windowsαπό το 2000 έως το 7 χωρίς χρήση τεχνολογιών εικονικοποίησης. Υποστηρίζει μόνο εκδόσεις 32-bit. Η ανάπτυξη μιας τροποποίησης 64-bit ακυρώθηκε. Το coLinux επιτρέπει, μεταξύ άλλων, την οργάνωση από Πρόσβαση στα Windowsσε κατατμήσεις ext2/3/4. Η υποστήριξη για το έργο ανεστάλη το 2014.

Τα Windows 10 ενδέχεται να έχουν ήδη ενσωματωμένη υποστήριξη για συγκεκριμένα Αρχείο Linuxσυστήματα, είναι απλώς κρυμμένο. Αυτές οι σκέψεις προτείνονται από το πρόγραμμα οδήγησης σε επίπεδο πυρήνα Lxcore.sys και την υπηρεσία LxssManager, η οποία φορτώνεται ως βιβλιοθήκη από τη διαδικασία Svchost.exe. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό, δείτε την αναφορά του Alex Ionescu «The Linux Kernel Hidden Inside Windows 10», την οποία έδωσε στο Black Hat 2016.

Το ExtFS για Windows είναι ένα πρόγραμμα οδήγησης επί πληρωμή που παράγεται από την Paragon. Λειτουργεί σε Windows 7 έως 10 και υποστηρίζει πρόσβαση ανάγνωσης/εγγραφής σε τόμους ext2/3/4. Παρέχει σχεδόν πλήρη υποστήριξη για το ext4 στα Windows.

Το HFS+ για Windows 10 είναι ένα άλλο ιδιόκτητο πρόγραμμα οδήγησης που παράγεται από την Paragon Software. Παρά το όνομα, λειτουργεί σε όλα εκδόσεις Windowsξεκινώντας με XP. Παρέχει πλήρη πρόσβαση σε συστήματα αρχείων HFS+/HFSX σε δίσκους με οποιαδήποτε διάταξη (MBR/GPT).

Το WinBtrfs είναι μια πρώιμη ανάπτυξη του προγράμματος οδήγησης Btrfs για Windows. Ήδη στην έκδοση 0.6 υποστηρίζει πρόσβαση ανάγνωσης και εγγραφής σε τόμους Btrfs. Μπορεί να χειριστεί σκληρούς και συμβολικούς συνδέσμους, υποστηρίζει εναλλακτικές ροές δεδομένων, ACL, δύο τύπους συμπίεσης και ασύγχρονη λειτουργία ανάγνωσης/εγγραφής. Ενώ το WinBtrfs δεν γνωρίζει πώς να χρησιμοποιεί τα mkfs.btrfs, btrfs-balance και άλλα βοηθητικά προγράμματα για τη διατήρηση αυτού του συστήματος αρχείων.

Δυνατότητες και περιορισμοί συστημάτων αρχείων: συνοπτικός πίνακας

Σύστημα αρχείων	Μέγιστο μέγεθος όγκου	Περιορίστε το μέγεθος ενός αρχείου	Μήκος του κατάλληλου ονόματος αρχείου	Μήκος του πλήρους ονόματος αρχείου (συμπεριλαμβανομένης της διαδρομής από τη ρίζα)	Περιορίστε τον αριθμό αρχείων ή/και καταλόγων	Ακρίβεια ένδειξης ημερομηνίας αρχείου/καταλόγου	Δικαιώματα dos-tu-pa	Σκληροί σύνδεσμοι	Συμβολικοί σύνδεσμοι	Στιγμιότυπα	Συμπίεση δεδομένων στο παρασκήνιο	Κρυπτογράφηση δεδομένων στο παρασκήνιο	Παππού-πλε-κα-τιον των δεδομένων
FAT16	2 GB σε τομείς 512 byte ή 4 GB σε συμπλέγματα 64 KB	2 GB	255 byte με LFN	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
FAT32	8 τομείς TB των 2 KB έκαστος	4 GB (2^32 - 1 byte)	255 byte με LFN	έως 32 υποκαταλόγους με CDS	65460	10 ms (δημιουργία) / 2 s (τροποποίηση)	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι
exFAT	≈ 128 PB (2^32-1 συμπλέγματα 2^25-1 bytes) θεωρητικά / 512 TB λόγω περιορισμών τρίτων	16 EB (2^64 - 1 byte)			2796202 στον κατάλογο	10 ms	ACL	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι
NTFS	256 TB σε συμπλέγματα 64 KB ή 16 TB σε συμπλέγματα 4 KB	16 TB (Win 7) / 256 TB (Win 8)	255 χαρακτήρες Unicode (UTF-16)	32.760 χαρακτήρες Unicode, έως και 255 χαρακτήρες ανά στοιχείο	2^32-1	100 ns	ACL	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί
HFS+	8 EB (2^63 byte)	8 EB	255 χαρακτήρες Unicode (UTF-16)	δεν περιορίζεται χωριστά	2^32-1	1 s	Unix, ACL	Ναί	Ναί	Οχι	Ναί	Ναί	Οχι
APFS	8 EB (2^63 byte)	8 EB	255 χαρακτήρες Unicode (UTF-16)	δεν περιορίζεται χωριστά	2^63	1 ns	Unix, ACL	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί
Ext3	32 TB (θεωρητικά) / 16 TB σε συμπλέγματα 4 KB (λόγω περιορισμών των προγραμμάτων e2fs)	2 TB (θεωρητικά) / 16 GB για παλαιότερα προγράμματα	255 χαρακτήρες Unicode (UTF-16)	δεν περιορίζεται χωριστά	-	1 s	Unix, ACL	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι
Ext4	1 EB (θεωρητικά) / 16 TB σε συμπλέγματα 4 KB (λόγω περιορισμών των προγραμμάτων e2fs)	16 TB	255 χαρακτήρες Unicode (UTF-16)	δεν περιορίζεται χωριστά	4 δις	1 ns	POSIX	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι	Ναί	Οχι
F2FS	16 TB	3,94 TB	255 byte	δεν περιορίζεται χωριστά	-	1 ns	POSIX, ACL	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι	Ναί	Οχι
BTRFS	16 EB (2^64 - 1 byte)	16 ΕΒ	255 χαρακτήρες ASCII	2^17 byte	-	1 ns	POSIX, ACL	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί

Το νέο σύστημα αρχείων ReFS της Microsoft εμφανίστηκε αρχικά σε διακομιστές που λειτουργούσαν Έλεγχος των Windows 2012. Και μόνο αργότερα συμπεριλήφθηκε στα Windows 10, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως μέρος της δυνατότητας Storage Spaces (τεχνολογία εικονικοποίησης χώρου δίσκου) μιας ομάδας δίσκου. ΣΕ Windows Server 2016 Η Microsoft υπόσχεται να βελτιώσει σημαντικά την εργασία με το σύστημα αρχείων ReFS και, σύμφωνα με φήμες σε έντυπη μορφή, το ReFS μπορεί να αντικαταστήσει το απαρχαιωμένο σύστημα αρχείων NTFS στο νέα έκδοση Windows 10, που φέρει περήφανα το όνομα Windows 10 Pro (για προηγμένους υπολογιστές).

Τι ακριβώς είναι όμως το ReFs, σε τι διαφέρει από το τρέχον χρησιμοποιούμενο σύστημα αρχείων NTFS και ποια πλεονεκτήματα έχει;

Τι είναι το ReFS

Εν ολίγοις, σχεδιάστηκε ως σύστημα αρχείων με ανοχή σε σφάλματα. Το ReFS είναι ένα νέο σύστημα αρχείων που βασίζεται σε κώδικα που ουσιαστικά αποτελεί επανασχεδιασμό και βελτίωση του συστήματος αρχείων NTFS. Αυτά περιλαμβάνουν βελτιωμένη αξιοπιστία αποθήκευσης πληροφοριών, σταθερή λειτουργία σε καταστάσεις πίεσης, μεγέθη αρχείων, τόμους, καταλόγους, ο αριθμός αρχείων σε τόμους και καταλόγους περιορίζεται μόνο από το μέγεθος του αριθμού 64-bit. Θυμηθείτε ότι το μέγιστο για μια τέτοια τιμή είναι μέγιστο μέγεθοςτο αρχείο θα είναι 16 exbibyte και το μέγεθος του όγκου θα είναι 1 yobibyte.

Προς το παρόν, το ReFS δεν αντικαθιστά το NTFS. Έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Αλλά δεν θα μπορείτε, ας πούμε, να διαμορφώσετε έναν δίσκο και να εγκαταστήσετε έναν νέο σε αυτόν. αντίγραφο των Windowsπώς θα το κάνατε σε NTFS.

Το ReFS προστατεύει τα δεδομένα σας

Το ReFS χρησιμοποιεί αθροίσματα ελέγχου για μεταδεδομένα και μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει αθροίσματα ελέγχου για αρχεία δεδομένων. Κάθε φορά που διαβάζετε ή γράφετε αρχεία, το ReFS ελέγχει το άθροισμα ελέγχου για να βεβαιωθεί ότι είναι σωστό. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο το σύστημα αρχείων διαθέτει ένα εργαλείο ικανό να ανιχνεύει κατεστραμμένα δεδομένα εν κινήσει.

Το ReFS είναι ενσωματωμένο με τη λειτουργία Storage Spaces. Εάν έχετε διαμορφώσει τον κατοπτρισμό με υποστήριξη ReFS, τα Windows θα εντοπίσουν εύκολα τη φθορά του συστήματος αρχείων και θα την επιδιορθώσουν αυτόματα αντιγράφοντας τα κατοπτρισμένα δεδομένα στον κατεστραμμένο δίσκο. Αυτή η λειτουργίαΔιατίθεται τόσο για Windows 10 όσο και για Windows 8.1.

Εάν το ReFS εντοπίσει κατεστραμμένα δεδομένα και δεν υπάρχει απαραίτητο αντίγραφο των δεδομένων για επαναφορά, το σύστημα αρχείων μπορεί να αφαιρέσει αμέσως τα κατεστραμμένα δεδομένα από το δίσκο. Αυτό δεν απαιτεί επανεκκίνηση συστήματος, σε αντίθεση με το NTFS.

Το ReFS δεν ελέγχει μόνο την ακεραιότητα των αρχείων κατά τη διάρκεια της εγγραφής και της ανάγνωσης. Σαρώνει αυτόματα την ακεραιότητα των δεδομένων ελέγχοντας τακτικά όλα τα αρχεία στο δίσκο, εντοπίζοντας και διορθώνοντας τα κατεστραμμένα δεδομένα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται να εκτελείτε περιοδικά την εντολή chkdsk για έλεγχο του δίσκου.

Το νέο σύστημα αρχείων είναι επίσης ανθεκτικό στην καταστροφή δεδομένων με άλλους τρόπους. Για παράδειγμα, ενημερώνετε τα μεταδεδομένα ενός αρχείου (ας πούμε το όνομα του αρχείου). Σύστημα αρχείωνΤο NTFS αλλάζει απευθείας τα μεταδεδομένα του αρχείου. Εάν αυτή τη στιγμή το σύστημα διακοπεί (διακοπή ρεύματος), υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να καταστραφεί το αρχείο. Όταν αλλάζετε μεταδεδομένα, το σύστημα αρχείων ReFS δημιουργεί ένα νέο αντίγραφο των μεταδεδομένων. Το σύστημα αρχείων δεν αντικαθιστά τα παλιά μεταδεδομένα, αλλά τα εγγράφει σε ένα νέο μπλοκ. Αυτό εξαλείφει την πιθανότητα βλάβης του αρχείου. Αυτή η στρατηγική ονομάζεται «αντιγραφή σε εγγραφή» (αντιγραφή σε εγγραφή, επισήμανση σε εγγραφή). Αυτή η στρατηγική είναι διαθέσιμη σε άλλα σύγχρονα συστήματα αρχείων όπως τα ZFS και BtrFS σε Linux, καθώς και στο νέο σύστημα αρχείων APFS της Apple.

