Файловая система REFS в Windows 10

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.

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.

Читайте также:
Как проверить SSD на ошибки, состояние диска и атрибуты SMART

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.

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

Функция 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:
Функция 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.

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.

Особенности «ReFS»

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.

Отличия от NTFS

«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.

Архитектура файловой системы

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 промежуточных (адресных) узлов. Следовательно, для правильного описания масштабных структур хранения потребуется малое количество уровней. Это позволило увеличить производительность ФС, по сравнению с другими.

Структура файловой системы ReFS

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

0x4000 байт — длина всех страниц ReFS.

Номер первой страницы — 0x1e, то есть 0x78000 байт которые идут сразу за загрузочным разделом. Это стандартное отображение Microsoft, которое информирует, что первые метаданные нужно искать после фиксированного смещения.

Алгоритм поиска удаленных данных

Утилиты для восстановления данных выполнят полное сканирование дискового пространства, отформатированного под «ReFS», используя алгоритм анализа по сигнатурам. Проверяя диск блок за блоком, они обнаружат готовые последовательности данных, определят их и выведут результаты. Так как API для работы с дисками для «ReFS» и «NTFS» одинаковы, то и процессы восстановления данных предельно схожи.

Сначала определяется «Volume Header», в нем записано количество секторов на кластер и какой объем сектора. Основная версия лежит в нулевом секторе, а копия расположена в последнем. Далее считывается «Superblock», он расположен в 30-ом блоке и также есть 2 копии во втором и третьем блоке в конце. Из него, извлекается ссылки на «чекпоинт» и его копию, определяется его последняя актуальная версия по «Virtual Allocated Clock».

Checkpoint содержит информацию об основных таблицах, далее считываются заголовки «Page Header» и блоки с указателями (Pointers) на полный список таблиц. Потом ищется «Container Table» для получения физических адресов из виртуальных, и выполняется поиск по «Object ID Table» — все таблицы найдены.

Утилиты доходят до нулевых уровней — то есть «листов b-дерева», и считывают данные файлов. Так как поиск ведется постранично, то если есть сбои — эти элементы просто исключаются из анализа, а сам процесс сканирования идет дальше. Таким образом утилиты для восстановления данных находят всю информацию, которую возможно «достать» с диска.

Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике.

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

С тех пор как NTFS была разработана и сформулирована в ОС Windows, требования к хранилищу данных резко изменились. Существовала острая необходимость в файловой системе следующего поколения, которая могла бы хорошо работать и решать проблемы, которые присутствовали в NTFS. Именно тогда Microsoft в 2012 году назвала снимки и разработала ReFS (Resilient File System) – и была представлена ​​в Windows 8.1 и Windows Server 2012 . ReFS была разработана для максимизации доступности и надежности данных , даже если соответствующие устройства хранения данных испытали аппаратный сбой.

С тех пор, как запоминающие устройства вошли в игру, потребность в дисковом пространстве увеличилась в геометрической прогрессии. В наши дни распространены даже мульти-терабайты накопителей. Следовательно, потребность в постоянно надежной структуре продолжала возникать одновременно. ReFS имеет архитектуру, которая хорошо работает с чрезвычайно большими наборами данных без какого-либо влияния на производительность. В этом руководстве мы увидим, как включить или отключить файловую систему ReFS в Windows 10 и попытаться отформатировать диск, используя его, но перед этим давайте рассмотрим некоторые ключевые функции этой величественной файловой системы.

В этой статье мы поговорим о функциях отказоустойчивой файловой системы и узнаем, как включить или отключить файловую систему ReFS в операционной системе Windows Server, а также попробуем отформатировать диск, использующий эту файловую систему.

  1. Особенности отказоустойчивой файловой системы
  2. Какую файловую систему использует Windows 10?
  3. Включить файловую систему ReFS в Windows 10

Особенности отказоустойчивой файловой системы

Доступность данных . Файловая система ReFS расширяет доступность данных, демонстрируя устойчивость к повреждению или сбоям данных. Автоматические проверки целостности данных помогают поддерживать ReFS в сети, и вы вряд ли будете испытывать какое-либо время простоя.

Масштабируемость при растяжении: Требования к увеличению объема и размера данных постоянно растут в связи с изменяющейся технологией. ReFS предлагает возможность бросать вызов чрезвычайно большим наборам данных и работать с ними без проблем с производительностью.

Острое исправление ошибок: файловая система ReFS поставляется с автоматическим сканером целостности данных, известным как скруббер , который периодически сканирует том данных, выявляет потенциальные поврежденные сектора и обрабатывает их для восстановления. ,

ОБНОВЛЕНИЕ . Пожалуйста, прочитайте комментарии ниже, прежде чем продолжить. Дэн Гюль говорит: Опубликовать годовое обновление , это в основном сделает систему непригодной для использования, и по-прежнему невозможно будет выполнять форматирование в ReFS.

Какую файловую систему использует Windows 10?

Если это стандартная установка по умолчанию, ОС использует структуры NTFS. При сбое операционной системы Windows 10 с включенным дисковым пространством это файловые системы ReFS + NTFS.

Включить файловую систему ReFS в Windows 10

Теперь, когда вы знаете, что ReFS появился, чтобы справиться с ограничениями файловой системы NTFS, давайте посмотрим, как вы можете включить его в своей системе Windows 10 и использовать его для форматирования внешнего диска.

Прежде чем приступить к изменениям, обязательно создайте точку восстановления системы. Если в будущем возникнет какая-либо проблема, вы можете использовать эту точку восстановления для отката изменений.

1. Нажмите Windows Key + R на клавиатуре, чтобы запустить приглашение «Выполнить». Введите regedit.exe и нажмите Enter, чтобы открыть редактор реестра.

2. Перейдите по указанному ниже пути на левой боковой панели редактора реестра.

HKEY_LOCAL_MACHINE SYSTEM CurrentControlSet Control FileSystem

3. Создайте DWORD и назовите его RefsDisableLastAccessUpdate. Установите его значение как 1 , чтобы включить его.

4. Далее, перейдите к указанному ниже пути на левой боковой панели.

HKEY_LOCAL_MACHINE SYSTEM CurrentControlSet Control MinInt

5. Если ключ MiniNT не существует, его можно создать, щелкнув правой кнопкой мыши> Создать> Ключ.

Теперь под этим ключом создайте новый DWORD и назовите его AllowRefsFormatOverNonmirrorVolume и установите его значение как 1 , чтобы включить его.

6. Выйдите и войдите снова, чтобы изменения вступили в силу. Теперь вы можете подключить внешнее устройство и выбрать файловую систему ReFS для его форматирования. Кроме того, вы можете открыть лист Свойства любого диска, чтобы увидеть, с какой файловой системой он связан.

Вы можете прочитать больше о ReFS или Resilient File System на Technet.

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.

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.

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.

ReFS – файловая система будущего?

Первые наработки файловой системы ReFS появились в 2012 году непосредственно в Windows Server 2012. Сейчас же технология наблюдается в операционных системах Windows 8 и 10, как замена NTFS. Необходимо разобраться, в чем ReFS лучше других файловых системах и можно ли е применять на домашних компьютерах.

Понятие ReFS

ReFS (Resilient file system) – представляет собой отказоустойчивую технологию, пришедшую на замену NTFS. Призвана устранить недостатки предшественницы и уменьшить количество информации, которая может быть потеряна при различных операциях. Поддерживает работу с файлами большого объема.

Итак, одной из преимуществ технологии – высокая защищенность данных от уничтожения. На носителях располагаются контрольные суммы и метаданные, призванные определить целостность данных на разделах. Проверка происходит при операциях чтения/записи и сразу обнаруживает поврежденные файлы.

Преимущества ReFS

В файловой системе (ФС) ReFS существуют следующие особенности:

  1. Большая производительность;
  2. Улучшение возможностей по проверке носителя на наличие ошибок;
  3. Низкая степень потери данных при появлении ошибок файловой системы и bad-блоков;
  4. Осуществление шифрования EFS;
  5. Функционал дисковых квот;
  6. Увеличенный максимальный предел файла до 18,3 Эб;
  7. Увеличенное количество хранимых в папке файлов до 18 трлн.;
  8. Максимальный объем диска до 402 Эб;
  9. Количество символов в имени файла увеличено до 32767.

Возможностей, конечно много, но это еще не всё. Правда, стоит разобрать один момент, насколько же все эти преимущества будут полезны обычному пользователю?

Для пользователя, работающего за компьютером дома, полезным окажется, разве что, быстрая скорость проверки разделов на ошибки и уменьшение потери файлов в случае этих ошибок. Конечно, в данном случае безопасность осуществляется только на уровне файловой системы, то есть она решает только свои проблемы, а проблема потери важных файлов все еще остается актуальным вопросом. К примеру, это может произойти из-за поломки жёсткого диска. Наибольший эффект технология проявляет в RAID-массивах.

Преимуществом RAID является высокая отказоустойчивость и сохранность данных, а также высокая скорость работы, самыми используемыми уровнями RAID являются 1 и 2. Недостатки системы – большие затраты средств на покупку оборудование, а еще время, потраченное на реализацию. Думаю, что обычному пользователю это ни к чему, если он не создает домашний сервер, работающий 24 на 7.

Проведение тестов на основе ReFS и NTFS

С использованием программных средств удалось выяснить, что использование файловой системы ReFS по сравнению с NTFS не дает ощутимого роста производительности. Тесты на основе похожих циклов чтения и записи, происходящих на одном и том же диске и размеров файлов утилита Crystal Disk Mark показала идентичные результаты. Небольшое преимущество было у ReFS при копировании файлов маленького размера.

Были тесты и при использовании файлов большого объема, а в качестве подопытного кролика использовали медленный раздел жёсткого диска. Результаты оказались неутешительными, так как ReFS показала более низкие показатели по сравнению с NTFS.

Спору нет, технология еще сыра, показатели были проведены в конце 2017, но в Windows 10 технология может получить широкое применение. Лучшим вариантом использования ФС будет на основе SSD – твердотельных накопителей. Эти диски лучше HDD практически во всем.

Преимущества ReFS для других пользователей

В системе есть такая функция, как гипервизор – Hyper-V. Данная технология является виртуальной машиной. При использовании раздела, отформатированного в ReFS появилось преимущество в скорости работы. Так как ФС использует контрольные суммы и метаданные, ей достаточно сослаться на них при копировании файлов, при совпадении, физически копировать данные не приходится.

Создание виртуальных дисков в ReFS занимает секунды. В NTFS этот процесс длится минуты. Фиксированные виртуальные диски в NTFS создаются задержками и сильно нагружают жёсткий диск, с SSD это еще большая проблема, так как большое количество циклов перезаписи для носителя «смертельно». Из-за этого работать на фоне с другими приложениями будет проблематично.

Также планируется, что высокая степень совместимости ReFS будет наблюдаться с такими виртуальными машинами, как VirtualBox и VMware.

Недостатки файловой системы ReFS

Выше мы разобрались с достоинствами технологии ReFS и немного затронули минусы. Поговорим о недостатках подробнее. Надо понять, что пока Microsoft не внедрит технологию в Windows, никакого развития не будет. Сейчас мы имеем такие особенности:

  1. Существующие разделы Windows не подлежать для использования ReFS, то есть необходимо использовать только не использованные под систему разделы, например, те, которые предназначены для хранения файлов.
  2. Внешние накопители не поддерживаются.
  3. Преобразовать NTFS диск в диск ReFS без потери данных невозможно, только форматирование и резервное копирование важных файлов.
  4. Не всё программное обеспечение способно распознать эту ФС.

Вот такие дела. А теперь посмотрите на изображение ниже. Эта Windows 7 и здесь ФС не распознается, а при открытии раздела появляется ошибка.

В Windows 8 потребуется форматирование раздела, так как ФС также не распознается. Прежде чем использовать новую файловую систему на домашнем ПК, лучше несколько раз подумать о последствиях. В Windows 8.1 проблема решается активацией ФС с помощью редактора реестра, но такое не всегда срабатывает, тем более, использование ReFS подразумевает форматирование диска с уничтожением данных.

Некоторые проблемы возникают в Windows 10. Если новый раздел с ReFS работает стабильно, то существующий, который отформатировали в неё, Windows не распознается.

Как форматировать диск или раздел в ReFS

Допустим, пользователь наплевал на недостатки и недоработки новинки. Бог с вами, друзья, приступим к разбору инструкции по форматированию раздела в ReFS. Подскажу одну вещь, если вдруг случится неприятность и раздел откажет, для восстановления можно использовать инструмент R-Studio.

Для форматирования достаточно проделать следующую процедуру:

  1. Открываем «Этот компьютер» и нажимаем правой кнопкой мышки по нужному разделу;
  2. В контекстном меню жмём пункт «Форматировать»;
  3. В открывшемся окне в поле «Файловая система» находим REFS;
  4. Нажимаем кнопку «Начать» и ждём.

То же самое можно проделать, используя командую строку, где поочередно надо вводить такие команды:

  1. diskpart – утилита для работы с дисками;
  2. lis vol – отобразить все разделы компьютера;
  3. sel vol 3 – где 3 номер нужного тома;
  4. format fs=refs – форматирование в нужную файловую систему.

Как включить ReFS с помощью реестра

Если у вас нет ничего, что указывало бы на ФС, возможно, её необходимо включить. Для этого нам понадобится редактор реестра. Процедура исправно срабатывает на Windows 8.1 и 10:

  1. Запускаем редактор реестра (Win+R и вводим regedit );
  2. Переходим в эту ветку – HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEM CurrentControlSetControlFileSystem;
  3. В правой части окошка создаем параметр DWORD 32 бита, с названием RefsDisableLastAccessUpdate;
  4. В качестве значения вписываем цифру 1.
  5. Находим ветку HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEM CurrentControlSetControl;
  6. Создаем раздел с именем MiniNT, в итоге путь до него должен быть таким: «… CurrentControlSetControlMiniNT»;
  7. В нем создаем параметр DWORD 32 бита и называем его AllowRefsFormatOverNonmirrorVolume;
  8. Значение должно быть 1.

Как видите, возможность использовать ReFS существует, но пока что пользоваться ей не рекомендуется, тем более для домашнего компьютера это не имеет смысла. Восстановить потерянные файлы будет проблематично, да и не все программы понимают ФС.

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: :???: :?: :!: