Новая файловая система. Файловая система ReFS изнутри

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:

Большая производительность;
Улучшение возможностей по проверке носителя на наличие ошибок;
Низкая степень потери данных при появлении ошибок файловой системы и bad-блоков;
Осуществление шифрования EFS;
Функционал дисковых квот;
Увеличенный максимальный предел файла до 18,3 Эб;
Увеличенное количество хранимых в папке файлов до 18 трлн.;
Максимальный объем диска до 402 Эб;
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 .

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 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:

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.
Внешние накопители не поддерживаются.
Преобразовать NTFS диск в диск ReFS без потери данных невозможно, только форматирование и резервное копирование важных файлов.
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.

Это интересно:

Для форматирования достаточно проделать следующую процедуру:

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

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

diskpart – утилита для работы с дисками;
lis vol – отобразить все разделы компьютера;
sel vol 3 – где 3 номер нужного тома;
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:

Запускаем редактор реестра (Win+R и вводим regedit );
Переходим в эту ветку — HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control\FileSystem ;
В правой части окошка создаем параметр DWORD 32 бита, с названием RefsDisableLastAccessUpdate ;
В качестве значения вписываем цифру 1.
Находим ветку HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control ;
Создаем раздел с именем MiniNT
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.

Скорее всего, наибольшее развитие технология получит на серверах, но это будет не скоро. Если вспомнить появление NTFS, то на полное её внедрение ушло около семи лет. Больше информации можно найти на официальном сайте Microsoft — https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows-server/storage/refs/refs-overview . А пока что вы можете следить за новыми IT технологиями на нашем сайте, не забывайте подписываться.

Почему система называется ReFS?

ReFS означает Resilient File System — «отказоустойчивая файловая система». Хотя работа по усовершенствованию ведется по многим направлениям, отказоустойчивость остается приоритетом.

Каковы предельные мощности системы ReFS?

Предельные мощности для дискового формата указаны в таблице ниже. Предельные показатели зависят от различных факторов, таких как конфигурация системы (например, объем памяти), пределы, задаваемые различными компонентами системы, а также время, требуемое для заполнения наборов данных, время создания резервных копий и т. д.

Атрибут	Предел применительно к дисковому формату
Максимальный размер единого файла	2^64-1 байт
Максимальный размер единого тома	Формат поддерживает 2^78 байт с размером кластеров 16 КБ (2^64 * 16 * 2^10). Адресация стеков Windows позволяет 2^64 байт
Максимальное число файлов в каталоге	2^64
Максимальное число каталогов в томе	2^64
Максимальная длина имени файла	32 тысячи символов Юникод
Максимальная длина пути	32 тысячи
Максимальный размер любого пула носителей	4 ПБ
Максимальное число пулов носителей в системе	Не ограничено
Максимальное число пространств в пуле носителей	Не ограничено

Можно ли конвертировать данные между NTFS и ReFS?

В Windows 8 нет возможности конвертировать данные на месте. Данные можно копировать. Это было преднамеренное решение в ходе проектирования, учитывая, какие сегодня размеры наборов данных и как неудобно было бы конвертировать на месте, а также учитывая вероятные изменения в архитектуре до и после конвертирования.

Можно ли выполнять загрузку с ReFS в Windows Server 8?

Можно ли использовать ReFS на съемных носителях или дисках?

Нет, такая возможность не реализована и не поддерживается.

Что из семантики или функций NTFS больше не поддерживается в ReFS?

Мы отказались от поддержки в ReFS следующих функций NTFS: именованные каналы, короткие имена, сжатие, шифрование на уровне файла (EFS), транзакции пользовательских данных, фрагментарное кэширование, жесткие связи, расширенные атрибуты и квоты.

Как насчет пространств на основе четности и ReFS?

Систему ReFS поддерживают функции отказоустойчивости, обеспечиваемые пространствами хранения. В Windows Server 8 автоматическое исправление данных выполняется только для зеркальных пространств.

Поддерживается ли кластеризация?

Поддерживается отказоустойчивая кластеризация, причем отдельные тома могут менять ресурсы при отка??е. Кроме того, поддерживается совместное использование пулов носителей в кластере.

Как насчет RAID? Как использовать возможности ReFS по распределению данных, зеркальному отображению и другим формам RAID? Обеспечивает ли ReFS ту скорость чтения данных, которая нужна, например, для видеофайлов?

Система ReFS применяет имеющиеся в пространствах хранения возможности избыточности данных, в том числе распределенные зеркала и четность. Ожидается, что скорость чтения в системе ReFS будет примерно на том же уровне, что и в системе NTFS, с которой у них много общего кода. Для потоковой передачи данных это будет замечательно.

Как получилось, что ReFS не обеспечивает дедупликацию, кэширование второго уровня между DRAM и хранилищем, а также запись снимков?

Сама система ReFS не обеспечивает дедупликацию. Одним из побочных эффектов этой знакомой, подключаемой архитектуры файловой системы является то, что другие продукты для дедупликации смогут подключаться к ReFS так же, как и к NTFS.

Кэширование второго уровня не реализовано явным образом в ReFS, но клиенты могут воспользоваться решениями сторонних разработчиков.

ReFS и VSS взаимодействуют для создания снимков по тому же принципу, что NTFS в средах Windows. На текущий момент они не поддерживают запись снимков или снимки свыше 64 ТБ.

NTFS и FAT32 - не единственные файловые системы, которые способна видеть и читать Windows 10. Она также поддерживает работу с устаревшей FAT , расширенной exFAT , новой ReFS , виртуальной CDFS , а также частично с используемыми в Linux EXT2 и EXT3 . При работе с дисками, в том числе съёмными, у вас может возникнуть необходимость определить текущую файловую систему носителя или логического раздела. В Windows 10 сделать это можно разными способами.

Самый простой - это открыть свойства диска и посмотреть, что указано в параметре .

Однако подходит этот способ только для тех дисков, которые имеют букву и явно «родную» файловую систему, если же носитель или раздел будет отформатирован в EXT3 или вследствие сбоя определится как RAW , в Проводнике он будет недоступен. В этом случае для определения файловой системы следует использовать оснастку или консольную утилиту .

Нажатием Win + X откройте меню кнопки Пуск, запустите оснастку и посмотрите содержимое колонки .

В оснастке будут отображаться даже те диски и разделы, которые не имеют буквы. Другой способ посмотреть ФС носителя это воспользоваться утилитой . Откройте командную строку и выполните в ней две таких команды:

list volume

Первая команда запускает утилиту, вторая выводит список всех логических разделов. Нужную вам информацию найдёте в колонке ФС . Альтернатива - консоль . Чтобы узнать тип файловой системы для всех дисков, запустите её от имени администратора и выполните команду get-volume . Искомые значения будут перечислены в колонке FileSystemType .

Увы, у всех описанных выше способов есть общий недостаток, а именно некорректное распознавание линуксовых файловых систем CDFS и EXT2/3/4 .

Так, в нашем примере определил CDFS как Unknown (неизвестный) и оснастка управления дисками определили CDFS правильно, но не смогли распознать EXT3 , определив её как RAW , то есть как отсутствие файловой системы. Правильные результаты штатные инструменты стали показывать только после установки - утилиты и драйвера для обеспечения доступа к носителям EXT2/3/4 из-под Windows.

И раз уж речь зашла об EXT2/3/4 , заодно стоит также упомянуть о файловых системах HFS или HFS+ , используемых в маках. Будучи подключёнными к компьютеру с Windows, они также не будут определяться и, чтобы иметь возможность с ними работать, необходимо установить драйвер Paragon HFS+ либо MacDrive .

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

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

Содержание:

Что означает ReFS?

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

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

ReFS защищает данные от повреждения

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

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

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

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

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

В ReFS удалены некоторые ограничения NTFS

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

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

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

Какая файловая система быстрее ReFS или NTFS?

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

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

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

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

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

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

Почему ReFS не может заменить NTFS

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

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

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

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

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

Способ хранения чего бы то ни было обычно всегда подразумевает некую упорядоченность, но если в человеческом быту она не является обязательным условием, то в мире компьютеров хранение данных без нее практически невозможно. Свое отражение эта упорядоченность нашла в файловой системе – понятии знакомом большинству пользователей разных электронных устройств и операционных систем.

Файловую систему можно сравнить с некой разметкой, определяющей, как, где и каким способом должен быть записан на носитель каждый байт. Появившиеся на заре электронной эры первые файловые системы были весьма несовершенны, как, например, Minix – файловая система, имеющая массу ограничений и используемая в одноименной операционной системе Minix, ставшей впоследствии прообразом ядра Linux.

Но время шло, появлялись новые файловые системы, более совершенные и стабильные. Сегодня самой востребованной из них, по крайней мере среди пользователей Windows, является NTFS, пришедшая на смену FAT32, используемой ныне разве что во флеш-накопителях малого объёма и имеющей немало недостатков, из коих наиболее значительным считается невозможность записи файлов размером более 4 Гб. Впрочем, не лишена их и NTFS. Так, по мнению многих специалистов, ей не хватает экономичности, производительности и стабильности, следовательно, пришла пора подумать о создании еще более совершенной файловой системы, способной удовлетворить растущие требования со стороны сначала серверных, а за ними и клиентских систем.

И вот, в 2012 году разработчики Microsoft представили Resilient File System или сокращенно ReFS –восстанавливаемую файловую систему, позиционируемую в роли альтернативы NTFS, а в будущем, возможно, и ее замены. По сути, ReFS является продолжением развития NTFS, из коей было принято решение удалить все лишнее, так и не ставшее востребованным, а вместо него добавить новые фичи.

Новое в Resilient File System:

Архитектура с использованием функции (дисковые пространства)
Высокая отказоустойчивость. Ошибки файловой системы, которые в NTFS приводили к потере данных, в ReFS будут сведены к минимуму
Изоляция поврежденных участков. В случае повреждения областей файловой системы доступ к записанным данным можно будет получать из-под работающей Windows
Упреждающее исправление ошибок. Автоматическое сканирование томов на предмет повреждений и применение профилактических мер по восстановлению данных
Автоматическое восстановление вложенных папок и связанных с ними файлов при повреждении метаданных
Использование избыточной записи для повышения отказоустойчивости
Максимальный размер тома в ReFS может достигать 402 Эбайт против 18,4 Эбайт в NTFS
На отформатированный в ReFS можно записать файл размером 18,3 Эбайт
Количество файлов в одной папке – 18 трлн. против 4,3 млрд. в NTFS
Длина имени файла и пути к нему – 32767 против 255 в NTFS

Что будет удалено:

Поддержка компрессии данных
Шифрование данных с использованием технологии EFS
Расширенные атрибуты файлов
Жесткие ссылки
Дисковые квоты
Поддержка коротких имен и ID-объектов
Возможность изменения размера кластера (остается под вопросом)

Что будет унаследовано от NTFS:

Списки контроля доступа (ACL)
Создание снимков тома
Точки монтирования
Точки повторной обработки
Шифрование BitLocker
Создание и использование символьных ссылок
Запись всех происходящих в файловой системе изменений (журнал USN)

В настоящее время ReFS находится в стадии раннего тестирования, тем не менее, компьютерные гики могут оценить преимущества ReFS уже сейчас, причем на клиентской системе Windows 8.1 или 10. Для этого нужно будет выполнить следующий твик реестра:

Однако пользоваться ReFS на постоянной основе не рекомендуется. Во-первых, система еще недоработана, во-вторых, какая-либо возможность конвертации в ReFS и наоборот сторонними программами отсутствует, в-третьих, если вы случайно потеряете или удалите с отформатированного в ReFS раздела файлы, восстанавливать их будет нечем, так как программ для восстановления данных, работающих с этой файловой системой пока еще нет.

Стоит ли ждать реализации ReFS в ближайшее время? C большей долей уверенности можно сказать, что нет. Если она получит практическое применение, то сначала на серверных системах, что также случится нескоро, а вот пользователям клиентских Windows придется подождать после этого еще как минимум лет пять. Достаточно вспомнить реализацию NTFS на клиентских системах, а тогда у Microsoft на это ушло семь лет. Ну а самое главное, что особой нужды в ReFS попросту нет. Вот когда появятся на десктопных компьютерах зеттабайтные диски, тогда, возможно, и настанет для ReFS звездный час, а нам пока что только остается запастись терпением и ждать.

Отличного Вам дня!