Περιορισμοί του συστήματος αρχείων NTFS

Το ReFS είναι πιο σύγχρονο από το NTFS και υποστηρίζει πολύ μεγαλύτερους όγκους δεδομένων και μεγαλύτερα ονόματα αρχείων. Μακροπρόθεσμα αυτό είναι πολύ σημαντικό.

Στο σύστημα αρχείων NTFS, η διαδρομή αρχείου περιορίζεται στους 255 χαρακτήρες. Στο ReFS, ο μέγιστος αριθμός χαρακτήρων είναι ήδη εντυπωσιακοί 32768 χαρακτήρες. Αυτήν τη στιγμή υπάρχει μια επιλογή στα Windows 10 για να απενεργοποιήσετε το στοιχείο χαρακτήρων για NTFS. Σε τόμους δίσκου ReFS αυτό το όριο είναι απενεργοποιημένο από προεπιλογή.

Το ReFS δεν υποστηρίζει ονόματα αρχείων DOS 8.3. Σε τόμους NTFS, έχετε πρόσβαση στους φακέλους "CProgram Files", "CProgra`1". Χρειάζονται για συμβατότητα με παλαιότερο λογισμικό. Στο ReFS δεν θα βρείτε τους φακέλους που έχουμε συνηθίσει. Έχουν διαγραφεί.

Ο θεωρητικός μέγιστος όγκος δεδομένων που υποστηρίζεται από το NTFS είναι 16 exabyte, το ReFS υποστηρίζει έως και 262.144 exabyte. Τώρα αυτό το ποσοστό φαίνεται απλά τεράστιο.

Απόδοση ReFS

Οι προγραμματιστές δεν έθεσαν στόχο να δημιουργήσουν ένα πιο παραγωγικό σύστημα αρχείων. Έφτιαξαν ένα πιο βελτιστοποιημένο σύστημα.

Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται με έναν πίνακα, το ReFS υποστηρίζει βελτιστοποίηση επιπέδου σε πραγματικό χρόνο. Έχετε μια πισίνα αποθήκευσης που αποτελείται από δύο δίσκους. Ο πρώτος δίσκος επιλέγεται για λειτουργία υψηλής ταχύτητας, γρήγορη πρόσβασηστα δεδομένα. Ο δεύτερος δίσκος επιλέγεται με κριτήρια αξιοπιστίας για μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων. ΣΕ ΙστορικόΤο ReFS θα μετακινήσει αυτόματα μεγάλα κομμάτια δεδομένων σε έναν πιο αργό δίσκο, διασφαλίζοντας έτσι ότι τα δεδομένα αποθηκεύονται με ασφάλεια.

Στον Windows Server 2016, οι προγραμματιστές πρόσθεσαν ένα εργαλείο που βελτιώνει την απόδοση χρησιμοποιώντας ορισμένες δυνατότητες εικονικής μηχανής. Για παράδειγμα, το ReFS υποστηρίζει την αντιγραφή μπλοκ, η οποία επιταχύνει τη διαδικασία αντιγραφής εικονικής μηχανής και τις λειτουργίες συγχώνευσης σημείων ελέγχου. Για να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο μιας εικονικής μηχανής, το ReFS δημιουργεί ένα νέο αντίγραφο των μεταδεδομένων στο δίσκο και παρέχει έναν σύνδεσμο προς τα αντιγραμμένα δεδομένα στο δίσκο. Αυτό συμβαίνει ώστε με το ReFS, πολλά αρχεία να μπορούν να αναφέρουν τα ίδια υποκείμενα δεδομένα στο δίσκο. Αφού έχετε δουλέψει με εικονική μηχανή, αλλάξτε τα δεδομένα, γράφονται στο δίσκο σε διαφορετική θέση, αλλά τα αρχικά δεδομένα εικονικής μηχανής παραμένουν στο δίσκο. Αυτό επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία δημιουργίας αντιγράφων και μειώνει το φορτίο στο δίσκο.

Το ReFS υποστηρίζει "Sparse VDL" (αποφορτισμένα αρχεία). Ένα αραιό αρχείο είναι ένα αρχείο στο οποίο μια ακολουθία μηδενικών byte έχει αντικατασταθεί με πληροφορίες σχετικά με αυτήν την ακολουθία (μια λίστα οπών). τρύπες - συγκεκριμένη σειράμηδέν byte μέσα στο αρχείο που δεν είναι γραμμένα στο δίσκο. Οι πληροφορίες σχετικά με τις ίδιες τις τρύπες αποθηκεύονται στα μεταδεδομένα του συστήματος αρχείων.

Η τεχνολογία υποστήριξης εκφορτωμένων αρχείων σάς επιτρέπει να γράφετε γρήγορα μηδενικά μεγάλο αρχείο. Αυτό επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία δημιουργίας ενός νέου, άδειου, σταθερού μεγέθους αρχείου εικονικού σκληρού δίσκου (VHD). Η δημιουργία ενός τέτοιου αρχείου στο ReFS διαρκεί λίγα δευτερόλεπτα, ενώ στο NTFS μια τέτοια λειτουργία διαρκεί έως και 10 λεπτά.

Ωστόσο, το ReFS δεν μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως το NTFS

Όλα όσα περιγράψαμε παραπάνω ακούγονται καλά, αλλά δεν θα μπορείτε να μεταβείτε σε ReFS από NTFS. Τα Windows δεν μπορούν να εκκινήσουν από το σύστημα αρχείων ReFS, απαιτώντας NTFS.

