Jebkura glabāšanas metode parasti vienmēr nozīmē kaut kādu sakārtotību, bet, ja cilvēka dzīvē tas nav obligāts nosacījums, tad datoru pasaulē datu glabāšana bez tā ir gandrīz neiespējama. Šī sakārtotība ir atspoguļota failu sistēmā, kas ir pazīstama vairumam dažādu lietotāju elektroniskās ierīces un operētājsistēmas.

Failu sistēmu var salīdzināt ar sava veida marķējumu, kas nosaka, kā, kur un kādā veidā katrs baits jāieraksta medijā. Pirmās failu sistēmas, kas parādījās elektroniskās ēras rītausmā, bija ļoti nepilnīgas, piemēram, Minix, failu sistēma, kurai ir daudz ierobežojumu un kas tiek izmantota tāda paša nosaukuma Minix operētājsistēmā, kas vēlāk kļuva par šīs sistēmas prototipu. Linux kodols.

Bet pagāja laiks, parādījās jaunas failu sistēmas, progresīvākas un stabilākas. Šodien populārākais no tiem, saskaņā ar vismaz Windows lietotāju vidū tas ir NTFS, kas aizstāja FAT32, kas tagad tiek izmantots tikai mazos zibatmiņas diskos un kuram ir daudz trūkumu, no kuriem būtiskākais ir nespēja rakstīt failus, kas lielāki par 4 GB. Tomēr NTFS nav bez tiem. Tātad, pēc daudzu ekspertu domām, tai trūkst efektivitātes, veiktspējas un stabilitātes, tāpēc ir pienācis laiks domāt par vēl progresīvākas failu sistēmas izveidi, kas spētu apmierināt pieaugošās prasības no pirmā servera un pēc tam klientu sistēmām.

Tā 2012. gadā Microsoft izstrādātāji ieviesa elastīgo failu sistēmu jeb saīsināti ReFS — atkopjamu failu sistēmu, kas pozicionēta kā alternatīva NTFS un nākotnē, iespējams, tās aizstāšana. Faktiski ReFS ir NTFS izstrādes turpinājums, no kura tika nolemts noņemt visas nevajadzīgās lietas, kas nekad nav kļuvušas populāras, un tā vietā pievienot jaunas funkcijas.

Jaunums elastīgajā failu sistēmā:

• Arhitektūra, izmantojot funkciju (uzglabāšanas vietas)
• Augsta kļūdu tolerance. Failu sistēmas kļūdas, kas izraisīja datu zudumu NTFS, tiks samazinātas ReFS
• Bojāto zonu izolācija. Ja failu sistēmas apgabali ir bojāti, ierakstītajiem datiem var piekļūt no sistēmas Windows
• Proaktīva kļūdu labošana. Automātiski skenē sējumus, vai nav bojājumu, un piemēro profilaktiskus datu atkopšanas pasākumus
• Automātiska apakšmapju un saistīto failu atkopšana, ja tiek bojāti metadati
• Lieku ierakstu izmantošana, lai uzlabotu kļūdu toleranci
• Maksimālais skaļuma lielums ReFS var sasniegt 402 EB, salīdzinot ar 18,4 EB NTFS.
• 18.3 EB failu var ierakstīt failā, kas formatēts ReFS
• Failu skaits vienā mapē ir 18 triljoni. salīdzinājumā ar 4,3 miljardiem NTFS
• Faila nosaukuma garums un ceļš uz to ir 32767, salīdzinot ar 255 NTFS

Kas tiks noņemts:

• Datu saspiešanas atbalsts
• Datu šifrēšana, izmantojot EFS tehnoloģiju
• Paplašināti faila atribūti
• Cietās saites
• Diska kvotas
• Atbalsts īsajiem nosaukumiem un objektu ID
• Iespēja mainīt klastera izmēru (joprojām ir jautājums)

Kas tiks mantots no NTFS:

• Piekļuves kontroles saraksti (ACL)
• Skaļuma momentuzņēmumu izveide
• Montāžas punkti
• Pārstrādes punkti
• BitLocker šifrēšana
• Simbolisko saišu izveide un izmantošana
• Visu failu sistēmā notikušo izmaiņu ierakstīšana (USN žurnāls)

Pašlaik ReFS ir agrīnā testēšanas stadijā, taču datoru speciālisti var novērtēt ReFS priekšrocības tagad un Windows 8.1 vai 10 klientu sistēmā. Lai to izdarītu, jums būs jāveic šāda reģistra kniebiens:

Tomēr nav ieteicams pastāvīgi izmantot ReFS. Pirmkārt, sistēma joprojām ir nepabeigta, un, otrkārt, pastāv iespēja konvertēt uz ReFS un otrādi trešo pušu programmas trūkst, treškārt, ja nejauši pazaudēsit vai izdzēsīsit failus no ReFS formatēta nodalījuma, nebūs ar ko tos atjaunot, jo pagaidām nav datu atkopšanas programmu, kas darbotos ar šo failu sistēmu.

Vai mums vajadzētu sagaidīt ReFS ieviešanu tuvākajā nākotnē? Ar lielāku pārliecību varam teikt, ka nē. Ja viņa saņems praktiska izmantošana, tad vispirms serveru sistēmās, kas arī nenotiks drīz, bet klientu Windows lietotājiem pēc tam būs jāgaida vēl vismaz piecus gadus. Pietiek atgādināt NTFS ieviešanu klientu sistēmās, un tad Microsoft pagāja septiņi gadi. Nu galvenais ir tas, ka pēc ReFS vienkārši nav īpašas vajadzības. Kad galddatoros parādīsies zettabaitu diski, tad varbūt ReFS pienāks labākā stunda, bet pagaidām atliek vien būt pacietīgam un gaidīt.

Lai jums lieliska diena!

Kāpēc viedtālrunis nevar palaist programmas no atmiņas kartes? Kā ext4 būtiski atšķiras no ext3? Kāpēc zibatmiņas disks darbosies ilgāk, ja formatēsit to NTFS, nevis FAT? Kāda ir galvenā F2FS problēma? Atbildes slēpjas failu sistēmu strukturālajās iezīmēs. Mēs par tiem runāsim.

Ievads

Failu sistēmas nosaka, kā dati tiek uzglabāti. Tie nosaka, ar kādiem ierobežojumiem lietotājs saskarsies, cik ātras būs lasīšanas un rakstīšanas darbības un cik ilgi disks darbosies bez kļūmēm. Tas jo īpaši attiecas uz budžeta SSD un to jaunākajiem brāļiem - zibatmiņas diskiem. Zinot šīs funkcijas, varat maksimāli izmantot jebkuru sistēmu un optimizēt tās izmantošanu konkrētiem uzdevumiem.

Jums ir jāizvēlas failu sistēmas veids un parametri katru reizi, kad jums ir jādara kaut kas nenozīmīgs. Piemēram, vēlaties paātrināt visizplatītākās failu darbības. Failu sistēmas līmenī to var panākt Dažādi ceļi: indeksēšana nodrošinās Ātrā meklēšana, un bezmaksas bloku iepriekšēja rezervēšana atvieglos bieži mainīgo failu pārrakstīšanu. Sākotnējā datu optimizācija brīvpiekļuves atmiņa samazinās nepieciešamo I/O operāciju skaitu.

Šādas mūsdienu failu sistēmu īpašības, piemēram, slinka rakstīšana, dublēšanās un citi uzlaboti algoritmi, palīdz pagarināt bezproblēmu darbības periodu. Tie ir īpaši aktuāli lētiem SSD diskiem ar TLC atmiņas mikroshēmām, zibatmiņas diskiem un atmiņas kartēm.

Dažādiem disku masīvu līmeņiem ir atsevišķa optimizācija: piemēram, failu sistēma var atbalstīt vienkāršotu skaļuma spoguļošanu, tūlītēju momentuzņēmumu vai dinamisku mērogošanu, neizmantojot sējumu bezsaistē.

Melnā kaste

Lietotāji parasti strādā ar failu sistēmu, ko pēc noklusējuma piedāvā operētājsistēma. Viņi reti izveido jaunus diska nodalījumus un vēl retāk domā par saviem iestatījumiem - viņi vienkārši izmanto ieteiktos parametrus vai pat iegādājas iepriekš formatētu datu nesēju.

Windows faniem viss ir vienkārši: NTFS visos diska nodalījumos un FAT32 (vai tas pats NTFS) zibatmiņas diskos. Ja ir NAS un tā izmanto kādu citu failu sistēmu, tad lielākajai daļai tas paliek ārpus uztveres. Viņi vienkārši izveido savienojumu ar to tīklā un lejupielādē failus, it kā no melnās kastes.

Mobilajos sīkrīkos ar Android ext4 visbiežāk atrodams iekšējā atmiņa un FAT32 ieslēgts microSD kartes. Yabloko pilnīgi vienalga, kāda viņiem ir failu sistēma: HFS+, HFSX, APFS, WTFS... viņiem ir tikai smukas mapju un failu ikonas, ko zīmējuši labākie dizaineri. Linux lietotājiem ir visplašākā izvēle, taču jūs varat pievienot atbalstu svešām failu sistēmām gan operētājsistēmā Windows, gan macOS — vairāk par to vēlāk.

Kopīgas saknes

Ir izveidots vairāk nekā simts dažādu failu sistēmu, bet nedaudz vairāk par duci var uzskatīt par aktuālām. Lai gan tie visi tika izstrādāti savām īpašajām lietojumprogrammām, daudzi galu galā bija saistīti konceptuālā līmenī. Tie ir līdzīgi, jo izmanto tāda paša veida (meta)datu attēlojuma struktūru - B-kokus (“bi-trees”).

Tāpat kā jebkura hierarhiska sistēma, B-koks sākas ar saknes ierakstu un pēc tam atzarojas līdz lapu elementiem - atsevišķiem failu ierakstiem un to atribūtiem jeb “lapām”. Šādas loģiskas struktūras izveides galvenais mērķis bija paātrināt failu sistēmas objektu meklēšanu lielos dinamiskos masīvos, piemēram, cietie diski ar vairāku terabaitu ietilpību vai vēl iespaidīgākiem RAID masīviem.

B-kokiem ir nepieciešams daudz mazāk diska piekļuves nekā citiem kokiem līdzsvaroti koki, veicot tās pašas darbības. Tas tiek panākts, pateicoties tam, ka gala objekti B-kokos atrodas hierarhiski vienā augstumā, un visu darbību ātrums ir precīzi proporcionāls koka augstumam.

Tāpat kā citiem līdzsvarotiem kokiem, B-kokiem ir vienāds ceļa garums no saknes līdz jebkurai lapai. Tā vietā, lai augtu uz augšu, tie sazarojas vairāk un kļūst platāki: visos B koka atzarojuma punktos ir daudz norādes uz bērnu objektiem, tādējādi tos ir viegli atrast mazākā skaitā zvanu. Liels rādītāju skaits samazina laikietilpīgāko diska darbību skaitu - galvas pozicionēšanu, lasot patvaļīgus blokus.

B-koku jēdziens tika formulēts septiņdesmitajos gados un kopš tā laika ir piedzīvojis dažādus uzlabojumus. Vienā vai otrā veidā tas ir ieviests NTFS, BFS, XFS, JFS, ReiserFS un daudzās DBVS. Tie visi ir radinieki datu organizēšanas pamatprincipu ziņā. Atšķirības attiecas uz detaļām, kas bieži vien ir diezgan svarīgas. Saistītajām failu sistēmām ir arī kopīgs trūkums: tās visas tika izveidotas īpaši darbam ar diskiem pat pirms SSD parādīšanās.

Zibatmiņa kā progresa dzinējspēks

Cietvielu diskdziņi pamazām nomaina diskdziņus, taču pagaidām tie ir spiesti izmantot tiem svešas failu sistēmas, kas nodotas mantojumā. Tie ir veidoti uz zibatmiņas masīviem, kuru darbības principi atšķiras no diska ierīču darbības principiem. Jo īpaši zibatmiņa ir jāizdzēš pirms rakstīšanas, un tā ir darbība, ko NAND mikroshēmas nevar veikt atsevišķas šūnas līmenī. Pilnībā tas ir iespējams tikai lieliem blokiem.

Šis ierobežojums ir saistīts ar faktu, ka NAND atmiņā visas šūnas ir apvienotas blokos, no kuriem katram ir tikai viens kopīgs savienojums ar vadības kopni. Mēs neiedziļināsimies lapas organizācijas detaļās un neaprakstīsim visu hierarhiju. Svarīgs ir pats grupas darbību princips ar šūnām un fakts, ka zibatmiņas bloku izmēri parasti ir lielāki nekā jebkurā failu sistēmā adresētie bloki. Tāpēc visas adreses un komandas diskdziņiem ar NAND zibatmiņu ir jātulko, izmantojot FTL (Flash Translation Layer) abstrakcijas slāni.

Zibatmiņas kontrolleri nodrošina savietojamību ar diska ierīču loģiku un to vietējo saskarņu komandu atbalstu. Parasti FTL tiek ieviests viņu programmaparatūrā, taču to var (daļēji) ieviest resursdatorā - piemēram, Plextor raksta draiverus saviem SSD, kas paātrina rakstīšanu.

Bez FTL nav iespējams iztikt, jo pat viena bita ierakstīšana noteiktā šūnā izraisa virkni darbību: kontrolieris atrod bloku, kurā atrodas vēlamā šūna; bloks tiek pilnībā nolasīts, ierakstīts kešatmiņā vai brīvā vietā, pēc tam pilnībā izdzēsts, pēc tam tas tiek pārrakstīts atpakaļ ar nepieciešamajām izmaiņām.

Šāda pieeja atgādina ikdienu armijā: lai vienam karavīram dotu pavēli, seržants sastāda ģenerālformējumu, izsauc nabagu no rotas, bet pārējiem pavēl izklīst. Tagad retajā NOR atmiņā organizācija bija īpašie spēki: katra šūna tika kontrolēta neatkarīgi (katram tranzistoram bija individuāls kontakts).

Kontrolleru uzdevumi pieaug, jo ar katru zibatmiņas paaudzi tās ražošanas tehniskais process samazinās, lai palielinātu blīvumu un samazinātu datu uzglabāšanas izmaksas. Līdz ar tehnoloģiskajiem standartiem samazinās arī šķeldas paredzamais kalpošanas laiks.

Moduļiem ar viena līmeņa SLC šūnām deklarētais resurss bija 100 tūkstoši pārrakstīšanas ciklu un pat vairāk. Daudzi no tiem joprojām darbojas vecos zibatmiņas diskos un CF kartēs. Uzņēmuma klases MLC (eMLC) resurss tika deklarēts diapazonā no 10 līdz 20 tūkstošiem, savukārt parastajam patēriņa klases MLC tas tiek lēsts 3-5 tūkstošu apmērā. Šāda veida atmiņu aktīvi izspiež vēl lētāks TLC, kura resurss knapi sasniedz tūkstoš ciklu. Lai saglabātu zibatmiņas kalpošanas laiku pieņemamā līmenī, ir nepieciešami programmatūras triki, un par vienu no tiem kļūst jaunas failu sistēmas.

Sākotnēji ražotāji uzskatīja, ka failu sistēma nav svarīga. Kontrolierim pašam ir jāapkalpo īslaicīgs jebkura veida atmiņas šūnu masīvs, optimāli sadalot slodzi starp tām. Failu sistēmas draiverim tas simulē parasto disku un pats veic zema līmeņa optimizāciju jebkurai piekļuvei. Tomēr praksē optimizācija dažādas ierīces atšķiras no maģiska līdz fiktīvam.

Uzņēmuma SSD iebūvētais kontrolieris ir mazs dators. Tam ir milzīgs atmiņas buferis (pusgigabaits vai vairāk), un tas atbalsta daudzas datu efektivitātes metodes, lai izvairītos no nevajadzīgiem pārrakstīšanas cikliem. Mikroshēma organizē visus blokus kešatmiņā, veic slinku rakstīšanu, veic tūlītēju dublēšanu, rezervē dažus blokus un notīra citus fonā. Visa šī maģija notiek OS, programmu un lietotāja nepamanīti. Izmantojot šādu SSD, patiešām nav nozīmes, kura failu sistēma tiek izmantota. Iekšējām optimizācijām ir daudz lielāka ietekme uz veiktspēju un resursiem nekā ārējām.

Budžeta SSD (un vēl jo vairāk zibatmiņas diski) ir aprīkoti ar daudz mazāk viedajiem kontrolieriem. Tajos esošā kešatmiņa ir ierobežota vai tās nav, un uzlabotas serveru tehnoloģijas vispār netiek izmantotas. Kontrolieri atmiņas kartēs ir tik primitīvi, ka bieži tiek apgalvots, ka tādu nemaz nav. Tāpēc lētām ierīcēm ar zibatmiņu joprojām ir aktuālas ārējās slodzes līdzsvarošanas metodes - galvenokārt izmantojot specializētas failu sistēmas.

No JFFS uz F2FS

Viens no pirmajiem mēģinājumiem uzrakstīt failu sistēmu, kas ņemtu vērā zibatmiņas sakārtošanas principus, bija JFFS – Journaling Flash File System. Sākotnēji šī zviedru uzņēmuma Axis Communications izstrāde bija vērsta uz to, lai palielinātu Axis deviņdesmitajos gados ražoto tīkla ierīču atmiņas efektivitāti. Pirmā JFFS versija atbalstīja tikai NOR atmiņu, bet jau otrajā versijā tā sadraudzējās ar NAND.

Pašlaik JFFS2 izmantošana ir ierobežota. Būtībā tas joprojām tiek izmantots Linux izplatījumi iegultajām sistēmām. To var atrast maršrutētājos, IP kamerās, NAS un citos lietiskā interneta regulāri. Kopumā visur, kur nepieciešams neliels uzticamas atmiņas apjoms.

Vēl viens mēģinājums izstrādāt JFFS2 bija LogFS, kas glabāja inodes atsevišķu failu. Šīs idejas autori ir IBM Vācijas nodaļas darbinieks Džorns Engels un Osnabrikas universitātes pasniedzējs Roberts Mertens. LogFS pirmkods ir pieejams vietnē GitHub. Spriežot pēc tā, ka pēdējās izmaiņas tas tapa pirms četriem gadiem, LogFS nekad nav ieguvis popularitāti.

Bet šie mēģinājumi veicināja citas specializētas failu sistēmas - F2FS - rašanos. To izstrādāja Samsung Corporation, kas veido ievērojamu daļu no pasaulē saražotās zibatmiņas. Samsung ražo NAND Flash mikroshēmas savām ierīcēm un citiem uzņēmumiem, kā arī izstrādā SSD ar principiāli jaunām saskarnēm, nevis mantoto disku saskarnēm. No Samsung viedokļa jau sen bija jāizveido specializēta failu sistēma, kas optimizēta zibatmiņai.

Pirms četriem gadiem, 2012. gadā, Samsung izveidoja F2FS (Flash Friendly File System). Viņas ideja bija laba, bet īstenošana izrādījās rupja. Galvenais uzdevums, veidojot F2FS, bija vienkāršs: samazināt šūnu pārrakstīšanas darbību skaitu un sadalīt slodzi uz tām pēc iespējas vienmērīgāk. Tas prasa vienlaikus veikt darbības ar vairākām šūnām vienā blokā, nevis piespiest tās pa vienai. Tas nozīmē, ka ir nepieciešama nevis tūlītēja esošo bloku pārrakstīšana pēc pirmā OS pieprasījuma, bet gan komandu un datu saglabāšana kešatmiņā, jaunu bloku pievienošana brīvai vietai un aizkavēta šūnu dzēšana.

Šodien F2FS atbalsts jau ir oficiāli ieviests operētājsistēmā Linux (un līdz ar to arī Android), bet īpašas priekšrocības praksē tas vēl nedarbojas. Šīs failu sistēmas galvenā iezīme (slinka pārrakstīšana) lika izdarīt priekšlaicīgus secinājumus par tās efektivitāti. Vecais kešatmiņas triks pat apmānīja sākotnējās etalonu versijas, kur F2FS demonstrēja iedomātu priekšrocību nevis par dažiem procentiem (kā gaidīts) vai pat vairākas reizes, bet gan par lielumu kārtām. F2FS draiveris vienkārši ziņoja par operācijas pabeigšanu, ko kontrolieris tikko plānoja veikt. Taču, ja reālais F2FS veiktspējas pieaugums ir neliels, tad šūnu nodilums noteikti būs mazāks nekā izmantojot to pašu ext4. Tās optimizācijas, kuras nevar veikt lēts kontrolieris, tiks veiktas pašas failu sistēmas līmenī.

Apjomi un bitkartes

Pagaidām F2FS dīkiem tiek uztverts kā eksotisks. Pat savējos Samsung viedtālruņi ext4 joprojām ir spēkā. Daudzi to uzskata par ext3 tālāku attīstību, taču tā nav pilnīgi taisnība. Tas ir vairāk par revolūciju, nevis par 2 TB uz vienu failu barjeras pārvarēšanu un citu kvantitatīvo rādītāju palielināšanu.

Kad datori bija lieli un faili mazi, adresēšana nebija problēma. Katram failam tika piešķirts noteikts bloku skaits, kuru adreses tika ievadītas atbilstības tabulā. Šādi darbojās ext3 failu sistēma, kas darbojas līdz šai dienai. Bet ext4 parādījās principiāli cita adresācijas metode - apjomi.

Ekstentus var uzskatīt par inodu paplašinājumiem kā diskrētām bloku kopām, kas ir pilnībā adresētas kā blakus esošās secības. Vienā apjomā var būt vesels vidēja izmēra fails, bet lieliem failiem pietiek ar duci vai diviem apjomiem. Tas ir daudz efektīvāk, nekā adresēt simtiem tūkstošu mazu četru kilobaitu bloku.

Ext4 ir mainījies arī pats ierakstīšanas mehānisms. Tagad bloki tiek nekavējoties izplatīti vienā pieprasījumā. Un nevis iepriekš, bet tieši pirms datu ierakstīšanas diskā. Slinka vairāku bloku piešķiršana ļauj atbrīvoties no nevajadzīgām darbībām, kurās vainojams ext3: tajā nekavējoties tika piešķirti bloki jaunam failam, pat ja tas pilnībā ietilpa kešatmiņā un tika plānots dzēst kā pagaidu.

Tauku ierobežojoša diēta

Papildus līdzsvarotiem kokiem un to modifikācijām ir arī citi populāri loģiskās struktūras. Ir failu sistēmas ar principiāli atšķirīgu organizācijas veidu - piemēram, lineāru. Jūs, iespējams, bieži izmantojat vismaz vienu no tiem.

Noslēpums

Uzminiet mīklu: divpadsmit gadu vecumā viņa sāka pieņemties svarā, sešpadsmit gadu vecumā viņa kļuva par stulbu resnumu, bet trīsdesmit divu gadu vecumā kļuva resna un palika vienkārša. Kas viņa ir?

Tieši tā, šis ir stāsts par FAT failu sistēmu. Saderības prasības viņai nodrošināja sliktu iedzimtību. Uz disketes tas bija 12 bitu, ieslēgts cietie diski- sākumā tas bija 16 bitu, bet mūsdienās tas ir sasniedzis 32 bitu versiju. Katrā nākamajā versijā adresējamo bloku skaits pieauga, bet pēc būtības nekas nemainījās.

Joprojām populārā FAT32 failu sistēma parādījās pirms divdesmit gadiem. Mūsdienās tas joprojām ir primitīvs un neatbalsta piekļuves kontroles sarakstus, diska kvotas, fona saspiešanu vai citas modernas datu optimizācijas tehnoloģijas.

Kāpēc mūsdienās ir nepieciešams FAT32? Viss joprojām ir tikai, lai nodrošinātu saderību. Ražotāji pamatoti uzskata, ka FAT32 nodalījumu var nolasīt jebkura OS. Tāpēc viņi to izveido ārējos cietajos diskos, USB zibatmiņā un atmiņas kartēs.

Kā atbrīvot viedtālruņa zibatmiņu

Viedtālruņos izmantotās microSD(HC) kartes pēc noklusējuma ir formatētas FAT32. Tas ir galvenais šķērslis lietojumprogrammu instalēšanai un datu pārsūtīšanai no iekšējās atmiņas. Lai to pārvarētu, kartē ir jāizveido nodalījums ar ext3 vai ext4. Uz to var pārsūtīt visus faila atribūtus (ieskaitot īpašnieku un piekļuves tiesības), tāpēc jebkura lietojumprogramma var darboties tā, it kā tā būtu palaista no iekšējās atmiņas.

Windows nezina, kā zibatmiņas diskos izveidot vairāk nekā vienu nodalījumu, taču šim nolūkam varat palaist Linux (vismaz virtuālajā mašīnā) vai uzlabotas utilītas darbam ar loģisko sadalīšanu - piemēram, MiniTool Partition Wizard Free. Atklājot kartē papildu primāro nodalījumu ar ext3/ext4, lietojumprogramma Link2SD un tamlīdzīgi piedāvās daudz vairāk iespēju nekā viena FAT32 nodalījuma gadījumā.

Vēl viens arguments par labu FAT32 izvēlei bieži tiek minēts kā žurnāla trūkums, kas nozīmē ātrākas rakstīšanas darbības un mazāku NAND zibatmiņas šūnu nodilumu. Praksē FAT32 izmantošana noved pie pretēja un rada daudzas citas problēmas.

Zibatmiņas diski un atmiņas kartes ātri mirst, jo jebkuras izmaiņas FAT32 izraisa to pašu sektoru pārrakstīšanu, kur atrodas divas failu tabulu ķēdes. Es saglabāju visu tīmekļa lapu, un tā tika pārrakstīta simts reizes - ar katru reizi, kad zibatmiņas diskā tika pievienots vēl viens mazs GIF. Vai esat palaidis portatīvo programmatūru? Tas rada pagaidu failus un nepārtraukti maina tos darbības laikā. Tāpēc daudz labāk ir izmantot NTFS uz zibatmiņas diskiem ar tā kļūmēm izturīgo $MFT tabulu. Nelielus failus var glabāt tieši galvenajā failu tabulā, un tā paplašinājumi un kopijas tiek ierakstīti dažādās zibatmiņas vietās. Turklāt NTFS indeksēšana padara meklēšanu ātrāku.

INFORMĀCIJA

FAT32 un NTFS teorētiskie ligzdošanas līmeņa ierobežojumi nav noteikti, taču praksē tie ir vienādi: pirmā līmeņa direktorijā var izveidot tikai 7707 apakšdirektorijas. Tie, kam patīk spēlēt matrjoškas, to novērtēs.

Vēl viena problēma, ar ko saskaras lielākā daļa lietotāju, ir tā, ka FAT32 nodalījumā nav iespējams ierakstīt failu, kas lielāks par 4 GB. Iemesls ir tāds, ka FAT32 faila lielums ir aprakstīts ar 32 bitiem failu piešķiršanas tabulā, un 2^32 (precīzāk sakot, mīnus viens) ir tieši četri koncerti. Izrādās, ka tikko iegādātā zibatmiņā nevar ierakstīt ne filmu normālā kvalitātē, ne DVD attēlu.

Lielu failu kopēšana nav tik slikta: mēģinot to izdarīt, kļūda ir vismaz uzreiz redzama. Citās situācijās FAT32 darbojas kā bumba ar laika degli. Piemēram, jūs nokopējāt portatīvo programmatūru zibatmiņas diskā un sākotnēji to lietojat bez problēmām. Pēc ilgāka laika kāda no programmām (piemēram, grāmatvedība vai e-pasts), datu bāze uzpūšas, un... vienkārši pārstāj atjaunināt. Failu nevar pārrakstīt, jo tas ir sasniedzis 4 GB ierobežojumu.

Mazāk acīmredzama problēma ir tā, ka FAT32 faila vai direktorija izveides datumu var norādīt divu sekunžu laikā. Tas nav pietiekami daudzām kriptogrāfijas lietojumprogrammām, kas izmanto laikspiedolus. Datuma atribūta zemā precizitāte ir vēl viens iemesls, kāpēc FAT32 netiek uzskatīts par derīgu failu sistēmu no drošības viedokļa. Tomēr viņa vājās puses var izmantot saviem mērķiem. Piemēram, ja kopējat kādus failus no NTFS nodalījuma uz FAT32 sējumu, tie tiks notīrīti no visiem metadatiem, kā arī mantotajām un īpaši iestatītajām atļaujām. FAT tos vienkārši neatbalsta.

exFAT

Atšķirībā no FAT12/16/32, exFAT tika izstrādāts īpaši USB Flash un lielām (≥ 32 GB) atmiņas kartēm. Paplašinātais FAT novērš iepriekš minēto FAT32 trūkumu - to pašu sektoru pārrakstīšanu ar jebkādām izmaiņām. Tā kā tai ir 64 bitu sistēma, tai nav praktiski nozīmīgu viena faila lieluma ierobežojumu. Teorētiski tas var būt 2^64 baiti (16 EB) garš, un šāda izmēra kartes drīz neparādīsies.

Vēl viena būtiska atšķirība starp exFAT ir tā atbalsts piekļuves kontroles sarakstiem (ACL). Tas vairs nav tas pats vienkāršais no deviņdesmitajiem gadiem, taču formāta slēgtais raksturs kavē exFAT ieviešanu. ExFAT atbalsts ir pilnībā un likumīgi ieviests tikai operētājsistēmās Windows (sākot no XP SP2) un OS X (sākot no 10.6.5). Operētājsistēmās Linux un *BSD tas tiek atbalstīts ar ierobežojumiem vai ne gluži likumīgi. Microsoft pieprasa licenci exFAT izmantošanai, un šajā jomā ir daudz juridisku strīdu.

Btrfs

Vēl viens ievērojams uz B-kokiem balstītu failu sistēmu pārstāvis tiek saukts par Btrfs. Šis FS parādījās 2007. gadā un sākotnēji tika izveidots Oracle, lai strādātu ar SSD un RAID. Piemēram, to var dinamiski mērogot: izveidojot jaunas inodes tieši darbojošā sistēmā vai sadalot sējumu apakšsējumos, nepiešķirot tiem brīvu vietu.

Kopēšanas un rakstīšanas mehānisms, kas ieviests Btrfs, un pilnīga integrācija ar Device Mapper kodola moduli ļauj uzņemt gandrīz momentuzņēmumus, izmantojot virtuālo. bloķēt ierīces. Iepriekšēja saspiešana (zlib vai lzo) un dublēšanas atcelšana paātrina pamatdarbības, vienlaikus pagarinot zibatmiņas kalpošanas laiku. Tas ir īpaši pamanāms, strādājot ar datu bāzēm (tiek panākta 2-4 reizes saspiešana) un maziem failiem (tie ir rakstīti kārtīgos lielos blokos un var tikt glabāti tieši “lapās”).

Btrfs atbalsta arī pilnu reģistrēšanas režīmu (dati un metadati), apjoma pārbaudi bez atvienošanas un daudzas citas modernas funkcijas. Btrfs kods ir publicēts saskaņā ar GPL licenci. Šī failu sistēma ir atbalstīta kā stabila operētājsistēmā Linux kopš kodola versijas 4.3.1.

Zvejas žurnāli

Gandrīz visas vairāk vai mazāk modernās failu sistēmas (ext3/ext4, NTFS, HFSX, Btrfs un citas) pieder vispārējai žurnālu failu grupai, jo tās veic veikto izmaiņu ierakstus atsevišķā žurnālā (žurnālā) un tiek pārbaudītas pret to. atteices gadījumā diska darbību laikā. Tomēr šo failu sistēmu reģistrēšanas precizitāte un kļūdu tolerance atšķiras.

Ext3 atbalsta trīs reģistrēšanas režīmus: ar atsauksmes, organizēta un pilnīga mežizstrāde. Pirmais režīms ietver tikai ierakstīšanu vispārējās izmaiņas(metadati), kas tiek veikta asinhroni attiecībā uz izmaiņām pašos datos. Otrajā režīmā tiek veikta tā pati metadatu ierakstīšana, taču stingri pirms jebkādu izmaiņu veikšanas. Trešais režīms ir līdzvērtīgs pilnai reģistrēšanai (izmaiņas gan metadatos, gan pašos failos).

Tiek nodrošināta tikai datu integritāte pēdējais variants. Atlikušie divi tikai paātrina kļūdu atklāšanu skenēšanas laikā un garantē pašas failu sistēmas integritātes atjaunošanu, bet ne failu satura atjaunošanu.

Žurnālu ierakstīšana NTFS ir līdzīga otrajam reģistrēšanas režīmam ext3. Žurnālā tiek ierakstītas tikai izmaiņas metadatos, un paši dati var tikt zaudēti kļūmes gadījumā. Šī reģistrēšanas metode NTFS sistēmā nebija paredzēta kā veids, kā panākt maksimālu uzticamību, bet gan tikai kā kompromiss starp veiktspēju un kļūdu toleranci. Tāpēc cilvēki, kuri ir pieraduši strādāt ar pilnībā žurnālizētām sistēmām, apsver NTFS pseidožurnālu rakstīšanu.

NTFS ieviestā pieeja dažos veidos ir pat labāka nekā noklusējuma ext3. NTFS papildus periodiski izveido kontrolpunktus, lai nodrošinātu, ka visas iepriekš atliktās darbības diskā ir pabeigtas. Kontrolpunktiem nav nekā kopīga ar atkopšanas punktiem sadaļā \Sistēmas apjoma informācija\ . Tie ir tikai pakalpojumu žurnāla ieraksti.

Prakse rāda, ka šāda daļēja NTFS žurnālu veidošana vairumā gadījumu ir pietiekama, lai darbotos bez problēmām. Galu galā pat ar pēkšņu strāvas padeves pārtraukumu diska ierīces nezaudē strāvu uzreiz. Barošanas avots un daudzie kondensatori pašos piedziņās nodrošina tikai minimālo enerģijas daudzumu, kas ir pietiekams, lai pabeigtu pašreizējo rakstīšanas darbību. Mūsdienu SSD ar to ātrumu un efektivitāti parasti pietiek ar tādu pašu enerģijas daudzumu, lai veiktu nepabeigtās darbības. Mēģinājums pārslēgties uz pilnu reģistrēšanu ievērojami samazinātu vairuma darbību ātrumu.

Trešo pušu failu savienošana sistēmā Windows

Failu sistēmu izmantošanu ierobežo to atbalsts OS līmenī. Piemēram, Windows nesaprot ext2/3/4 un HFS+, bet dažreiz ir nepieciešams tos izmantot. To var izdarīt, pievienojot atbilstošo draiveri.

BRĪDINĀJUMS

Lielākajai daļai draiveru un spraudņu trešo pušu failu sistēmu atbalstam ir ierobežojumi, un tie ne vienmēr darbojas stabili. Tie var būt pretrunā ar citiem draiveriem, pretvīrusiem un virtualizācijas programmām.

Atvērts draiveris ext2/3 nodalījumu lasīšanai un rakstīšanai ar daļēju ext4 atbalstu. IN jaunākā versija tiek atbalstīti apjomi un nodalījumi līdz 16 TB. LVM, piekļuves kontroles saraksti un paplašinātie atribūti netiek atbalstīti.

Pastāv bezmaksas spraudnis Priekš Kopējais komandieris. Atbalsta ext2/3/4 nodalījumu lasīšanu.

coLinux ir atvērts un brīvs Linux kodola ports. Kopā ar 32 bitu draiveri tas ļauj darbināt Linux Windows vide no 2000. līdz 7., neizmantojot virtualizācijas tehnoloģijas. Atbalsta tikai 32 bitu versijas. 64 bitu modifikācijas izstrāde tika atcelta. coLinux cita starpā ļauj organizēt no Windows piekļuve uz ext2/3/4 nodalījumiem. Atbalsts projektam tika apturēts 2014. gadā.

Iespējams, operētājsistēmā Windows 10 jau ir iebūvēts atbalsts konkrētiem Linux fails sistēmas, tas ir vienkārši paslēpts. Šīs domas ierosina kodola līmeņa draiveris Lxcore.sys un pakalpojums LxssManager, kas tiek ielādēts kā bibliotēka, izmantojot Svchost.exe procesu. Plašāku informāciju par to skatiet Aleksa Jonesku ziņojumā “The Linux Kernel Hidden Inside Windows 10”, ko viņš sniedza Black Hat 2016. gadā.

ExtFS operētājsistēmai Windows ir maksas draiveris, ko ražo Paragon. Tas darbojas operētājsistēmā Windows 7 līdz 10 un atbalsta lasīšanas/rakstīšanas piekļuvi ext2/3/4 sējumiem. Nodrošina gandrīz pilnīgu ext4 atbalstu operētājsistēmā Windows.

HFS+ operētājsistēmai Windows 10 ir vēl viens patentēts draiveris, ko ražo Paragon Software. Neskatoties uz nosaukumu, tas darbojas visā Windows versijas sākot ar XP. Nodrošina pilnu piekļuvi HFS+/HFSX failu sistēmām diskos ar jebkuru izkārtojumu (MBR/GPT).

WinBtrfs ir Windows Btrfs draivera agrīna izstrāde. Jau versijā 0.6 tā atbalsta gan lasīšanas, gan rakstīšanas piekļuvi Btrfs sējumiem. Tas var apstrādāt cietās un simboliskās saites, atbalsta alternatīvas datu straumes, ACL, divu veidu saspiešanu un asinhrono lasīšanas/rakstīšanas režīmu. Lai gan WinBtrfs nezina, kā izmantot mkfs.btrfs, btrfs-balance un citas utilītas šīs failu sistēmas uzturēšanai.

Failu sistēmu iespējas un ierobežojumi: kopsavilkuma tabula

Failu sistēma	Maksimālais skaļuma lielums	Ierobežot viena faila lielumu	Pareizā faila nosaukuma garums	Pilna faila nosaukuma garums (ieskaitot ceļu no saknes)	Ierobežojiet failu un/vai direktoriju skaitu	Faila/direktorija datuma norādes precizitāte	Tiesības dos-tu-pa	Cietās saites	Simboliskas saites	Momentuzņēmumi	Datu saspiešana fonā	Datu šifrēšana fonā	Datu vectēvs-ple-ka-cija
FAT16	2 GB 512 baitu sektoros vai 4 GB 64 KB klasteros	2 GB	255 baiti ar LFN	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
FAT32	8 TB sektori, katrs pa 2 KB	4 GB (2^32 — 1 baits)	255 baiti ar LFN	līdz 32 apakšdirektorijiem ar CDS	65460	10 ms (izveidot) / 2 s (mainīt)	Nē	Nē	Nē	Nē	Nē	Nē	Nē
exFAT	≈ 128 PB (2^32-1 kopas ar 2^25-1 baitu) teorētiski / 512 TB trešo pušu ierobežojumu dēļ	16 EB (2^64 — 1 baits)			2796202 katalogā	10 ms	ACL	Nē	Nē	Nē	Nē	Nē	Nē
NTFS	256 TB 64 KB klasteros vai 16 TB 4 KB klasteros	16 TB (Win 7) / 256 TB (Win 8)	255 unikoda rakstzīmes (UTF-16)	32 760 unikoda rakstzīmes, ne vairāk kā 255 rakstzīmes katrā elementā	2^32-1	100 ns	ACL	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā
HFS+	8 EB (2^63 baiti)	8 EB	255 unikoda rakstzīmes (UTF-16)	nav atsevišķi ierobežots	2^32-1	1 s	Unix, ACL	Jā	Jā	Nē	Jā	Jā	Nē
APFS	8 EB (2^63 baiti)	8 EB	255 unikoda rakstzīmes (UTF-16)	nav atsevišķi ierobežots	2^63	1 ns	Unix, ACL	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā
Ext3	32 TB (teorētiski) / 16 TB 4 KB klasteros (e2fs programmu ierobežojumu dēļ)	2 TB (teorētiski) / 16 GB vecākām programmām	255 unikoda rakstzīmes (UTF-16)	nav atsevišķi ierobežots	-	1 s	Unix, ACL	Jā	Jā	Nē	Nē	Nē	Nē
Ext4	1 EB (teorētiski) / 16 TB 4 KB klasteros (e2fs programmu ierobežojumu dēļ)	16 TB	255 unikoda rakstzīmes (UTF-16)	nav atsevišķi ierobežots	4 miljardi	1 ns	POSIX	Jā	Jā	Nē	Nē	Jā	Nē
F2FS	16 TB	3,94 TB	255 baiti	nav atsevišķi ierobežots	-	1 ns	POSIX, ACL	Jā	Jā	Nē	Nē	Jā	Nē
BTRFS	16 EB (2^64 — 1 baits)	16 EB	255 ASCII rakstzīmes	2^17 baiti	-	1 ns	POSIX, ACL	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā	Jā

Microsoft jaunā ReFS failu sistēma sākotnēji parādījās serveros, kas darbojas Windows vadība 2012. Un tikai vēlāk tas tika iekļauts operētājsistēmā Windows 10, kur to var izmantot tikai kā daļu no diska pūla Storage Spaces funkcijas (diska vietas virtualizācijas tehnoloģija). IN Windows Server 2016 Microsoft sola būtiski uzlabot darbu ar ReFS failu sistēmu, un saskaņā ar drukātajām baumām ReFS varētu aizstāt novecojušo NTFS failu sistēmu jauna versija Windows 10, kas ar lepnumu nes nosaukumu Windows 10 Pro (uzlabotiem datoriem).

Bet kas īsti ir ReFs, ar ko tas atšķiras no šobrīd izmantotās NTFS failu sistēmas un kādas priekšrocības tai ir?

Kas ir ReFS

Īsāk sakot, tā tika izstrādāta kā kļūmēm izturīga failu sistēma. ReFS ir jauna uz kodu balstīta failu sistēma, kas būtībā ir NTFS failu sistēmas pārprojektēšana un uzlabošana. Tie ietver uzlabotu informācijas glabāšanas uzticamību, stabilu darbību stresa režīmos, failu izmērus, sējumus, direktorijus, failu skaitu sējumos un direktorijos ierobežo tikai 64 bitu skaitļa lielums. Atcerieties, ka šādas vērtības maksimālā vērtība ir maksimālais izmērs fails būs 16 eksbibaiti, un apjoma lielums būs 1 yobibaits.

Pašlaik ReFS neaizstāj NTFS. Tam ir savas priekšrocības un trūkumi. Bet jūs nevarēsit, piemēram, formatēt disku un instalēt tajā jaunu. Windows kopija Tātad, kā jūs to darītu NTFS.

ReFS aizsargā jūsu datus

ReFS izmanto kontrolsummas metadatiem un var izmantot arī kontrolsummas datu failiem. Katru reizi, kad lasāt vai rakstāt failus, ReFS pārbauda kontrolsummu, lai pārliecinātos, ka tā ir pareiza. Tas nozīmē, ka pašai failu sistēmai ir rīks, kas spēj lidojuma laikā atklāt bojātus datus.

ReFS ir integrēts ar funkciju Storage Spaces. Ja esat konfigurējis spoguļošanu ar ReFS atbalstu, Windows viegli atklās failu sistēmas bojājumus un automātiski tos labos, kopējot spoguļattēlu datus bojātajā diskā. Šī funkcija Pieejams gan operētājsistēmai Windows 10, gan Windows 8.1.

Ja ReFS atklāj bojātus datus un nav nepieciešama datu kopija, kas jāatjauno, failu sistēma spēj nekavējoties noņemt bojātos datus no diska. Tam atšķirībā no NTFS nav nepieciešama sistēmas atsāknēšana.

ReFS ne tikai pārbauda failu integritāti rakstīšanas un lasīšanas laikā. Tas automātiski skenē datu integritāti, regulāri pārbaudot visus diskā esošos failus, identificējot un labojot bojātos datus. Šajā gadījumā nav nepieciešams periodiski palaist komandu chkdsk, lai pārbaudītu disku.

Jaunā failu sistēma ir izturīga arī pret datu sabojāšanu citos veidos. Piemēram, jūs atjaunināt faila metadatus (pieņemsim, faila nosaukumu). Failu sistēma NTFS tieši maina faila metadatus. Ja šajā laikā sistēma avarē (elektrības padeves pārtraukums), pastāv liela varbūtība, ka fails tiks bojāts. Mainot metadatus, ReFS failu sistēma izveido jaunu metadatu kopiju. Failu sistēma nepārraksta vecos metadatus, bet ieraksta tos jaunā blokā. Tas novērš faila bojājumu iespējamību. Šo stratēģiju sauc par “kopēšanu-rakstīšanu” (kopēšana-rakstīšana, izcelšana-rakstīšana). Šī stratēģija ir pieejama citās modernās failu sistēmās, piemēram, ZFS un BtrFS operētājsistēmā Linux, kā arī Apple jaunajā APFS failu sistēmā.

NTFS failu sistēmas ierobežojumi

ReFS ir modernāks par NTFS un atbalsta daudz lielāku datu apjomu un garākus failu nosaukumus. Ilgtermiņā tas ir ļoti svarīgi.

NTFS failu sistēmā faila ceļš ir ierobežots līdz 255 rakstzīmēm. ReFS maksimālais rakstzīmju skaits jau ir iespaidīgs 32768 rakstzīmes. Pašlaik operētājsistēmā Windows 10 ir iespēja atspējot NTFS rakstzīmju elementu. ReFS diska apjomos šis ierobežojums pēc noklusējuma ir atspējots.

ReFS neatbalsta DOS 8.3 failu nosaukumus. NTFS sējumos jums ir piekļuve mapēm CProgram Files, CProgra`1. Tie ir nepieciešami saderībai ar vecāku programmatūru. ReFS jūs neatradīsit mapes, pie kurām esam pieraduši. Tie ir izdzēsti.

Teorētiski maksimālais datu apjoms, ko atbalsta NTFS, ir 16 eksabaiti, ReFS atbalsta līdz 262 144 eksabaitiem. Tagad šis skaitlis šķiet vienkārši milzīgs.

ReFS veiktspēja

Izstrādātāji neizvirzīja mērķi izveidot produktīvāku failu sistēmu. Viņi izveidoja optimizētāku sistēmu.

Piemēram, lietojot kopā ar masīvu, ReFS atbalsta reāllaika līmeņa optimizāciju. Jums ir krātuves baseins, kas sastāv no diviem diskiem. Pirmais disks ir izvēlēts liela ātruma darbībai, ātra piekļuve uz datiem. Otrais disks ir izvēlēts ar uzticamības kritērijiem ilgstošai datu glabāšanai. IN fons ReFS automātiski pārvietos lielus datu gabalus uz lēnāku disku, tādējādi nodrošinot datu drošu glabāšanu.

Operētājsistēmā Windows Server 2016 izstrādātāji pievienoja rīku, kas uzlabo veiktspēju, izmantojot noteiktus virtuālās mašīnas līdzekļus. Piemēram, ReFS atbalsta bloku kopēšanu, kas paātrina virtuālās mašīnas kopēšanas un kontrolpunktu apvienošanas darbību procesu. Lai izveidotu virtuālās mašīnas kopiju, ReFS izveido jaunu metadatu kopiju diskā un nodrošina saiti uz kopētajiem datiem diskā. Tas ir tāpēc, lai ar ReFS vairākos failos varētu atsaukties uz tiem pašiem diskā esošajiem datiem. Pēc tam, kad esat strādājis ar virtuālā iekārta, mainiet datus, tie tiek ierakstīti diskā citā vietā, bet sākotnējie virtuālās mašīnas dati paliek diskā. Tas ievērojami paātrina kopiju izveides procesu un samazina diska slodzi.

ReFS atbalsta “Sparse VDL” (izlādētos failus). Rets fails ir fails, kurā nulles baitu secība ir aizstāta ar informāciju par šo secību (caurumu saraksts). Caurumi - specifiska secība nulle baitu failā, kas nav ierakstīti diskā. Informācija par caurumiem tiek glabāta failu sistēmas metadatos.

Izlādēto failu atbalsta tehnoloģija ļauj ātri ierakstīt nulles liels fails. Tas ievērojami paātrina jauna, tukša, fiksēta izmēra virtuālā cietā diska (VHD) faila izveides procesu. Šāda faila izveide ReFS aizņem dažas sekundes, savukārt NTFS šāda darbība aizņem līdz 10 minūtēm.

Tomēr ReFS nespēj pilnībā aizstāt NTFS

Viss, ko mēs aprakstījām iepriekš, izklausās labi, taču jūs nevarēsit pārslēgties uz ReFS no NTFS. Sistēmu Windows nevar sāknēt no ReFS failu sistēmas, un tai ir nepieciešama NTFS.

ReFS trūkst daudzu NTFS pieejamo tehnoloģiju. Piemēram, failu sistēmas saspiešana un šifrēšana, cietās saites, paplašinātie atribūti, datu dedublikācija un diska kvotas. Turklāt atšķirībā no NTFS ReFS atbalsta šo tehnoloģiju pilnīga šifrēšana dati — BitLocker.

Operētājsistēmā Windows 10 nevarēsit formatēt diska nodalījumu, izmantojot ReFS. Jaunā failu sistēma ir pieejama tikai uzglabāšanas sistēmām, kur tās galvenā funkcija ir aizsargāt datus no bojājumiem. Operētājsistēmā Windows Server 2016 varēsit formatēt diska nodalījumu, izmantojot ReFS. Jūs varēsiet to izmantot, lai palaistu virtuālās mašīnas. Bet jūs nevarēsit to atlasīt kā sāknēšanas disku. Windows sāknējas tikai no NTFS failu sistēmas.

Nav skaidrs, kāda būs Microsoft nākotne attiecībā uz jauno failu sistēmu. Iespējams, kādu dienu tas pilnībā aizstās NTFS visās Windows versijās. Bet tālāk Šis brīdis ReFS var izmantot tikai noteiktiem uzdevumiem.

ReFS pielietojums

Iepriekš daudz ir teikts par atbalstu jaunajai operētājsistēmai. Ir aprakstīti trūkumi un priekšrocības. Iesaku apstāties un apkopot. Kādiem nolūkiem var un varbūt vajadzētu izmantot ReFS.

Operētājsistēmā Windows 10 ReFS ir piemērojams tikai kopā ar krātuves vietu komponentu. Noteikti formatējiet datu glabāšanai paredzēto disku ReFS, nevis NTFS. Šajā gadījumā varēsiet pilnībā novērtēt datu uzglabāšanas uzticamību.

Operētājsistēmā Windows Server varat formatēt ReFS nodalījumu, izmantojot standartu Windows rīks Diska pārvaldības konsolē. Ja izmantojat, ieteicams to formatēt ReFS virtuālie serveri. Bet atceries to sāknēšanas disks jābūt formatētam kā NTFS. Windows operētājsistēmas neatbalsta sāknēšanu no ReFS failu sistēmas.

Jauna ReFS failu sistēma un Windows 10| 2017-06-28 06:34:15 | Super lietotājs | Sistēmas programmatūra | https://site/media/system/images/new.png | Microsoft ReFS jaunā failu sistēma ir aizstājusi novecojušo NTFS Kādas ir ReFS priekšrocības un kā tā atšķiras no NTFS | refs, refs vai ntfs, refs Windows 10, refs failu sistēma, jaunas failu sistēmas, ntfs sistēma, ntfs failu sistēma

Iepazīstieties ar jauno failu sistēmu ReFS (Resilient File System — kļūdu tolerantā failu sistēma).

Principā tas nav tik jauns, Microsoft no nulles neizstrādāja ReFS, kas iepriekš bija pazīstams ar koda nosaukumu Protogon, kas tika izstrādāts Windows Server 8 un tagad tiks instalēts Windows 8 klientu mašīnās.

Tātad, lai atvērtu, aizvērtu, lasītu un rakstītu failus, sistēma izmanto tās pašas API piekļuves saskarnes kā NTFS.
Daudzas labi zināmas funkcijas palika neskartas - piemēram, Bitlocker diska šifrēšana un simboliskās saites bibliotēkām.
Citas funkcijas, piemēram, datu saspiešana, ir pazudušas.

Iepriekšējā NTFS (New Technology File System) failu sistēma versijā 1.2 tika ieviesta 1993. gadā kā daļa no Windows NT 3.1, un līdz ar Windows XP parādīšanos 2001. gadā NTFS bija izaugusi līdz versijai 3.1, un tikai tad to sāka izmantot. instalēta klienta mašīnās.
Pamazām NTFS iespējas ir sasniegušas savas robežas: datu nesēju pārbaude liela ietilpība aizņem pārāk ilgu laiku.
Žurnāls (reģistrācijas fails) palēnina piekļuvi, un ir gandrīz sasniegts maksimālais faila lielums.

Lielākā daļa no ReFS jauninājumiem ir saistīti ar failu un mapju struktūru izveidi un pārvaldību.
Tie ir paredzēti automātiskai kļūdu labošanai, maksimālai mērogošana un darbībai Always Online režīmā.
Šiem nolūkiem Microsoft izmanto datubāzēs pazīstamo B+ koku jēdzienu.
Tas nozīmē, ka mapes failu sistēmā ir strukturētas kā tabulas ar failiem kā ierakstiem.

Tiem savukārt var būt pievienoti daži atribūti kā apakštabulas, veidojot hierarhisku koka struktūru.
Pat brīvā vieta diskā ir sakārtota tabulās.
ReFS sistēmas kodols ir objektu tabula – centrālais direktorijs, kurā uzskaitītas visas sistēmā esošās tabulas.

ReFS ir atbrīvojies no sarežģītas žurnālu pārvaldības un tagad tver jaunu failu informāciju brīva vieta, kas neļauj to pārrakstīt.
Bet pat tad, ja tas notiek pēkšņi, sistēma pārreģistrēs saites uz ierakstiem B+ koka struktūrā.

Tāpat kā NTFS, arī ReFS būtiski atšķir faila informāciju (metadatus) un faila saturu (lietotāja datus), taču dāsni nodrošina abus ar vienādiem drošības līdzekļiem.
Tādējādi metadati pēc noklusējuma tiek aizsargāti, izmantojot kontrolsummas.
Ja vēlaties, lietotāja datiem var nodrošināt tādu pašu aizsardzību.
Šīs kontrolsummas atrodas diskā drošā attālumā viena no otras, lai kļūdas gadījumā datus varētu atgūt.

Datu pārsūtīšana no NTFS uz ReFS

Vai operētājsistēmā Windows 8 būs iespējams viegli un vienkārši konvertēt datus no NTFS uz ReFS un otrādi?
Microsoft saka, ka nebūs iebūvētas formāta konvertēšanas funkcionalitātes, taču informāciju joprojām var kopēt.
ReFS darbības joma ir acīmredzama: sākumā to var izmantot tikai kā lielu servera datu pārvaldnieku.
Tāpēc vēl nav iespējams palaist Windows 8 no diska, kurā darbojas jaunā failu sistēma.
Ārējo disku ar ReFS vēl nebūs - tikai iekšējie.

Acīmredzot laika gaitā ReFS tiks aprīkots liela summa funkcijas un varēs nomainīt novecojušo sistēmu.
Varbūt tas notiks, izlaižot pirmo Windows 8 atjauninājumu pakotni.

NTFS un ReFS failu sistēmu salīdzināšana.

Pārdēvēt failu

NTFS

1. NTFS ieraksta žurnālā, ka jāmaina faila nosaukums.
NTFS tur arī ieraksta visas darbības.
2. Tikai pēc tam tas uz vietas maina faila nosaukumu.
Tādējādi vecais nosaukums tiek pārrakstīts ar jauno.
3. Visbeidzot žurnālā (failu sistēmas reģistrācijas fails) parādās atzīme, kas norāda uz norādītās darbības veiksmīgu pabeigšanu.

ReFS

1 — jaunais nosaukums tiek ierakstīts brīvajā vietā.
Ir ļoti svarīgi, lai sākumā netiktu izdzēsts iepriekšējais nosaukums.
2 - Tiklīdz tiek uzrakstīts jaunais nosaukums, ReFS maina atsauci uz nosaukuma lauku.
Tagad failu sistēmā tas ved nevis uz veco nosaukumu, bet gan uz jauno.

Faila pārdēvēšana strāvas padeves pārtraukuma laikā

ReFS

1. NTFS, kā parasti, ieraksta izmaiņu pieprasījumu žurnālā.
2. Pēc tam strāvas padeves pārtraukuma dēļ pārdēvēšanas process tiek pārtraukts, un netiek reģistrēti ne vecie, ne jaunie nosaukumi.
3. Windows atsāknēšana.
4. Pēc tam tiek palaista kļūdu labošanas programma - Chkdisk.
5. Tikai tagad, izmantojot Žurnālu, piemērojot atcelšanu, tiek atjaunots sākotnējais faila nosaukums.

NTFS

1. Pirmajā posmā ReFS ieraksta jaunu nosaukumu uz citu vietu failu sistēmā, bet šajā brīdī tiek pārtraukta barošana.
2. Kļūmes gadījumā sistēma Windows tiek automātiski restartēta.
3. Pēc tam tiek startēta programma Chkdisk. Tā analizē failu sistēmu, lai noteiktu kļūdas, un vajadzības gadījumā tās labo.
Tikmēr ReFS datu kopa ir stabilā stāvoklī. Iepriekšējais faila nosaukums atkal kļūst derīgs tūlīt pēc strāvas padeves pārtraukuma.

ReFS galvenie mērķi:

Saglabājiet maksimālu savietojamību ar plaši izmantoto NTFS funkciju komplektu un vienlaikus atbrīvojieties no nevajadzīgām, kas tikai sarežģī sistēmu;
. Datu pārbaude un automātiskā labošana;
. Maksimāla mērogojamība;
. Failu sistēmas pilnīgas atspējošanas neiespējamība bojāto zonu izolācijas dēļ;
. Elastīga arhitektūra, izmantojot funkciju Storage Spaces, kas ir izstrādāta un ieviesta īpaši ReFS.

Galvenās ReFS funkcijas (dažas pieejamas tikai ar krātuves vietām):

Metadatu integritāte ar kontrolsummām;
. Integritātes straumes: metode datu ierakstīšanai diskā papildu datu aizsardzībai, ja diska daļa ir bojāta;
. Darījuma modelis “piešķirt rakstīšanas laikā” (kopēt rakstot);
. Lieli nodalījumu, failu un direktoriju lieluma ierobežojumi.
Sadalījuma lielums ir ierobežots līdz 278 baitiem ar klastera lielumu 16 KB (2 64 16 2 10), Windows steka atbalsta 2 64 .
Maksimālais failu skaits direktorijā: 2 64 .
Maksimālais katalogu skaits sadaļā: 2 64 ;
. Apvienošana un virtualizācija, lai iegūtu vairāk viegla radīšana nodalījumu un failu sistēmu pārvaldība;
. Sērijas datu segmentācija (datu izvilkšana) uzlabotai veiktspējai, lieki ieraksti kļūdu pielaidei;
. Atbalsts fona diska tīrīšanas metodēm (diska tīrīšanai), lai identificētu slēptās kļūdas;
. Glābiet datus ap bojātu vietu diskā;
. Kopīgi krātuves baseini starp iekārtām papildu kļūdu pielaidei un slodzes līdzsvarošanai.

Cauruļu griezējs un cauruļu liekējs dzīvības uzturēšanas aprīkojuma pašmontāžai

Divi EK Water Blocks instrumenti ir paredzēti tiem, kas paši savāc šķidros šķidrumus: EK-Loop mīksto cauruļu griezējs un EK-Loop Modulus cieto cauruļu liekšanas rīks.

Pirmais 2020. gada janvāra grafikas draivera komplekts Radeon programmatūra Adrenalin 2020 Edition 20.1.1 satur spēles Monster Hunter World: Iceborne optimizācijas un labo gandrīz trīs desmitus iepriekšējos laidienos konstatēto kļūdu.

Google turpinās atbalstīt Chrome pārlūks operētājsistēmai Windows 7

Daudzi lietotāji, īpaši korporatīvie, nesteidzas pamest Windows 7, lai gan tie ir uzlaboti Windows atbalsts 7 parastajiem lietotājiem beidzas 2020. gada 14. janvārī.

Pirmie ReFS failu sistēmas uzlabojumi parādījās 2012. gadā tieši operētājsistēmā Windows Server 2012. Tagad šī tehnoloģija ir redzama operētājsistēmās Windows sistēmas 8 un 10 kā NTFS aizstājēju. Jums ir jāizdomā, kāpēc ReFS ir labāks par citām failu sistēmām un vai to var izmantot mājas datoros.

ReFS jēdziens

ReFS ( Elastīga failu sistēma) – ir kļūmēm izturīga tehnoloģija, kas aizstāja NTFS. Izstrādāts, lai novērstu tā priekšgājēja trūkumus un samazinātu informācijas apjomu, kas var tikt zaudēts dažādu darbību laikā. Atbalsta darbu ar lieliem failiem.

Tātad viena no tehnoloģijas priekšrocībām ir augsta datu drošība pret iznīcināšanu. Multivide satur kontrolsummas un metadatus, kas paredzēti, lai noteiktu nodalījumos esošo datu integritāti. Skenēšana notiek lasīšanas/rakstīšanas darbību laikā un nekavējoties atklāj bojātus failus.

ReFS priekšrocības

ReFS failu sistēmai (FS) ir šādas funkcijas:

1. Lieliska produktivitāte;
2. Uzlabot spēju pārbaudīt datu nesēju kļūdas;
3. Zema datu zuduma pakāpe, ja rodas failu sistēmas kļūdas un slikti bloki;
4. EFS šifrēšanas ieviešana;
5. Diska kvotas funkcionalitāte;
6. Palielināts maksimālais faila ierobežojums līdz 18,3 EB;
7. Palielināts mapē saglabāto failu skaits līdz 18 triljoniem;
8. Maksimālā diska ietilpība līdz 402 EB;
9. Rakstzīmju skaits faila nosaukumā ir palielināts līdz 32767.

Protams, ir daudz iespēju, bet tas vēl nav viss. Tomēr ir vērts apsvērt vienu punktu: cik noderīgas būs visas šīs priekšrocības vidusmēra lietotājam?

Lietotājam, kurš strādā pie datora mājās, noderēs tikai ātrais nodalījumu kļūdu pārbaudes ātrums un failu zuduma samazināšana šo kļūdu gadījumā. Protams, šajā gadījumā drošība tiek veikta tikai failu sistēmas līmenī, tas ir, tā atrisina tikai savas problēmas un zaudējumu problēmu svarīgi faili joprojām ir aktuāls jautājums. Piemēram, tas var notikt bojājumu dēļ cietais disks. Tehnoloģijai ir vislielākā ietekme.

RAID priekšrocība ir augsta kļūdu tolerance un datu drošība, kā arī liels ātrums darbu, visbiežāk izmantotie RAID līmeņi ir 1 un 2. Sistēmas trūkumi ir augstās aprīkojuma iegādes izmaksas, kā arī ieviešanai patērētais laiks. Es domāju, ka parastajam lietotājam tas nav jēgas, ja viņš nerada mājas serveris, strādā 24/7.

Testu veikšana, pamatojoties uz ReFS un NTFS

Izmantojot programmatūra Mums izdevās noskaidrot, ka ReFS failu sistēmas izmantošana salīdzinājumā ar NTFS nenodrošina jūtamu veiktspējas pieaugumu. Testi, kas balstīti uz līdzīgiem lasīšanas un rakstīšanas cikliem, kas notiek vienā un tajā pašā diskā un faila lielumā, Crystal Disk Mark utilīta uzrādīja identiskus rezultātus. ReFS bija neliela priekšrocība, kopējot mazus failus.

Tika veikti testi, izmantojot lielus failus, un kā izmēģinājuma cūciņa tika izmantots lēns cietā diska nodalījums. Rezultāti bija neapmierinoši, jo ReFS uzrādīja zemāku veiktspēju salīdzinājumā ar NTFS.

Nav šaubu, ka tehnoloģija joprojām ir neapstrādāta, rādītāji tika veikti 2017. gada beigās, bet operētājsistēmā Windows 10 tehnoloģija var tikt plaši izmantota. Labākā failu sistēmas izmantošanas iespēja būtu balstīta uz SSD — cietvielu diskdziņi. Šie diskdziņi gandrīz visos veidos ir labāki par HDD.

ReFS priekšrocības citiem lietotājiem

Sistēmai ir tāda funkcija kā hipervizors - Hyper-V. Šī tehnoloģija ir virtuāla mašīna. Izmantojot ReFS formatētu nodalījumu, bija priekšrocības darbības ātrumā. Tā kā failu sistēma izmanto kontrolsummas un metadatus, tai ir jāatsaucas tikai uz tiem, kopējot failus; ja ir atbilstība, tai nav fiziski jākopē dati.

Radīšana virtuālie diski ReFS tas aizņem sekundes. NTFS sistēmā šis process aizņem minūtes. Fiksēts virtuālie diski NTFS tie rada aizkavi un smagi noslogo cieto disku; ar SSD tā ir vēl lielāka problēma, jo liels pārrakstīšanas ciklu skaits ir “nāvējošs” medijiem. Šī iemesla dēļ darbs fonā ar citām lietojumprogrammām būs problemātisks.

Tāpat plānots, ka ar tādiem tiks ievērota augsta ReFS savietojamības pakāpe virtuālās mašīnas, piemēram, VMware.

ReFS failu sistēmas trūkumi

Iepriekš mēs apskatījām ReFS tehnoloģijas priekšrocības un nedaudz pieskārāmies trūkumiem. Parunāsim par trūkumiem sīkāk. Mums ir jāsaprot, ka, kamēr Microsoft neieviesīs tehnoloģiju sistēmā Windows, attīstība nenotiks. Tagad mums ir šādas funkcijas:

1. Esošs Windows nodalījumi nav pakļauts ReFS lietošanai, tas ir, ir jāizmanto tikai sistēmai neizmantoti nodalījumi, piemēram, tie, kas paredzēti failu glabāšanai.
2. Ārējie diskdziņi netiek atbalstīti.
3. Nav iespējams pārveidot NTFS disku par ReFS disku bez datu zuduma, tikai formatēšanas un dublējums svarīgi faili.
4. Ne viss programmatūra spēj atpazīt šo FS.

Tieši tā. Tagad apskatiet attēlu zemāk. Šī Windows 7 un šeit FS netiek atpazīta, un, atverot nodalījumu, parādās kļūda.

Operētājsistēmā Windows 8 nodalījums būs jāformatē, jo arī FS netiek atpazīts. Pirms jaunas failu sistēmas izmantošanas mājas datorā, labāk vairākas reizes padomāt par sekām. Operētājsistēmā Windows 8.1 problēma tiek atrisināta, aktivizējot FS, izmantojot reģistra redaktoru, taču tas ne vienmēr darbojas, jo īpaši tāpēc, ka ReFS izmantošana nozīmē diska formatēšanu un datu iznīcināšanu.

Dažas problēmas rodas operētājsistēmā Windows 10. Ja jaunais nodalījums ar ReFS darbojas stabili, tad Windows neatpazīst esošo, kas tajā tika formatēts.

Kā formatēt disku vai nodalījumu ReFS

Pieņemsim, ka lietotājam nerūp jaunā produkta trūkumi un trūkumi. Dievs svētī jūs, draugi, sāksim analizēt norādījumus par nodalījuma formatēšanu ReFS. Es jums pateikšu vienu lietu: ja kaut kas pēkšņi notiek un nodalījums neizdodas, varat izmantot R-Studio rīku, lai to atjaunotu.

Lai formatētu, vienkārši izpildiet tālāk norādīto procedūru.

1. Atveriet "Šis dators" un ar peles labo pogu noklikšķiniet uz vajadzīgās sadaļas;
2. Konteksta izvēlnē noklikšķiniet uz vienuma "Formatēt";
3. Atvērtajā logā laukā “Failu sistēma” atrodiet REFS;
4. Noklikšķiniet uz pogas "Sākt" un gaidiet.

To pašu var izdarīt, izmantojot komandrindu, kur pa vienam jāievada šādas komandas:

1. diska daļa– lietderība darbam ar diskiem;
2. lis vol- parādīt visus datora nodalījumus;
3. Sel 3. sējums– kur 3 ir vajadzīgā tilpuma skaitlis;
4. formāts fs=refs– formatēšana vajadzīgajā failu sistēmā.

Kā iespējot ReFS, izmantojot reģistru

Ja jums nav nekā, kas norādītu uz FS, iespējams, tas ir jāiespējo. Šim nolūkam mums ir nepieciešams reģistra redaktors. Procedūra darbojas pareizi operētājsistēmās Windows 8.1 un 10:

1. Palaidiet reģistra redaktoru (Win + R un ievadiet regedit);
2. Dodieties uz šo filiāli - HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control\FileSystem;
3. Loga labajā pusē izveidojiet 32 ​​bitu DWORD parametru ar nosaukumu RefsDisableLastAccessUpdate;
4. Ievadiet skaitli 1 kā vērtību.
5. Atrodiet filiāli HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control;
6. Izveidojam nodalījumu ar nosaukumu MiniNT, beigu beigās ceļam uz to jābūt šādam: “...\ CurrentControlSet\Control\MiniNT”;
7. Tajā mēs izveidojam 32 bitu DWORD parametru un saucam to par AllowRefsFormatOverNonmirrorVolume;
8. Vērtībai jābūt 1.

Kā redzat, iespēja izmantot ReFS pastāv, bet pagaidām to nav ieteicams izmantot, īpaši priekš mājas dators tam nav jēgas. Zaudēto failu atkopšana būs problemātiska, un ne visas programmas saprot FS.

Visticamāk, tehnoloģija visvairāk attīstīsies uz serveriem, taču tas nenotiks drīz. Ja atceramies NTFS parādīšanos, tā pilnīga ieviešana aizņēma aptuveni septiņus gadus. Plašāku informāciju var atrast oficiālajā Microsoft vietnē - https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/storage/refs/refs-overview. Tikmēr mūsu vietnē varat sekot līdzi jaunajām IT tehnoloģijām, neaizmirstiet abonēt.