Файловая система REFS и ее сравнение с NTFS

Впервые REFS файловая система появилась в ОС Windows Server 2012, а с некоторых пор и в windows 10
REFS (Resilient File System) новая файловая система, созданная на базе NTFS, только появившаяся в версиях Windows 10 ( с версии Creators Update ее можно использовать для любых дисков). Перевести на русский можно примерно как «Устойчивая» файловая система.
Файловая система REFS разработана что бы устранить недостатки файловой системы NTFS, минимизировать потери данных, лучше справляется с повышенной нагрузкой и легко масштабируется для очень больших файловых систем. Важный факт в том что система имеется так же и свои недостатки.

Одной из основных 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 .

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.

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.

Основные преимущества над NTFS:

— В 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.

-В REFS не поддерживается сжатие, дополнительные атрибуты, шифрование средствами файловой системы (в NTFS такое есть, для REFS работает шифрование Bitlocker).

Сравнение файловых систем ReFS (Resilient file system) и NTFS

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?

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.

Как восстановить данные с дискового пространства ReFS

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.

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.

Найдены возможные дубликаты

Лига Сисадминов

571 пост 11.5K 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.

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.

Может быть. Но душа не лежит сегодня закончить о ней пост. А этот уже был готов. Во второй части описан финт ушами, применимый не только для неё.

Еще в самом начале я говорил про отказоустойчивость и расширяемость Storage Spaces. Я не говорил лишь о REFS.

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

Ога. «Вы давайте переходите, вот вам инструкция. Зачем — скажу потом».

Благо есть первый, он более предпочтительный. Но про второй упомянуть было обязательно.

EXT ещё может быть, а вот ReiserFS.

Эх Ганс, как ты нас подвел! Все так ждали ReiserFS 4.

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?

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.

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.