Το ReFS δεν διαθέτει πολλές τεχνολογίες διαθέσιμες σε NTFS. Για παράδειγμα, συμπίεση και κρυπτογράφηση συστήματος αρχείων, σκληροί σύνδεσμοι, εκτεταμένα χαρακτηριστικά, αφαίρεση διπλών δεδομένων και όρια δίσκου. Επιπλέον, σε αντίθεση με το NTFS, το ReFS υποστηρίζει την τεχνολογία πλήρη κρυπτογράφησηδεδομένα - BitLocker.

Στα Windows 10, δεν θα μπορείτε να διαμορφώσετε ένα διαμέρισμα δίσκου με ReFS. Το νέο σύστημα αρχείων είναι διαθέσιμο μόνο για συστήματα αποθήκευσης όπου η κύρια λειτουργία του είναι η προστασία δεδομένων από καταστροφή. Στον Windows Server 2016, θα μπορείτε να διαμορφώσετε ένα διαμέρισμα δίσκου με ReFS. Θα μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να εκτελέσετε εικονικές μηχανές. Αλλά δεν θα μπορείτε να το επιλέξετε ως δίσκο εκκίνησης. Τα Windows εκκινούνται μόνο από το σύστημα αρχείων NTFS.

Δεν είναι σαφές τι επιφυλάσσει το μέλλον της Microsoft για το νέο σύστημα αρχείων. Ίσως μια μέρα θα αντικαταστήσει πλήρως το NTFS σε όλες τις εκδόσεις των Windows. Αλλά επάνω αυτή τη στιγμήΤο ReFS μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ορισμένες εργασίες.

Εφαρμογή του ReFS

Πολλά έχουν ειπωθεί παραπάνω για την υποστήριξη του νέου λειτουργικού συστήματος. Περιγράφονται τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα. Σας προτείνω να σταματήσετε και να συνοψίσετε. Για ποιους σκοπούς μπορεί, και ίσως πρέπει, να χρησιμοποιηθεί το ReFS.

Στα Windows 10, το ReFS ισχύει μόνο σε συνδυασμό με το στοιχείο Storage Spaces. Φροντίστε να μορφοποιήσετε τον δίσκο σας που είναι αφιερωμένος στην αποθήκευση δεδομένων σε ReFS και όχι σε NTFS. Σε αυτήν την περίπτωση, θα μπορείτε να εκτιμήσετε πλήρως την αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων.

Στον Windows Server, μπορείτε να διαμορφώσετε ένα διαμέρισμα για ReFS χρησιμοποιώντας το πρότυπο Εργαλείο Windowsστην κονσόλα διαχείρισης δίσκων. Συνιστάται να το μορφοποιήσετε για ReFS εάν χρησιμοποιείτε εικονικούς διακομιστές. Αλλά να το θυμάσαι δίσκος εκκίνησηςπρέπει να μορφοποιηθεί ως NTFS. Η εκκίνηση από το σύστημα αρχείων ReFS δεν υποστηρίζεται από λειτουργικά συστήματα Windows.

Νέο σύστημα αρχείων ReFS και Windows 10| 28-06-2017 06:34:15 | Σούπερ χρήστης | Λογισμικό συστήματος | https://site/media/system/images/new.png | Το νέο σύστημα αρχείων από το Microsoft ReFS αντικατέστησε το ξεπερασμένο NTFS. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του ReFS και σε τι διαφέρει από το NTFS | refs, refs ή ntfs, refs windows 10, refs σύστημα αρχείων, νέα συστήματα αρχείων, σύστημα ntfs, σύστημα αρχείων ntfs

Γνωρίστε το νέο σύστημα αρχείων ReFS (Resilient File System - Fault-tolerant file system).

Κατ 'αρχήν, δεν είναι τόσο νέο, η Microsoft δεν ανέπτυξε το ReFS από το μηδέν, παλαιότερα γνωστό με την κωδική ονομασία Protogon, το οποίο αναπτύχθηκε για τον Windows Server 8 και τώρα θα εγκατασταθεί σε υπολογιστές-πελάτες Windows 8.

Έτσι, για άνοιγμα, κλείσιμο, ανάγνωση και εγγραφή αρχείων, το σύστημα χρησιμοποιεί τις ίδιες διεπαφές πρόσβασης API με το NTFS.
Πολλά γνωστά χαρακτηριστικά παρέμειναν ανέγγιχτα - για παράδειγμα, κρυπτογράφηση δίσκου Bitlocker και συμβολικοί σύνδεσμοι για βιβλιοθήκες.
Άλλα χαρακτηριστικά, όπως η συμπίεση δεδομένων, έχουν εξαφανιστεί.

Το προηγούμενο σύστημα αρχείων NTFS (New Technology File System) στην έκδοση 1.2 παρουσιάστηκε το 1993 ως μέρος των Windows NT 3.1 και με την εμφάνιση των Windows XP το 2001, το NTFS είχε αυξηθεί στην έκδοση 3.1 και μόνο τότε άρχισε να γίνεται εγκατεστημένο σε μηχανήματα πελάτη.
Σταδιακά, οι δυνατότητες NTFS έχουν φτάσει στα όριά τους: έλεγχος μέσων αποθήκευσης μεγάλη χωρητικότηταδιαρκεί πάρα πολύ.
Το αρχείο καταγραφής (αρχείο εγγραφής) επιβραδύνει την πρόσβαση και το μέγιστο μέγεθος αρχείου έχει σχεδόν φτάσει.

Οι περισσότερες από τις καινοτομίες της ReFS βρίσκονται στον τομέα της δημιουργίας και διαχείρισης δομών αρχείων και φακέλων.
Είναι σχεδιασμένα για αυτόματη διόρθωση σφαλμάτων, μέγιστη κλιμάκωση και λειτουργία στη λειτουργία Always Online.
Για τους σκοπούς αυτούς, η Microsoft χρησιμοποιεί την έννοια των δέντρων B+, γνωστή από τις βάσεις δεδομένων.
Αυτό σημαίνει ότι οι φάκελοι στο σύστημα αρχείων είναι δομημένοι ως πίνακες με αρχεία ως καταχωρήσεις.

Αυτά, με τη σειρά τους, μπορούν να έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά που προστίθενται ως υποπίνακες, δημιουργώντας μια ιεραρχική δομή δέντρου.
Ακόμη και ο ελεύθερος χώρος στο δίσκο είναι οργανωμένος σε πίνακες.
Ο πυρήνας του συστήματος ReFS είναι ο πίνακας αντικειμένων - ένας κεντρικός κατάλογος που παραθέτει όλους τους πίνακες του συστήματος.

Το ReFS έχει απαλλαγεί από τη σύνθετη διαχείριση αρχείων καταγραφής και τώρα καταγράφει νέες πληροφορίες αρχείων ελεύθερος χώρος, που εμποδίζει την αντικατάστασή του.
Αλλά ακόμα κι αν συμβεί ξαφνικά, το σύστημα θα καταχωρήσει εκ νέου συνδέσμους σε εγγραφές στη δομή B+-tree.

Όπως το NTFS, το ReFS διακρίνει ουσιαστικά τις πληροφορίες αρχείων (μεταδεδομένα) και το περιεχόμενο αρχείων (δεδομένα χρήστη), αλλά παρέχει γενναιόδωρα και στα δύο τα ίδια χαρακτηριστικά ασφαλείας.
Έτσι, τα μεταδεδομένα προστατεύονται από προεπιλογή χρησιμοποιώντας αθροίσματα ελέγχου.
Η ίδια προστασία μπορεί να παρέχεται στα δεδομένα χρήστη εάν το επιθυμείτε.
Αυτά τα αθροίσματα ελέγχου βρίσκονται στο δίσκο σε ασφαλή απόσταση το ένα από το άλλο, έτσι ώστε εάν παρουσιαστεί σφάλμα, τα δεδομένα να μπορούν να ανακτηθούν.

Μεταφορά δεδομένων από NTFS σε ReFS

Θα είναι δυνατή η εύκολη και εύκολη μετατροπή δεδομένων από NTFS σε ReFS και αντίστροφα στα Windows 8;
Η Microsoft λέει ότι δεν θα υπάρχει καμία ενσωματωμένη λειτουργία μετατροπής μορφής, αλλά οι πληροφορίες μπορούν ακόμα να αντιγραφούν.
Το πεδίο εφαρμογής του ReFS είναι προφανές: στην αρχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως μεγάλος διαχειριστής δεδομένων για τον διακομιστή.
Επομένως, δεν είναι ακόμη δυνατή η εκτέλεση των Windows 8 από δίσκο που εκτελεί το νέο σύστημα αρχείων.
Δεν θα υπάρχουν ακόμα εξωτερικοί δίσκοι με ReFS - μόνο εσωτερικοί.

Προφανώς, με την πάροδο του χρόνου το ReFS θα εξοπλιστεί μεγάλο ποσόλειτουργεί και θα μπορεί να αντικαταστήσει το ξεπερασμένο σύστημα.
Ίσως αυτό να συμβεί με την κυκλοφορία του πρώτου πακέτου ενημέρωσης για τα Windows 8.

Σύγκριση συστημάτων αρχείων NTFS και ReFS.

Μετονόμασε το αρχείο

NTFS

1. Το NTFS γράφει στο αρχείο καταγραφής ότι το όνομα του αρχείου πρέπει να αλλάξει.
Το NTFS καταγράφει επίσης όλες τις ενέργειες εκεί.
2. Μόνο μετά από αυτό αλλάζει επιτόπου το όνομα του αρχείου.
Έτσι, το παλιό όνομα αντικαθίσταται από το νέο.
3. Τέλος, στο Log (αρχείο εγγραφής συστήματος αρχείων) εμφανίζεται ένα σημάδι που υποδεικνύει την επιτυχή ολοκλήρωση της καθορισμένης λειτουργίας.

ReFS

1 - Το νέο όνομα γράφεται στον ελεύθερο χώρο.
Είναι πολύ σημαντικό να μην σβήσει το προηγούμενο όνομα στην αρχή.
2 - Μόλις γραφτεί το νέο όνομα, το ReFS αλλάζει την αναφορά στο πεδίο ονόματος.
Τώρα στο σύστημα αρχείων δεν οδηγεί στο παλιό όνομα, αλλά στο νέο.

Μετονομασία αρχείου κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος

ReFS

1. Το NTFS, ως συνήθως, εγγράφει την αίτηση αλλαγής στο αρχείο καταγραφής.
2. Μετά από αυτό, λόγω διακοπής ρεύματος, η διαδικασία μετονομασίας διακόπτεται και δεν υπάρχει καταγραφή ούτε των παλαιών ούτε των νέων ονομάτων.
3. Επανεκκινεί τα Windows.
4. Μετά από αυτό, εκκινείται το πρόγραμμα διόρθωσης σφαλμάτων - Chkdisk.
5. Μόνο τώρα, χρησιμοποιώντας το Journal, κατά την εφαρμογή επαναφοράς, γίνεται επαναφορά του αρχικού ονόματος αρχείου.

NTFS

1. Στο πρώτο στάδιο, το ReFS γράφει ένα νέο όνομα σε άλλη θέση στο σύστημα αρχείων, αλλά αυτή τη στιγμή η παροχή ρεύματος διακόπτεται.
2. Η αποτυχία προκαλεί αυτόματη επανεκκίνηση των Windows.
3. Μετά από αυτό, ξεκινά το πρόγραμμα Chkdisk. Αναλύει το σύστημα αρχείων για σφάλματα και τα διορθώνει εάν χρειάζεται.
Εν τω μεταξύ, το σύνολο δεδομένων ReFS βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση. Το προηγούμενο όνομα αρχείου γίνεται ξανά έγκυρο αμέσως μετά από διακοπή ρεύματος.

Βασικοί στόχοι του ReFS:

Διατηρήστε τη μέγιστη συμβατότητα με ένα σύνολο ευρέως χρησιμοποιούμενων χαρακτηριστικών NTFS και ταυτόχρονα απαλλαγείτε από περιττές που απλώς περιπλέκουν το σύστημα.
. Επαλήθευση και αυτόματη διόρθωση δεδομένων.
. Μέγιστη επεκτασιμότητα.
. Η αδυναμία πλήρους απενεργοποίησης του συστήματος αρχείων λόγω της απομόνωσης ελαττωματικών περιοχών.
. Ευέλικτη αρχιτεκτονική με χρήση της δυνατότητας Storage Spaces, η οποία έχει σχεδιαστεί και υλοποιηθεί ειδικά για το ReFS.

Βασικές λειτουργίες ReFS (ορισμένες είναι διαθέσιμες μόνο με Storage Spaces):

Ακεραιότητα μεταδεδομένων με αθροίσματα ελέγχου.
. Ροές ακεραιότητας: μια μέθοδος εγγραφής δεδομένων στο δίσκο για πρόσθετη προστασία δεδομένων εάν ένα μέρος του δίσκου είναι κατεστραμμένο.
. Μοντέλο συναλλαγών "κατανομή κατά την εγγραφή" (αντιγραφή σε εγγραφή).
. Μεγάλα όρια στο μέγεθος των κατατμήσεων, των αρχείων και των καταλόγων.
Το μέγεθος διαμερίσματος περιορίζεται στα 278 byte με μέγεθος συμπλέγματος 16 KB (2 64 16 2 10), η στοίβα των Windows υποστηρίζει 2 64 .
Μέγιστος αριθμός αρχείων σε έναν κατάλογο: 2 64 .
Μέγιστος αριθμός καταλόγων σε μια ενότητα: 2 64 ;
. Συγκέντρωση και εικονικοποίηση για περισσότερα εύκολη δημιουργίακατατμήσεις και διαχείριση συστήματος αρχείων.
. Τμηματοποίηση σειριακών δεδομένων (αντιγραφή δεδομένων) για βελτιωμένη απόδοση, περιττές εγγραφές για ανοχή σφαλμάτων.
. Υποστήριξη τεχνικών καθαρισμού δίσκου φόντου (δισκοτριβή) για τον εντοπισμό κρυφών σφαλμάτων.
. Διασώστε δεδομένα γύρω από μια κατεστραμμένη περιοχή στο δίσκο.
. Κοινόχρηστες δεξαμενές αποθήκευσης μεταξύ μηχανημάτων για πρόσθετη ανοχή σφαλμάτων και εξισορρόπηση φορτίου.

Κόφτης σωλήνων και λυγιστής σωλήνων για αυτοσυναρμολόγηση εξοπλισμού υποστήριξης ζωής

Δύο εργαλεία από την EK Water Blocks απευθύνονται σε όσους συναρμολογούν τα δικά τους υγρά υγρά: το EK-Loop Soft Tube Cutter και το EK-Loop Modulus Hard Tube Bending Tool.

Σετ προγραμμάτων οδήγησης γραφικών First January 2020 Λογισμικό RadeonΤο Adrenalin 2020 Edition 20.1.1 περιέχει βελτιστοποιήσεις για το παιχνίδι Monster Hunter World: Iceborne και διορθώνει σχεδόν τρεις δωδεκάδες σφάλματα που εντοπίστηκαν σε προηγούμενες εκδόσεις.

Η Google θα συνεχίσει να υποστηρίζει πρόγραμμα περιήγησης Chromeγια Windows 7

Πολλοί χρήστες, ειδικά οι εταιρικοί, δεν βιάζονται να εγκαταλείψουν τα Windows 7, αν και τα προηγμένα Υποστήριξη Windows 7 για τακτικούς χρήστες λήγει στις 14 Ιανουαρίου 2020.

Οι πρώτες εξελίξεις του συστήματος αρχείων ReFS εμφανίστηκαν το 2012 απευθείας στον Windows Server 2012. Τώρα η τεχνολογία φαίνεται στα λειτουργικά συστήματα συστήματα Windows 8 και 10 ως αντικατάσταση του NTFS. Πρέπει να καταλάβετε γιατί το ReFS είναι καλύτερο από άλλα συστήματα αρχείων και εάν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οικιακούς υπολογιστές.

Έννοια του ReFS

ReFS ( Ανθεκτικό σύστημα αρχείων) – είναι μια τεχνολογία ανεκτική σε σφάλματα που αντικατέστησε το NTFS. Σχεδιασμένο για να εξαλείψει τις αδυναμίες του προκατόχου του και να μειώσει τον όγκο των πληροφοριών που μπορεί να χαθούν κατά τη διάρκεια διαφόρων λειτουργιών. Υποστηρίζει εργασία με μεγάλα αρχεία.

Έτσι, ένα από τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας είναι η υψηλή ασφάλεια δεδομένων από την καταστροφή. Τα μέσα περιέχουν αθροίσματα ελέγχου και μεταδεδομένα που έχουν σχεδιαστεί για να προσδιορίζουν την ακεραιότητα των δεδομένων στα διαμερίσματα. Η σάρωση πραγματοποιείται κατά τις λειτουργίες ανάγνωσης/εγγραφής και εντοπίζει αμέσως κατεστραμμένα αρχεία.

Οφέλη του ReFS

Το σύστημα αρχείων ReFS (FS) έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Μεγάλη παραγωγικότητα.
2. Βελτίωση της ικανότητας ελέγχου μέσων για σφάλματα.
3. Χαμηλός βαθμός απώλειας δεδομένων όταν συμβαίνουν σφάλματα συστήματος αρχείων και εσφαλμένα μπλοκ.
4. Εφαρμογή κρυπτογράφησης EFS.
5. Λειτουργικότητα ορίου δίσκου.
6. Αυξήθηκε το μέγιστο όριο αρχείων στα 18,3 EB.
7. Αύξηση του αριθμού των αρχείων που είναι αποθηκευμένα σε ένα φάκελο σε 18 τρισεκατομμύρια.
8. Μέγιστη χωρητικότητα δίσκου έως 402 EB.
9. Ο αριθμός των χαρακτήρων στο όνομα αρχείου έχει αυξηθεί σε 32767.

Υπάρχουν, φυσικά, πολλές ευκαιρίες, αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Ωστόσο, αξίζει να λάβουμε υπόψη ένα σημείο: πόσο χρήσιμα θα είναι όλα αυτά τα πλεονεκτήματα για τον μέσο χρήστη;

Για έναν χρήστη που εργάζεται σε υπολογιστή στο σπίτι, το μόνο πράγμα που θα είναι χρήσιμο είναι η γρήγορη ταχύτητα ελέγχου των κατατμήσεων για σφάλματα και η μείωση της απώλειας αρχείων σε περίπτωση αυτών των σφαλμάτων. Φυσικά, σε αυτήν την περίπτωση, η ασφάλεια πραγματοποιείται μόνο σε επίπεδο συστήματος αρχείων, δηλαδή επιλύει μόνο τα δικά της προβλήματα και το πρόβλημα της απώλειας σημαντικά αρχείαπαραμένει ένα πιεστικό ζήτημα. Για παράδειγμα, αυτό μπορεί να συμβεί λόγω βλάβης σκληρός δίσκος. Η τεχνολογία έχει τη μεγαλύτερη επίδραση σε.

Το πλεονέκτημα του RAID είναι η υψηλή ανοχή σφαλμάτων και η ασφάλεια δεδομένων, καθώς και υψηλή ταχύτηταεργασία, τα πιο χρησιμοποιούμενα επίπεδα RAID είναι 1 και 2. Τα μειονεκτήματα του συστήματος είναι το υψηλό κόστος αγοράς εξοπλισμού, καθώς και ο χρόνος που αφιερώνεται στην υλοποίηση. Νομίζω ότι ο μέσος χρήστης δεν έχει καμία χρησιμότητα για αυτό αν δεν δημιουργεί οικιακός διακομιστής, λειτουργεί 24/7.

Εκτέλεση δοκιμών βάσει ReFS και NTFS

Χρησιμοποιώντας λογισμικόΚαταφέραμε να ανακαλύψουμε ότι η χρήση του συστήματος αρχείων ReFS σε σύγκριση με το NTFS δεν παρέχει αξιοσημείωτη αύξηση στην απόδοση. Δοκιμές που βασίζονται σε παρόμοιους κύκλους ανάγνωσης και εγγραφής που πραγματοποιούνται στον ίδιο δίσκο και τα ίδια μεγέθη αρχείων, το βοηθητικό πρόγραμμα Crystal Disk Mark έδειξε πανομοιότυπα αποτελέσματα. Το ReFS είχε ένα μικρό πλεονέκτημα κατά την αντιγραφή μικρών αρχείων.

Υπήρχαν δοκιμές με χρήση μεγάλων αρχείων και ένα διαμέρισμα αργού σκληρού δίσκου χρησιμοποιήθηκε ως πειραματόζωο. Τα αποτελέσματα ήταν απογοητευτικά καθώς το ReFS έδειξε χαμηλότερη απόδοση σε σύγκριση με το NTFS.

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η τεχνολογία είναι ακόμα ακατέργαστη, οι δείκτες πραγματοποιήθηκαν στα τέλη του 2017, αλλά στα Windows 10 η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως. Η καλύτερη επιλογή για τη χρήση ενός συστήματος αρχείων θα βασίζεται σε ένα SSD - δίσκους στερεάς κατάστασης. Αυτοί οι δίσκοι είναι καλύτεροι από τους σκληρούς δίσκους σχεδόν από κάθε άποψη.

Οφέλη του ReFS για άλλους χρήστες

Το σύστημα έχει μια τέτοια λειτουργία ως hypervisor - Hyper-V. Αυτή η τεχνολογίαείναι μια εικονική μηχανή. Όταν χρησιμοποιούσατε ένα διαμέρισμα διαμορφωμένο σε ReFS, υπήρχε ένα πλεονέκτημα στην ταχύτητα λειτουργίας. Εφόσον το σύστημα αρχείων χρησιμοποιεί αθροίσματα ελέγχου και μεταδεδομένα, χρειάζεται μόνο να αναφέρεται σε αυτά κατά την αντιγραφή αρχείων· εάν υπάρχει αντιστοιχία, δεν χρειάζεται να αντιγράψει φυσικά τα δεδομένα.

Δημιουργία εικονικούς δίσκουςστο ReFS χρειάζονται δευτερόλεπτα. Στο NTFS αυτή η διαδικασία διαρκεί λίγα λεπτά. Σταθερός εικονικούς δίσκουςστο NTFS δημιουργούν καθυστερήσεις και φορτώνουν πολύ τον σκληρό δίσκο· με τους SSD αυτό είναι ακόμα μεγαλύτερο πρόβλημα, αφού ένας μεγάλος αριθμός κύκλων επανεγγραφής είναι «θανατηφόρος» για τα μέσα. Εξαιτίας αυτού, η εργασία στο παρασκήνιο με άλλες εφαρμογές θα είναι προβληματική.

Προβλέπεται επίσης ότι θα παρατηρηθεί υψηλός βαθμός συμβατότητας με το ReFS εικονικές μηχανές, όπως το VMware.

Μειονεκτήματα του συστήματος αρχείων ReFS

Παραπάνω εξετάσαμε τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας ReFS και θίξαμε λίγο τα μειονεκτήματα. Ας μιλήσουμε για τα μειονεκτήματα με περισσότερες λεπτομέρειες. Πρέπει να καταλάβουμε ότι μέχρι να εφαρμόσει η Microsoft την τεχνολογία στα Windows, δεν θα υπάρξει ανάπτυξη. Τώρα έχουμε τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Υπάρχον Κατατμήσεις των Windowsδεν υπόκειται σε χρήση ReFS, δηλαδή είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε μόνο διαμερίσματα που δεν χρησιμοποιούνται για το σύστημα, για παράδειγμα, αυτά που προορίζονται για την αποθήκευση αρχείων.
2. Οι εξωτερικές μονάδες δίσκου δεν υποστηρίζονται.
3. Είναι αδύνατη η μετατροπή ενός δίσκου NTFS σε δίσκο ReFS χωρίς απώλεια δεδομένων, μόνο μορφοποίηση και αντιγράφων ασφαλείαςσημαντικά αρχεία.
4. Οχι όλα λογισμικόείναι σε θέση να αναγνωρίσει αυτό το FS.

Αυτό είναι. Τώρα κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα. Αυτά τα Windows 7 και εδώ το FS δεν αναγνωρίζονται και εμφανίζεται ένα σφάλμα κατά το άνοιγμα του διαμερίσματος.

Στα Windows 8, το διαμέρισμα θα πρέπει να μορφοποιηθεί, καθώς το FS δεν αναγνωρίζεται επίσης. Πριν χρησιμοποιήσετε ένα νέο σύστημα αρχείων στον υπολογιστή του σπιτιού σας, είναι καλύτερο να σκεφτείτε τις συνέπειες αρκετές φορές. Στα Windows 8.1, το πρόβλημα επιλύεται με την ενεργοποίηση του FS χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή μητρώου, αλλά αυτό δεν λειτουργεί πάντα, ειδικά επειδή η χρήση ReFS συνεπάγεται μορφοποίηση του δίσκου και καταστροφή δεδομένων.

Προκύπτουν ορισμένα προβλήματα στα Windows 10. Εάν το νέο διαμέρισμα με ReFS λειτουργεί σταθερά, τότε το υπάρχον, το οποίο έχει διαμορφωθεί σε αυτό, δεν αναγνωρίζεται από τα Windows.

Πώς να μορφοποιήσετε έναν δίσκο ή ένα διαμέρισμα στο ReFS

Ας υποθέσουμε ότι ο χρήστης δεν ενδιαφέρεται για τις αδυναμίες και τις αδυναμίες του νέου προϊόντος. Ο Θεός να σας έχει καλά, φίλοι, ας αρχίσουμε να αναλύουμε τις οδηγίες για τη μορφοποίηση ενός διαμερίσματος στο ReFS. Θα σας πω ένα πράγμα: αν συμβεί κάτι ξαφνικά και το διαμέρισμα αποτύχει, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το εργαλείο R-Studio για να το επαναφέρετε.

Για να μορφοποιήσετε, απλώς ακολουθήστε την παρακάτω διαδικασία:

1. Ανοίξτε το "This PC" και κάντε δεξί κλικ στην ενότητα που θέλετε.
2. Στο μενού περιβάλλοντος, κάντε κλικ στο στοιχείο "Μορφοποίηση".
3. Στο παράθυρο που ανοίγει, στο πεδίο "Σύστημα αρχείων", βρείτε REFS.
4. Κάντε κλικ στο κουμπί "Έναρξη" και περιμένετε.

Το ίδιο μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τη γραμμή εντολών, όπου πρέπει να εισαγάγετε τις ακόλουθες εντολές μία προς μία:

1. diskpart– βοηθητικό πρόγραμμα για εργασία με δίσκους.
2. lis vol– εμφάνιση όλων των κατατμήσεων του υπολογιστή.
3. sel τόμος 3– όπου 3 είναι ο αριθμός του απαιτούμενου τόμου.
4. μορφή fs=refs– μορφοποίηση στο επιθυμητό σύστημα αρχείων.

Πώς να ενεργοποιήσετε το ReFS χρησιμοποιώντας το μητρώο

Εάν δεν έχετε κάτι που να οδηγεί στο FS, ίσως χρειαστεί να το ενεργοποιήσετε. Για αυτό χρειαζόμαστε έναν επεξεργαστή μητρώου. Η διαδικασία λειτουργεί σωστά στα Windows 8.1 και 10:

1. Εκκινήστε τον επεξεργαστή μητρώου (Win+R και πληκτρολογήστε regedit).
2. Μεταβείτε σε αυτόν τον κλάδο - HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control\FileSystem;
3. Στη δεξιά πλευρά του παραθύρου, δημιουργήστε μια παράμετρο DWORD 32-bit που ονομάζεται RefsDisableLastAccessUpdate.
4. Εισαγάγετε τον αριθμό 1 ως τιμή.
5. Βρείτε τον κλάδο HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control;
6. Δημιουργούμε ένα διαμέρισμα με το όνομα MiniNT, στο τέλος η διαδρομή προς αυτό θα πρέπει να είναι η εξής: "...\ CurrentControlSet\Control\MiniNT";
7. Σε αυτό δημιουργούμε μια παράμετρο DWORD 32-bit και την ονομάζουμε AllowRefsFormatOverNonmirrorVolume.
8. Η τιμή πρέπει να είναι 1.

Όπως μπορείτε να δείτε, η ευκαιρία να χρησιμοποιήσετε το ReFS υπάρχει, αλλά προς το παρόν δεν συνιστάται η χρήση του, ειδικά για οικιακός υπολογιστήςδεν έχει νόημα. Η ανάκτηση των χαμένων αρχείων θα είναι προβληματική και δεν κατανοούν όλα τα προγράμματα το FS.

Πιθανότατα, η τεχνολογία θα αναπτυχθεί περισσότερο σε διακομιστές, αλλά αυτό δεν θα συμβεί σύντομα. Αν θυμηθούμε την εμφάνιση του NTFS, η πλήρης εφαρμογή του χρειάστηκε περίπου επτά χρόνια. Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε στον επίσημο ιστότοπο της Microsoft - https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/storage/refs/refs-overview. Στο μεταξύ, μπορείτε να παρακολουθείτε νέες τεχνολογίες πληροφορικής στην ιστοσελίδα μας, μην ξεχάσετε να εγγραφείτε.