Файловая система REFS в Windows 10

Файловая система REFS в Windows 10

Появившуюся ещё в 2012 году новую файловую систему REFS сразу же окрестили как «убийца NTFS». Сегодня я хочу подробно рассказать о ней, о её основных преимуществах и недостатках.
Аббревиатура ReFS расшифровывается, как Resilient File System, что можно перевести на русский примерно как «Устойчивая» файловая система. Её кодовое имя во время разработки и тестирования было Protogon . Раньше эту файловую систему можно было встретить у серверных операционных систем от Microsoft — Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012. А вот совсем недавно она даже появилась в обычных настольных версиях Windows 10. Начиная с версии Creators Update ее можно использовать для любых дисков.

Нельзя называть новую REFS полноправным приемником устаревшей уже NTFS. Часть функций она конечно позаимствовала, но кроме того она обрела и новый функционал. Стоит иметь ввиду, что полный потенциал REFS можно полностью раскрыть только при использовании функции «Дисковое пространство» (Storage Spaces). Хотя часть специалистов считает, что определённую пользу она может принести и на одиночном накопителе.

Преимущества файловой системы REFS

Производительность и скорость

Вообще, ReFS разрабатывалась не для повышения производительности файловой системы по сравнению, например, с той же старой доброй NTFS. Хотя в строго определённых случаях она значительно эффективнее и производительнее.
Например, если использовать её с функцией «Дисковое пространство», то ReFS может выполнять «оптимизацию в режиме реального времени». То есть, если у вас пул накопителей с двумя дисками, то один обеспечивает максимальную производительность, а другой будет использоваться для объема. ReFS будет записывать данные на более быстрый диск, обеспечивая максимальную производительность.

В фоновом режиме файловая система автоматически будет перемещать большие куски данных для продолжительного хранения на те диски, которые медленнее.

К сожалению, большинство подобных моментов связаны с серверными возможностями и обычному пользователю Windows 10 вряд ли будут интересны. Например, четность с зеркальным ускорением позволяет эффективно хранить данные на томе, используя многоуровневое хранилище.
Клонирование блоков обеспечивает значительный прирост производительности при слиянии виртуальных машин.
Разреженный метод «редкого VDL» позволяет мгновенно создать фиксированные файлы виртуального жесткого диска фиксированного размера (VHD). В NTFS эта операция занимает в среднем 5-10 минут, а в ReFS эта же операция займёт всего несколько секунд.

Надёжность и отказоустойчивость

REFS максимально защищена от сбоев. В случае с простым томом файловая система использует контрольные суммы для метаданных, а также может использовать контрольные суммы и для данных файла. Перед каждой операцией чтения/записи, данные проверяются на наличие ошибок и корректируются при необходимости в режиме реального времени. Кстати, из-за встроенных проверок ReFS не требует регулярного использования утилит проверки диска типа CHKDSK и если вы всё-таки попробуете это сделать, то получите ошибку. Возникает логичный вопрос — а вообще какая-то проверка проводится? Да, один раз в четыре недели запускается задача, которая в фоновом режиме сканирует том на наличие повреждений и, если такие обнаруживаются, то исправляются на лету.

ReFS отлично работает с функцией «Дисковое пространство». Стоит правильно настроить зеркальное хранилище данных и после этого ReFS в Windows будет внимательно следить за данными. Если обнаружит и повреждение файловой системы, то автоматически устранит их, скопировав данные с другого диска. Но вот если поврежденные данные не имеют альтернативной копии для восстановления — ReFS сразу же удалит эти данные с диска.

Ещё одна классная «фишка» — потоки целостности. По умолчанию в РЕФС потоки целостности включены только для метаданных, что позволяет держать файловую систему в непротиворечивом состоянии. Однако, при необходимости, Вы можете включить потоки целостности для всего тома или выбранных файлов/папок. В этом случае REFS гарантирует, что считанные данные являются тем, что Вы когда-то записали. Если контрольная сумма не совпадёт — REFS мгновенно сообщит об ошибке и удалит файл. Это будет сигналом к восстановлению файла из резервной копии.

В тех случаях, когда потоки целостности для данных включены у тома с избыточностью: RAID, чётность, двухстороннее или трехстороннее зеркало и т.п. При таком раскладе, REFS при обнаружении ошибки контрольной суммы будет пробовать восстановить данные.

Читайте также:
Открыть с помощью — как добавить и удалить пункты меню

REFS и NTFS — сходства и различия

Давайте теперь взглянем на функции новой операционной системы REFS — чем она похожа на NTFS, а в чём есть существенные отличия.

Основные преимущества REFS

— Максимальный размер тома — 262144 экзабайта (в NTFS — 16 экзабайт)
— Максимальная длина пути к файлу — 32768 символов (в NTFS — 255)
— Максимальное число файлов в каталоге — 18 446 744 073 709 551 616
— Максимальное число каталогов в томе — 18 446 744 073 709 551 616
— Максимальный размер любого пула носителей — 4 ПБ
— Максимальное число пулов носителей в системе — Не ограничено
— Максимальное число пространств в пуле носителей — Не ограничено
— Благодаря использованию B+-деревьев для хранения данных поиск по системе происходит значительно быстрее
— Улучшенная защита от потери данных

Общие функции в NTFS и REFS

— Символические ссылки
— Точки соединения
— Точки подключения
— Точки повторного анализа
— Шифрование BitLocker
— Offloaded Data Transfer (ODX)
— Trim/Unmap
— Дедупликация данных (Windows Server, v.1709 и позже)
— Поддержка общих томов кластера
— Поддержка отказоустойчивого кластера
— Списки управления доступом
— Журнал USN
— Уведомления об изменениях
— Моментальные снимки томов
— Идентификаторы файлов
— Нежесткая блокировка
— Разреженные файлы
— Именованные потоки
— Тонкая подготовка

Функции NTFS которых нет в REFS
В зависимости от версии, полный функционал файловой системы REFS может отличаться. Что-то может появится, что-то могут убрать. Это нормально. Я приведу тот список отсутствующих функций REFS, которых нет на конец 2018 года. Возможно позднее ситуация изменится.

