Насколько хороша ReFS - новая файловая система для Windows 8?

NTFS изжила себя с технической точки зрения. Система ReFS обеспечивает лучшую защиту данных на емких и быстрых жестких дисках.

20 лет назад в офисах еще «стрекотали» матричные принтеры, эксперты спорили, завоюют ли признание графические пользовательские интерфейсы, а Microsoft продемонстрировала свою абсолютно новую ОС — Windows 3.1. Сложно поверить, но файловая система NTFS (New Technology File System) появилась в то же время, и до сих пор мы пользуемся ею в качестве стандартного средства для управления массивами данных и их сохранения. Постепенно возможности NTFS подошли к своим границам: проверка носителей данных большой емкости занимает слишком много времени, Журнал тормозит доступ, а максимальный размер файлов уже практически достигнут.

Надежная преемница

Для устранения недостатков NTFS компания Microsoft внедряет в Windows 8 новую файловую систему — ReFS (Resilient File System — отказоустойчивая файловая система), демонстрирующую необыкновенную надежность в работе. Впервые она была задействована в серверной ОС Windows Server 8. Пока еще обычные компьютеры используют NTFS, однако и в простой «восьмерке» уже присутствует эта новая система с возможностью чтения и записи данных. Microsoft разрабатывала ReFS не с нуля. Так, для открытия, закрытия, чтения и записи файлов система использует те же интерфейсы доступа API, что и NTFS. Нетронутыми остались многие хорошо знакомые возможности — например, шифрование диска Bitlocker и символьные ссылки для библиотек. Другие же функции, такие как сжатие данных, исчезли. Большинство нововведений ReFS лежит в области создания структур файлов и папок, а также управления ими. Они рассчитаны на автоматическое исправление ошибок, максимальное масштабирование и работу в режиме постоянного подключения (Always Online). Для этих целей Microsoft использует знакомую по базам данных концепцию B+-деревьев. Это означает, что папки в файловой системе структурированы в виде таблиц с файлами в качестве записей. Они, в свою очередь, могут обладать определенными атрибутами, добавляемыми в качестве подтаблиц, создавая иерархическую древовидную структуру. Даже свободное место на диске организовано в таблицах. Ядром системы ReFS является таблица объектов — центральный каталог, в котором перечислены все таблицы в системе.

Встроенная защита от сбоев

ReFS избавилась от сложного управления журналом и теперь фиксирует новую информацию о файле в свободном месте, что предотвращает ее перезаписывание. Но даже если такое вдруг произойдет, система заново пропишет ссылки на записи в структуре B+-дерева.

Как и NTFS, система ReFS принципиально различает информацию о файле (метаданные) и содержимое файла (пользовательские данные), однако щедро предоставляет и тем и другим одинаковые защитные функции. Так, метаданные по умолчанию предохраняются с помощью контрольных сумм. Такую же защиту по желанию можно предоставить и пользовательским данным. Эти контрольные суммы располагаются на диске на безопасном удалении друг от друга, чтобы в случае возникновения ошибки данные можно было восстановить.

Передача данных из NTFS в ReFS

Можно ли будет в Windows 8 легко и просто конвертировать данные из системы NTFS в ReFS и наоборот? В Microsoft говорят, что никакой встроенной функции для преобразования форматов не предполагается, но информацию все же можно будет копировать. Область применения ReFS очевидна: поначалу она может использоваться лишь как крупный диспетчер данных для сервера. Следовательно, пока еще нельзя запустить Windows 8 с диска под управлением новой файловой системы. Внешних накопителей с ReFS пока не будет — только внутренние. Очевидно, со временем ReFS будет оснащена большим количеством функций и сможет заменить устаревшую систему. Возможно, это случится уже с выходом первого пакета обновлений для Windows 8.

Случай 1: Стандартная задача - переименовать файл

NTFS

1. NTFS записывает в Журнал, что имя файла должно быть изменено. Там же NTFS регистрирует все действия.

2. Только после этого она на месте меняет имя файла. Таким образом, старое имя  переписывается новым.

3. В заключение в Журнале (файле регистрации файловой системы) появляется отметка об успешном завершении заданной операции.

ReFS

1 Новое название записывается в свободное место. При этом очень важно, что прежнее имя поначалу не стирается.

2 Как только новое название записано, ReFS изменяет ссылку на поле имени. Теперь в файловой системе она ведет не на старое имя, а на новое.

Случай 2: Переименование файла при отказе питания

NTFS

1. NTFS, как обычно, записывает запрос на изменение в Журнал.

2. После этого из-за отказа питания процесс переименования прерывается, и не остается записи ни о прежнем, ни о новом именах.

3. Происходит перезагрузка Windows.

4. Вслед за этим запускается программа для исправления ошибок — Chkdisk.

5. Только теперь с помощью Журнала при применении отката восстанавливается изначальное имя файла.

ReFS

1. На первом этапе ReFS записывает новое имя в другом месте файловой системы, однако в этот момент электропитание прекращается.

2. Отказ приводит к автоматической перезагрузке Windows.

3. После нее стартует программа Chkdisk. Она анализирует файловую систему на наличие ошибок и при необходимости исправляет их. Между тем набор данных ReFS находится в стабильном состоянии. Прежнее имя файла снова становится действующим сразу после отказа питания.