— Сжатие файловой системы
— Короткие имена
— Дисковые квоты
— Жесткие ссылки
— Шифрование файловой системы (EFS)
— Транзакции
— Идентификаторы объектов
— Расширенные атрибуты
— Загрузка операционной системы
— Поддержка файла подкачки
— Поддержка съемных дисков

Совместимость REFS с операционными системами

На текущий момент файловая система ReFS существует в нескольких разных версиях, соответственно и совместимость между операционными системами отличается. Как правило, более новые версии операционных систем могут монтировать файловые системы, созданные с помощью более ранних версий ОС, а вот обратная совместимость не всегда работает. Некоторые функции могут быть несовместимы с набором функций операционной системы. Версия, размер кластера и другие особенности файловой системы можно посмотреть с помощью команды

Вот как-то так. Пока на этом всё, по возможности буду стараться дополнять статью последними данными.

Оценка производительности файловой системы ReFS на HDD в Windows 10

реклама

Введение

Файловая система NTFS была представлена в далеком, по меркам IT, 1993 году. Последняя версия 3.1 вышла в октябре 2001 года, вместе с Windows XP и с тех пор NTFS не изменялась. В более новых ОС вводились новые функции, но все они использовали уже заложенные в NTFS возможности. В 2018 году Windows 10 все еще использует данную файловую систему, неужели Microsoft за прошедшее время не придумали ничего нового? Нет, таки придумали. В 2012 году была представлена серверная редакция Windows, содержащая поддержку новейшей ФС от Microsoft – ReFS (resilient file system – устойчивая файловая система). ReFS привнесла множество новых функций в экосистему Windows, которые были давно реализованы в других файловых системах. Основными из них являются использование B+ деревьев для хранения всех данных и метаданных, позволяющее фактически превратить ФС в реляционную базу данных, копирование при записи, когда реальное копирование данных происходит только при их изменении, а также проверка целостности данных. В целом все эти изменения направлены на оптимизацию производительности и повышение отказоустойчивости системы.

В этом тестировании мы оценим скорость работы файловой системы ReFS на жестких дисках, поскольку для них внедренные в ФС возможности представляют большую ценность. В одном из обновлений Microsoft исключила из Windows 10 возможность форматирования разделов в ReFS, поэтому для этой цели мы воспользуемся свободной утилитой mkrefs. Для тестирования в конце дискового пространства был выделен раздел объемом 8 ГБ. Производились операции копирования на HDD и чтения с него музыкальных файлов, изображений, видеороликов, а также ISO-образа. Кроме того запускались тесты CrystalDiskMark. Для построения графиков использовался табличный процессор LibreOffice Calc, входящий в состав свободного офисного пакета LibreOffice.

Читайте также:
Этим браузером управляет ваша организация в Google Chrome — что это и как исправить?
реклама

Характеристики тестовой системы:

  • Процессор: Xeon E5440 @ 3.4 ГГц
  • GIGABYTE GA-P35-DS3L
  • Оперативная память: 3584 МБ DDR2-800
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 7200.10 3250410AS 250 ГБ SATA II
  • Твердотельный накопитель: SanDisk SDSSDHII-120G-G25 120 ГБ
  • Windows 10 Pro x64, сборка 16299.309

Результаты тестов:

реклама

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, последовательное чтение (МБайт/с)

реклама

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, последовательная запись (МБайт/с)

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, случайное чтение (МБайт/с)

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, случайная запись (Мбайт/с)

Запись 1000 mp3 файлов (6,34 ГБ), с

Запись 10000 изображений (3,39 ГБ), с

Запись 50 видеороликов (4,5 ГБ), с

Запись ISO-образа (2,3 ГБ), с

Чтение 1000 mp3 файлов (6,34 ГБ), с

Чтение 10000 изображений (3,39 ГБ), с

Чтение 50 видеороликов (4,5 ГБ), с

Чтение ISO-образа (2,3 ГБ), с

Заключение

Безусловно, файловая система ReFS является большим шагом вперед, по сравнению с NTFS с точки зрения отказоустойчивости. Однако, с точки зрения производительности не все так гладко. ReFS опережает NTFS при работе со множеством мелких файлов и при чтении файлов большого объема, а NTFS, в свою очередь, лидирует при работе с файлами среднего размера и при записи больших файлов.

Кроме непосредственно ReFS и NTFS в тестировании также приняли участие гости из мира Linux – широко распространенные ФС Ext2, Ext4 и BTRFS, а также все еще применяющаяся FAT32 и ее замена exFAT. Интересно, что BTRFS и ReFS практически во всех тестах демонстрирует схожую производительность, что впрочем неудивительно, поскольку обе системы очень похожи. FAT32 и exFAT не имеют функции журналирования и чувствительны к непредвиденным сбоям, поэтому их нецелесообразно применять там, где важна сохранность данных. Отсутствие журналирования положительно сказывается на работе флеш-накопителей, коие собственно и являются основной средой использования FAT32 и exFAT. Во многих случаях данные файловые системы показывают лучшую производительность, нежели журналируемые ФС, особенно при работе с файлами среднего и большого объема.

Таким образом, можно сказать, что файловая система ReFS определенно имеет свои преимущества и ее применение в определенных случаях не только является оправданным, но и даже рекомендуемым. Да, в настоящий момент ReFS еще не так распространена, как хотелось бы, но, возможно, в будущем, ее производительность повысится, добавится новый функционал и расширится существующий, и она не только обретет бо́льшую известность, но и заменит собой NTFS.

Обзор файловой системы ReFS

Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Отказоустойчивая файловая система (ReFS) — это новейшая файловая система Майкрософт, предназначенная для повышения доступности данных, эффективного масштабирования до больших наборов данных в различных рабочих нагрузках и обеспечения целостности данных с устойчивостью к повреждению. Она используется для растущего числа сценариев хранения данных и служит основой для будущих нововведений.

Основные преимущества

Устойчивость

ReFS представляет новые функции, которые позволяют точно определить повреждения и исправить их, сохраняя систему в оперативном режиме и обеспечивая целостность и доступность данных.

  • Потоки целостности — ReFS использует контрольные суммы для метаданных и, при необходимости, для данных файлов, что дает возможность точно определить повреждения ReFS.
  • интеграция дисковые пространства . при использовании с зеркальным отображением или пространством четности ReFS может автоматически восстанавливать обнаруженные повреждения с помощью альтернативной копии данных, предоставляемых дисковые пространства. Процессы восстановления локализованы в области повреждения и выполняются в оперативном режиме без простоя томов.
  • Данные для восстановления . Если том поврежден, а другая копия поврежденных данных не существует, ReFS удаляет поврежденные данные из пространства имен. ReFS сохраняет том в оперативном режиме при обработке большинства неисправляемых повреждений, но в редких случаях ReFS необходимо перевести том в автономный режим.
  • Упреждающее исправление ошибок — помимо проверки данных перед чтением и записью, ReFS представляет средство проверки целостности данных, называемое средством очистки. Оно периодически сканирует том, пытаясь выявить скрытые повреждения и профилактически запуская процесс восстановления поврежденных данных.
Читайте также:
Стоит ли устанавливать Windows 10

Производительность

Помимо улучшения устойчивости, ReFS представляет новые функции для рабочих нагрузок, требующих высокой производительности, и виртуализированных рабочих нагрузок. Оптимизация уровней в режиме реального времени, клонирование блоков и разреженный метод VDL — вот примеры развивающихся возможностей ReFS, которые предназначены для поддержки динамических и разнообразных рабочих нагрузок.

Четность с зеркальным ускорением. Четность с зеркальным ускорением обеспечивает высокую производительность и эффективное хранение данных.

Для обеспечения высокой производительности и эффективного хранения данных ReFS делит том на две логические группы памяти, которые называются уровнями. У них могут быть собственные типы диска и устойчивости, что позволяет каждому уровню оптимизировать производительность или емкость. Вот некоторые примеры конфигурации:

Уровень производительности Уровень емкости
Зеркальный SSD Зеркальный жесткий диск
Зеркальный SSD SSD с контролем четности
Зеркальный SSD Жесткий диск с контролем четности

После настройки этих уровней ReFS использует их для предоставления быстрого хранилища для оперативных данных и эффективного хранения для холодного объема данных:

  • Все операции записи будут выполняться на уровне производительности, а большие фрагменты данных, остающиеся на уровне производительности, будут эффективно перемещены на уровень емкости в режиме реального времени.
  • если используется гибридное развертывание (смешивание дисков флэш-памяти и жесткого диска), кэш в дисковые пространства Direct помогает ускорить операции чтения, уменьшая воздействие характеристик фрагментации данных виртуализованных рабочих нагрузок. В противном случае при использовании развертывания «все-Flash» операции чтения также выполняются на уровне производительности.

при развертывании Windows Server контроль четности с зеркальным отображением поддерживается только в дисковые пространства Direct. Мы советуем использовать четность с ускорением зеркального отображения только с рабочими нагрузками архивации и резервного копирования. Для виртуализированных и других высокопроизводительных произвольных рабочих нагрузок рекомендуется использовать трехстороннее зеркала для повышения производительности.

Ускорение операций виртуальных машин. В ReFS реализованы новые возможности, предназначенные для повышения производительности виртуализированных рабочих нагрузок.

  • Блочное клонирование . клонирование блоков ускоряет операции копирования, обеспечивая быструю и низкую производительность операций слияния контрольных точек ВМ.
  • Разреженный ВДЛ-разреженный ВДЛ позволяет быстро разбить ReFS на нулевые файлы, уменьшая время, необходимое для создания фиксированных виртуальных жестких дисков с 10 минут до всего секунд.

Переменный размер кластера — ReFS поддерживает размер кластера 4 КБ и 64 КБ. Рекомендуемый для большинства развертываний размер кластера — 4 КБ, а кластеры размером 64 КБ подходят для работы с крупными, последовательными рабочими нагрузками ввода-вывода.

Масштабируемость

ReFS разработана для поддержки чрезвычайно больших наборов данных — миллионов терабайт — без негативного влияния на производительность, что повышает масштаб, чем предыдущие файловые системы.

Поддерживаемые развертывания

Корпорация Майкрософт разработала NTFS специально для общего назначения, используя широкий спектр конфигураций и рабочих нагрузок. Для клиентов, которым специально требуются доступность, устойчивость и (или) масштабирование, предоставляемые ReFS, корпорация Майкрософт поддерживает ссылки для использования со следующими конфигурациями и сценариями.

все поддерживаемые конфигурации ReFS должны использовать сертифицированное оборудование Windows Server Catalog и удовлетворять требованиям приложений.

Если вы планируете использовать ReFS для общих томов кластера (CSV), ознакомьтесь с важными сведениями об использовании общих томов кластера в отказоустойчивом кластере .

Дисковые пространства прямого подключения

развертывание ReFS на дисковые пространства Direct рекомендуется для виртуализованных рабочих нагрузок или хранилища, подключенного к сети:

  • Четность с зеркальным ускорением и кэш в локальных дисковых пространствах обеспечивают высокую производительность и эффективное хранение данных.
  • Благодаря клонированию блоков и разреженным VDL значительно ускоряются операции с VHDX-файлами, такие как создание, объединение и расширение.
  • целостность — потоки, оперативное восстановление и альтернативные копии данных позволяют ReFS и дисковые пространства напрямую обнаруживать и исправлять повреждения контроллера и носителей хранилища в метаданных и данных.
  • ReFS предоставляет возможности масштабирования и поддержки крупных наборов данных.

Дисковые пространства

Развертывание ReFS в дисковых пространствах с общими полками SAS подходит для размещения архивных данных и хранения документов пользователей.

  • целостность — потоки, оперативное восстановление и альтернативные копии данных позволяют ReFS и дисковые пространства обнаруживать и устранять повреждения контроллеров и носителей хранилища как в метаданных, так и в данных.
  • Кроме того, в средах дисковых пространств можно использовать функции клонирования блоков и масштабирования, доступные в ReFS.

дисковые пространства поддерживает локальные несъемные диски с прямым подключением через бустипес SATA, SAS, NVME или подключенные через HBA (также известный как RAID-контроллер в сквозном режиме).

Базовые диски

Развертывание ReFS на базовых дисках лучше всего подходит для приложений, которые реализуют собственные решения по обеспечению устойчивости и доступности программного обеспечения.

  • Приложения, которые представляют собственные программные решения для обеспечения устойчивости и доступности, могут использовать потоки целостности, клонирования блоков и возможности масштабирования и поддержки больших наборов данных.

К базовым дискам относятся локальные несъемные диски с прямым подключением через Бустипес SATA, SAS, NVME или RAID. базовые диски не включают дисковые пространства.

Цель резервного копирования

Развертывание ReFS в качестве целевого объекта резервного копирования лучше всего подходит для приложений и оборудования, которые реализуют собственные решения для обеспечения устойчивости и доступности.

  • Приложения, которые представляют собственные программные решения для обеспечения устойчивости и доступности, могут использовать потоки целостности, клонирования блоков и возможности масштабирования и поддержки больших наборов данных.

Целевые объекты резервного копирования включают указанные выше поддерживаемые конфигурации. Свяжитесь с поставщиками массивов приложений и хранилища для получения сведений о поддержке по оптоволоконному каналу и сетям хранения данных iSCSI. Для сетей SAN, если требуются такие функции, как тонкая подготовка, обрезка, отмена СОПОСТАВЛЕНИЯ или Передача данных (ODX), необходимо использовать NTFS.

Сравнение возможностей

Ограничения

Компонент ReFS NTFS
Максимальная длина имени файла 255 символов Юникода 255 символов Юникода
Максимальная длина имени пути 32 КБ символов Юникода 32 КБ символов Юникода
Максимальный размер файла 35 PB (петабайтов) 256 ТБ
Максимальный размер тома 35 ПБ 256 ТБ

функциональное назначение;

В ReFS и NTFS доступны следующие функции:
Компонент ReFS NTFS
шифрование BitLocker; Да Да
дедупликация данных; Да 1 Да
Поддержка общих томов кластера (CSV) Да 2 3 Да
Соединения/мягкие ссылки Да Да
Жесткие связи Да 4 Да
Поддержка отказоустойчивого кластера Да Да
Списки управления доступом Да Да
Журнал USN Да Да
Уведомления об изменениях Да Да
Точки соединения Да Да
Точки подключения Да Да
Точки повторного анализа Да Да
Моментальные снимки томов Да Да
Идентификаторы файлов Да Да
Операционные блокировки Да Да
Разреженные файлы Да Да
Именованные потоки Да Да
Тонкая подготовка Да 5 Да
Обрезать/отменить сопоставление Да 5 Да

доступно на Windows server версии 1709 и более поздних версий, Windows Server 2019 (1809) LTSC или более поздней версии.

доступно в Windows Server 2012 R2 и более поздних версиях.

в CSV не будут использоваться прямые операции ввода-вывода с дисковые пространства, дисковые пространства Direct (S2D) или SAN.

версия ReFS 3,5, отформатированная Windows 10 Enterprise Insider Preview сборки 19536 и более поздних версий. Поддержка жестких ссылок добавляется только для вновь отформатированных томов . Жесткие связи нельзя использовать на томах, которые были обновлены с предыдущих версий.

Форматирование томов REFS в Windows 10 старше 1703

Сегодня я снова вернусь к разговору о дисковых пространствах. Ранее я уже поднимал эту тему: раз два три

О причинах для перехода на эту файловую систему мы поговорим в другой раз.

Сегодня я расскажу как отформатировать том в файловой системе REFS. Я предполагаю, что вы уже прочитали мои прошлые заметки о Storage Spaces и умеете создавать том. Начиная с Windows 10 1709 Microsoft убрала поддержку создания и форматирования томов в файловой системе REFS. Теперь этот функционал доступен в Windows 10 Professional for Workstation и Windows 10 Enterprise. Но не было-бы этой заметки, если-бы не было вариантов обхода.

Способ первый: mkrefs

Разумеется нашелся умелец с GitHub, написавший mkrefs. Утилита проста в использовании, запускается из командной строки.

Способ второй: использование Hyper-V

Этот способ позволяет напрямую работать с дисками в разных операционных системах. Мне приходилось пробрасывать EXT4 том в Debian.

Метод предполагает возможность запуска Hyper-V на компьютере, где предполагается форматировать диск. По сути, мы пробросим виртуальный том Storage Spaces внутрь виртуальной машины, где установлена Windows Server Insider Preview.

Для начала нам следует отключить том в операционной системе хоста через оснастку управления дисками.

Далее в параметрах виртуальной машины подключаем том.

У меня стоит Core версия Windows Server, но приведенные команды подойдут для любого случая. Откроем диспетчер дисков diskpart.

Проверим список дисков. если у нужного диска статус “не в сети”, выполняет команды: set disk; online

Выясняем номер нужного тома и выбираем его

Выключаем виртуальную машину и отключаем от неё диск. В оснастке управления дисками операционной системы хоста подключаем диск. Результат достигнут.

Лига Сисадминов

669 постов 12.6K подписчиков

Правила сообщества

# mount -o remount,rw /sysadmins_league

– # mount /dev/good_story /sysodmins_league

– # mount /dev/photo_it /sysodmins_league

– # mount /dev/best_practice /sysodmins_league

– # mount /dev/tutorial /sysodmins_league

О причинах для перехода на эту файловую систему мы поговорим в другой раз.

Ога. “Вы давайте переходите, вот вам инструкция. Зачем – скажу потом”.

О причинах для перехода на эту файловую систему мы поговорим в другой раз.

Как-то совсем не логично это заявление. Возможно информация об этой фс мне скажет о том, что она мне нафиг не нужна, а следовательно и текст поста мне читать – только время тратить.

REFS — Resilient file system

В предыдущей заметке Я обещал рассказать о REFS. Это новая файловая система, призванная со временем заместить NTFS. REFS унаследовала от NTFS множество функций и обрела новый функционал. REFS полностью раскрывает свой потенциал при использовании Storage Spaces. Однако свой профит она вносит и при использовании на одиночном накопителе.

Когда я начинаю говорить о REFS, я обычно слышу схожие вопросы, поэтому попробую их обобщить:

– Какие функции NTFS убрали в REFS?

– Что нового в REFS, чего нет в NTFS?

– Какие основные преимущества REFS перед NTFS?

Преимущества

– Отказоустойчивость

REFS поистине защищена от сбоев: Если мы рассматриваем простой том, то метаданные хранятся в двух экземплярах и контролируются контрольными суммами. перед каждой операцией чтения/записи, данные проверяюся на наличие ошибок и корректируются при необходимости. Раз в четыре недели запускается задание, в фоновом режиме сканирующее том на наличие повреждений. Исправления вносятся на лету. Поэтому при попытке натравить проверку диска на такой том, получим сообщение:

По умолчанию потоки целостности включены только для метаданных — это позволяет держать файловую систему в непротиворечивом состоянии. Однако, потоки целостности можно включить для всего тома или выбранных файлов/папок. В этом случае REFS гарантирует, что считанные данные являются тем, что Вы когда-то записали. Если контрольная сумма не совпадает — REFS сообщит об ошибке и удалит файл. Это будет сигналом к восстановлению файла из резервной копии: Вы точно знаете, что этот файл был поврежден.

Всё становится интересней, если потоки целостности для данных включены на томе с избыточностью: Четность, двух- или трехстороннее зеркало. В этом случае, обнаружив ошибку контрольной суммы REFS попробует восстановить данные.

– Производительность

Стоит так-же упомянуть и нововведения производительности:

– Четность с зеркальным ускорением позволяет эффективно хранить данные на томе, используя многоуровневое хранилище.

– Клонирование блоков обеспечит огромный прирост производительности снимкам виртуальных машин, особенно их слияние.

– Разреженный метод VDL позволяет мгновенно создавать фиксированные VHD диски большого размера.

О преимуществах рассказал, теперь сравним её с NTFS

Функции NTFS, недоступные в REFS

По разным причинам, функционал файловых систем отличается. Какие-то функции никогда в ней не появятся (например имена в формате 8.3), какие-то появляются в процессе развития. Например, дедупликация данных, недоступная ранее, появилась в версии 3.2. Подробнее о версиях и их поддержке хорошо написано в Википедии. Ниже я привел список:

– Сжатие файловой системы

– Шифрование файловой системы (EFS)

– Загрузка операционной системы

– Поддержка файла подкачки

– Поддержка съемных дисков

Функции общие для REFS и NTFS

– Дедупликация данных ( Windows Server, v.1709 and later)

– Поддержка общих томов кластера

– Поддержка отказоустойчивого кластера

– Списки управления доступом

– Точки повторного анализа

– Моментальные снимки томов

Функции, доступные только в REFS

– Разреженный метод VDL

Таким образом можно сделать вывод, что REFS идеальна как хранилище виртуальных машин и критически важных данных данных.

В следующей заметке я расскажу об обслуживании REFS в рамках Storage Spaces и о том, как дефрагментатор WIndows перестал им быть.

Для чего нужна файловая система ReFS – преимущества над NTFS и другими

Новая файловая система Microsoft ReFS была первоначально представлена на Windows Server 2012. Она включена в Windows 10, где её можно использовать только как часть функции Storage Spaces для пула дисков. ReFS усовершенствована для Windows Server 2016 и является частью Windows 10 Pro для рабочих станций.

Что такое ReFS

Аббревиатура от «Resilient File System», ReFS – это новая файловая система, созданная с использованием кода текущей файловой системы NTFS. На данный момент ReFS – это не просто замена NTFS. Она имеет свои преимущества и недостатки. У Вас не получиться просто использовать ReFS вместо NTFS на вашем системном диске.

Поскольку ReFS – новейшая файловая система Microsoft, она предназначена для решения нескольких основных проблем с NTFS. ReFS призвана быть более устойчивой к повреждению данных, лучше работать с определенными рабочими нагрузками и лучше масштабироваться для очень больших файловых систем. Давайте посмотрим, что именно это означает.

ReFS защищает от повреждения данных

ReFS использует контрольные суммы для метаданных, а также может также использовать контрольные суммы для данных файла. Всякий раз, когда он читает или записывает файл, ReFS проверяет контрольную сумму, чтобы убедиться, что она правильная. Это означает, что сама файловая система имеет встроенный способ обнаружения искажения данных.

ReFS интегрирован с функцией Storage Spaces. Если вы настроили зеркальное хранилище с помощью ReFS, Windows может легко обнаружить повреждение файловой системы и автоматически устранить проблемы, скопировав альтернативную копию данных на другом диске. Эта функция доступна как для Windows 10, так и для Windows 8.1.

Если ReFS обнаруживает поврежденные данные и не имеет альтернативной копии, с которой она может восстановиться, файловая система может немедленно удалить поврежденные данные с диска. Это не требует перезагрузки вашей системы или отключения от сети, как это делает NTFS.

ReFS не просто проверяет файлы на предмет повреждения при чтении и записи. Автоматический сканер целостности данных регулярно проверяет все файлы на диске, чтобы идентифицировать и исправлять повреждение данных. Это автоматическая корректирующая файловая система. Вам вообще не нужно использовать chkdsk.

Новая файловая система также устойчива к повреждению данных другими способами. Например, когда вы обновляете метаданные файла – например, название файла – файловая система NTFS будет напрямую изменять метаданные файла. Если ваш компьютер выйдет из строя или отключится питание во время этого процесса, может произойти повреждение данных. Когда вы обновляете метаданные файла, файловая система ReFS создаст новую копию метаданных. ReFS присвоит файлу новые метаданные только после записи новых метаданных. Нет опасности, что метаданные файла будут повреждены. Это называется «копирование на запись». Copy-on-write также доступен для других современных файловых систем, таких как ZFS и BtrFS для Linux, а также для файловой системы Apple – APFS.

ReFS устраняет некоторые ограничения NTFS

ReFS более современна, чем NTFS, и поддерживает гораздо большие объемы и более длинные имена файлов. В долгосрочной перспективе – это важные улучшения.

В файловой системе NTFS путь к файлу ограничен 255 символами. С ReFS имя файла может содержать до 32768 символов. Windows 10 позволяет отключить это ограничение для символов в файловой системе NTFS, но она всегда отключена на томах ReFS.

ReFS отказалась от имён файлов в формате DOS 8.3. На томе NTFS вы можете получить доступ к C:Program Files через C:PROGRA

1 для обеспечения совместимости со старым программным обеспечением. Эти устаревшие имена файлов удалены из ReFS.

NTFS имеет теоретический максимальный объем в 16 эксабайт, а у ReFS теоретический максимальный объем – 262144 экзабайт. Сейчас это не имеет большого значения. но в один прекрасный день.

ReFS может быть быстрее, иногда

ReFS не просто предназначена для повышения производительности по сравнению с NTFS. Вместо этого Microsoft фокусируется на нескольких важных направлениях оптимизации, которые делают ReFS намного эффективнее в некоторых случаях.

Например, при использовании хранилища, ReFS поддерживает «оптимизацию уровня реального времени». У вас может быть пул дисков оптимизированными на производительность или дисков, оптимизированных на объем. ReFS всегда будет записывать диски, максимизируя производительность. В фоновом режиме ReFS автоматически переместит большие куски данных на более медленные диски для долговременного хранения.

В Windows Server 2016 Microsoft улучшила ReFS, чтобы обеспечить лучшую производительность с помощью определенных функций виртуальной машины. Microsoft Hyper-V использует эти преимущества (теоретически, другое программное обеспечение для виртуальных машин могло бы поддерживать их, если захочет).

Например, ReFS поддерживает клонирование блоков, что ускоряет процесс клонирования виртуальных машин и операции слияния контрольных точек. Чтобы создать клонированную копию виртуальной машины, ReFS нужно только создать новую копию метаданных на диске и привязать к существующим данным на диске. Это связано с тем, что в ReFS несколько файлов могут указывать на одни и те же базовые данные на диске. Когда виртуальная машина изменяется и новые записи сохраняются на диск, она записывает их в другое место, а исходные данные виртуальной машины остаются на диске. Это значительно ускоряет процесс клонирования и требует гораздо меньшего объема дискового пространства.

ReFS также предлагает новую функцию «sparse VDL», которая позволяет ReFS быстро записывать нули в большой файл. Это значительно ускоряет создание нового, пустого файла виртуального жесткого диска фиксированного размера (VHD). В NTFS это может занять 10 минут, а ReFS сделает тоже самое за несколько секунд.

ReFS не может заменить NTFS

Все эти функции звучат неплохо, но вы не можете просто переключиться на ReFS из NTFS. Windows не может загружаться из файловой системы ReFS и требует NTFS.

ReFS также исключает другие функции, доступные в NTFS, включая сжатие и шифрование файловой системы, жесткие ссылки, расширенные атрибуты, дедупликацию данных и дисковые квоты. Тем не менее, ReFS совместима с различными функциями. Например, если вы не можете выполнять шифрование определенных данных на уровне файловой системы, ReFS будет совместима с полным типом шифрования BitLocker.

Windows 10 не позволит вам форматировать любой старый раздел как ReFS. В настоящее время вы можете использовать ReFS только для пространства хранения, где её функции помогают защитить данные от повреждений. В Windows Server 2016 вы можете форматировать тома с помощью ReFS вместо NTFS. Возможно, вы захотите сделать это для тома, на котором планируете хранить виртуальные машины. Однако, вы по-прежнему не сможете использовать ReFS для загрузочного тома. Windows может загружаться только с диска NTFS.

Непонятно, какое будущее ждёт ReFS. Возможно, Microsoft в один прекрасный день улучшит её, пока она не сможет полностью заменить NTFS во всех версиях Windows. Неясно, когда это может произойти. Но, на данный момент ReFS может использоваться только для конкретных задач.

Как использовать ReFS

На обычном ПК с Windows 10 вы можете использовать ReFS только через функцию «Управление дисковыми пространствами». Обязательно отформатируйте свои пространства хранения как ReFS, а не NTFS, когда будете выбирать параметр файловой системы. Вы сможете автоматически использовать функции целостности данных в файловой системе ReFS, если её выберете.

В Windows Server вы можете форматировать некоторые тома как ReFS с помощью обычных инструментов управления дисками, что может быть особенно полезно, если вы используете виртуальные машины на этих дисках. Но, вы не можете отформатировать загрузочный диск как ReFS, и вы потеряете доступ к некоторым функциям NTFS.

Строение файловой системы ReFS и алгоритм восстановления данных

«ReFS» (Resilient File System) – это новая файловая система от Microsoft, которая создавалась как замена «NTFS». У нее есть несколько солидных преимуществ, а именно, разработчики исправили все ошибки «NTFS». Она гораздо больше защищена от повреждения информации, она лучше переносит возросшую нагрузку, а также масштабируется гораздо проще.

  • Целостность информации, использование контрольных сумм для метаданных.
  • Запись информации – Integrity streams (повышенная защита файлов при ошибке части носителя).
  • «allocate on write» – новая транзакционная модель.
  • Масштабируемость, увеличенные лимиты на объем каталогов, файлов, разделов.
  • Работа с пулами разделов, виртуализация разделов.
  • «data sriping» – система увеличивает производительность и отказоустойчивость данных, избыточная запись информации как в RAID массивах.
  • Чтобы выявить скрытые ошибки используется функция – «disk scrubbing», очистка диска в фоне.
  • Пересохранение информации возле проблемных блоков диска.
  • Единые пулы носителей, на нескольких компьютерах по сети, повышает отказоустойчивость, уменьшает нагрузку.
  • Поддержка большинства стандартных функций «NTFS».
  • Система верификации информации.
  • Отключение «ReFS» невозможно, так как сбойные сектора изолируются.
  • «Storage Spaces» – новая уникальная гибкая архитектура.

Еще новая ФС унаследовала часть функционала «NTFS»: работа с «BitLocker», «USN» журналирование, «ACL» контролируемый доступ, «mount points». Естественно, общий объем данных и подключение к разделам«ReFS», доступны по тем же «API».

Контрольные суммы теперь используются для метаданных по умолчанию, также их применяют и к данным отдельных файлов. Так, в процессе чтениязаписи, осуществляется верификации «на лету». Когда ФС обнаружит повреждение файлов, то моментально удалит записи без перезагрузки компьютера. То есть, «ReFS» теперь самостоятельно себя корректирует при появлении ошибок.

«ReFS» обеспечивает более высокую надежность сохранения информации, по сравнению со старой ФС. Для хранения файлов и метаданных используются «B+-деревья». Размеры, количество разделов и файлов теперь ограничены максимальным 64-битным значением. Пустое пространство хранится в трех разных таблицах, разбитых по объемам фрагментов (малых, средних, больших). Названия файлов и пути пишуться в «Unicode», они не должны превышать 32 килобайта, то есть название файла можно указывать в 30 тысяч знаков.

Защита от отключения питания. Допустим вы прописываете новое имя файла (или другие метаданные), пропало электричество и вы не успели их сохранить. В «NTFS» – файл будет поврежден, так как вы меняете метаданные напрямую. Но «ReFS» всего лишь делает копию метаданных, и не меняет основные пока не произойдет сохранение, особенность работы функции «Copy-on-write».

Технология «Storage Spaces» – это функция виртуализации носителей. Она позволяет создать единое пространство из нескольких физических дисков на одном ПК или нескольких по локальной сети. Также есть возможность настроить «зеркалирование» как RAID массивах.

«ReFS» изначально создана для поддержки больших объемов разделов, файлов, каталогов и их имен. Новая ФС может включать до двести шестидесяти двух тысяч эксабайт информации, а «NTFS» – только шестнадцать эксабайт.

Еще, в ней отсутствуют функции шифрования, сжатия, дедупликации, дисковые квоты, жесткие ссылки и расширенные атрибуты. Некоторые из них заменены на новые, например, «ReFS» полностью поддерживает шифрование «BitLocker».

Сейчас, в файловую систему «ReFS» вы сможете отформатировать только пул дисков (пространство хранения), где новая ФС покажет себя во всей красе. Но Windows 10 не разрешит отформатировать обычный носитель в «ReFS». Разработчики подчеркивают значение «ReFS» именно для серверов, она доступна на серверных ОС или в «LTSC» версии.

ОС Windows Server 2016 позволит отформатировать обычные тома в «ReFS», но не позволит отформатировать загрузочный диск, потому что загрузочный сектор должен быть на «NTFS» разделе.

Структур ReFS значительно отличается от всех остальных файловых систем для Windows. Главными структурными элементами выступают «B+ деревья». Они бывают одноуровневыми (как листья) и многоуровневыми (как деревья). Это обуславливает хорошее масштабирование, для каждого элемента, входящего в структуру ФС. Эта схема, а также 64-битная адресация каждого элемента, делают невозможным проблемы при ее дальнейшем увеличении.

Как корневая запись B+дерева, остальные записи имеют такой же объем в 16 кб, для блока метаданных. Размер в 60 байт – выделен для промежуточны (адресных) узлов. Следовательно, для правильного описания масштабных структур хранения потребуется малое количество уровней. Это позволило увеличить производительность ФС, по сравнению с другими.

«ReFS» можно определить по специфической сигнатуре, которая расположена в начале раздела:

Как отключить или включить ReFS или Resilient File System под Windows 10

Сначала в Windows Server, а теперь и в Windows 10 появилась современная файловая система REFS (Resilient File System), в которой вы можете отформатировать жесткие диски компьютера или созданные системными средствами дисковые пространства.

В этой статье — о том, что представляет собой файловая система REFS, о её отличиях от NTFS и возможных применениях для обычного домашнего пользователя.

Что такое REFS

Как уже было отмечено выше, REFS — новая файловая система, недавно появившаяся в «обычных» версиях Windows 10 (начиная с версии Creators Update ее можно использовать для любых дисков, ранее — только для дисковых пространств). Перевести на русский можно примерно как «Устойчивая» файловая система.

REFS была разработана для того, чтобы устранить некоторые недостатки файловой системы NTFS, повысить устойчивость, минимизировать возможные потери данных, а также работать с большим количеством данных.

Одна из главных особенностей файловой системы REFS — защита от потери данных: по умолчанию, на дисках хранятся контрольные суммы для метаданных или файлов. При операциях чтения-записи данные файлов сверяются с хранимыми для них контрольными суммами, таким образом, в случае повреждения данных есть возможность сразу «обратить на это внимание».

Изначально REFS в пользовательских версиях Windows 10 была доступна только для дисковых пространств (см. Как создать и использовать дисковые пространства Windows 10).

В случае с дисковыми пространствами её особенности могут быть наиболее полезными при обычном использовании: например, если вы создаете зеркальные дисковые пространства с файловой системой REFS, то при повреждении данных на одном из дисков, поврежденные данные сразу будут перезаписаны неповрежденной копией с другого диска.

Также новая файловая система содержит другие механизмы проверки, поддержки и исправления целостности данных на дисках, причем они работают в автоматическом режиме. Для обычного пользователя это означает меньшую вероятность повреждения данных в случаях, например, внезапного отключения питания при операциях чтения-записи.

Отличия файловой системы REFS от NTFS

Помимо функций, связанных с поддержкой целостности данных на дисках, REFS имеет следующие основные отличия от файловой системы NTFS:

  • Обычно более высокая производительность, особенно в случае использования дисковых пространств.
  • Теоретический размер тома 262144 экзабайта (против 16 у NTFS).
  • Отсутствие ограничения пути к файлу в 255 символов (в REFS — 32768 символов).
  • В REFS не поддерживаются имена файлов DOS (т.е. получить доступ к папке C:Program Files по пути C:progra

1 в ней не получится). В NTFS эта возможность сохранялась в целях совместимости со старым ПО.

  • В REFS не поддерживается сжатие, дополнительные атрибуты, шифрование средствами файловой системы (в NTFS такое есть, для REFS работает шифрование Bitlocker).
  • В настоящий момент времени нельзя отформатировать системный диск в REFS, функция доступна только для не системных дисков (для съемных дисков не поддерживается), а также для дисковых пространств, и, пожалуй, только последний вариант может быть действительно полезным для обычного пользователя, которого беспокоит сохранность данных.

    Обратите внимание, что после форматирования диска в файловой системе REFS, часть места на нем сразу будет занято контрольными данными: например, для пустого диска 10 Гб это около 700 Мб.

    Возможно, в будущем REFS может стать основной файловой системой в Windows, однако на данный момент этого не произошло. Официальная информация по файловой системе на сайте Майкрософт: https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/refs/refs-overview

    news.detail : ajax-tape . —> ИнструкцииWindows 10ReFS —>

    ReFS (Resilient file system, дословно — устройчивая файловая система) — новая ФС, изначально появилась в Windows Server 2012, а начиная с Windows 10 Creators Update в нее можно отформатировать любой несистемный накопитель. Плюсов у ReFS в сравнении с NTFS много:

    • Максимальная длина пути к файлу 32768 символов (в NTFS — 255).
    • Максимальный размер тома 262144 экзабайта (в NTFS — 16).
    • Более быстрый поиск по системе, а также лучшая надежность благодаря использованию B+-деревьев для хранения данных.
    • Отсутствие поддержки имен файлов DOS (с тильдой

    , были в NTFS для совместимости со старыми программами, сейчас это не актуально)

  • Улучшенная защита от потери данных: на дисках хранятся контрольные суммы для метаданных и файлов. При любой транзакции файловой системы (то есть при перемещении файлов) старые метаданные не перезаписываются, а записываются в новый блок и организуются в пачки. Для всех метаданных в ReFS используются 64-битные контрольные суммы, хранящиеся независимо, и если файлы при транзакции были повреждены — файловая система восстановит их сама, без использования CHKDSK.
  • На данный момент эта файловая система может быть полезна тем пользователям, кто хранит на дисках много важно информации. Форматирование накопителя в нее производится стандартными средствами Windows: Сама файловая система и ее данные весят порядка 700 МБ. Пока что эта ФС тестируется, и возможно что в скором времени она полностью заменит NTFS, и ее можно будет использовать на системном диске.

    Windows 10 поддерживает несколько файловых систем из коробки. Некоторые из них являются наследием и существуют в основном для обратной совместимости, другие современные и имеют широкое применение. В этой статье описаны различные способы, которые вы можете использовать, чтобы посмотреть, с помощью какой файловой системы отформатированы ваши диски.

    Файловая система — это особый способ хранения и организации вашей информации на разных носителях, включая жесткие диски, твердотельные диски, USB-накопители и другие устройства. Она позволяет хранить, изменять, читать файлы и папки для приложений и операционной системы, установленных на вашем компьютере.

    При форматировании внутреннего диска или флеш-накопителя вы готовите его для использования в качестве носителя для хранения данных в вашей операционной системе. Во время этого процесса создается файловая система. Во время форматирования вся информация, хранящаяся на диске или разделе, будет удалена.

    Windows 10 поддерживает файловые системы FAT, FAT32, exFAT, NTFS и ReFS без использования дополнительного программного обеспечения.

    У них разные функции и свойства. Например, FAT и FAT32 являются устаревшими файловыми системами. FAT поддерживает максимальный объем 4 ГБ, FAT32 поддерживает 32 ГБ. Файловые системы FAT также имеют ограничения на максимальный размер файла. NTFS — единственная файловая система, которая поддерживает сжатие и шифрование файлов и имеет расширенные функции.

    Существует несколько способов, которые вы можете применить для поиска файловой системы, используемой на ваших дисках.

    Чтобы узнать файловую систему на дисках в Windows 10, выполните следующие действия.

    1. Откройте «Проводник» и перейдите в папку «Этот компьютер».
    1. Кликните правой кнопкой мыши диск и выберите в контекстном меню «Свойства».

    1. В окне «Свойства» на вкладке «Общие», вы увидите файловую систему вашего диска.

    Этот способ, является самым простым и быстрым.

    Кроме того, вы можете использовать инструмент Diskpart, Управление дисками или PowerShell.

    Посмотреть файловую систему диска с помощью Diskpart

    1. Нажмите сочетание клавиш Win + R .
    1. В поле «Выполнить» введите «diskpart» и нажмите Enter .

    1. В Diskpart введите команду list volume.

    После выполнения команды вы увидите файловую систему для каждого диска, подключенного к вашему компьютеру.

    Показать файловую систему диска с помощью «Управление дисками».

    1. Нажмите Win + X или кликните правой кнопкой мыши на кнопку «Пуск».
    1. В меню WinX выберите «Управление дисками».
    1. См. Значения в столбце Файловая система.

    Наконец, существует еще один способ определения файловой системы для каждого диска, подключенного к вашему компьютеру, с использованием языка сценариев PowerShell.

    Определить файловую систему с помощью PowerShell.

    1. Откройте PowerShell от имени администратора.
    1. Введите: get-volume и нажмите клавишу Enter .
    1. На выходе см. Значения в столбце FileSystemType.

    Теперь вы знаете, что, очень легко определить файловую систему для ваших дисков. Вы можете использовать любой способ, который вам нравится больше.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: