Новое поколение файловой системы для Windows - ReFS

В этой статье мне хотелось бы обсудить новую файловую систему для Windows. Эта файловая система, которую мы называем ReFS, изначально разрабатывалась для удовлетворения широкого перечня пользовательских требований, нынешних и будущих, для самых разных способов развертывания Windows.

Основные цели создания ReFS:

• Сохранение высокой степени совместимости с подмножеством наиболее востребованных функций NTFS наряду с выводом из употребления прочих, менее полезных, за счет сложности и габаритов системы.
• Проверка и автоматическое исправление данных. Повреждение данных может происходить по многим причинам, поэтому необходимо проверять и по возможности автоматически исправлять данные. Во избежание оборванных записей нельзя записывать метаданные на месте. Далее мы обсудим это подробнее.
• Оптимизация для экстремальной масштабируемости. Использование масштабируемых структур для всех случаев. Не станем предполагать, что алгоритмы проверки диска могут, в частности, масштабироваться до уровня всей файловой системы.
• Не рассматривайте файловую систему автономно. Предположим, в случае повреждения данных будет целесообразно изолировать неисправную часть, сохраняя доступ к остальной части тома. Это выполняется в процессе восстановления максимально возможного объема данных и без прекращения работы.
• Обеспечение полной сквозной отказоустойчивой архитектуры при использовании в сочетании с функцией «Пространства хранения», которая проектировалась и создавалась параллельно с ReFS.

Ключевые характеристики ReFS таковы (некоторые из них обеспечиваются в сочетании с функцией «Пространства хранения»):

• Целостность метаданных с контрольными суммами
• Целостные потоки, обеспечивающие целостность пользовательских данных (дополнительно)
• Размещение при записи транзакционной модели для надежных обновлений дисков (также называется «копирование при записи»)
• Крупные размеры тома, файла и каталога
• Группировка и виртуализация хранилищ упрощает создание и управление файловой системой
• Распределение данных для большей производительности (управление полосой пропускания) и резерв по отказоустойчивости
• Очистка диска в целях защиты от скрытых ошибок
• Устойчивость к повреждениям и «восстановление» с максимальной доступностью тома во всех случаях
• Общие пулы носителей для нескольких компьютеров в целях повышения отказоустойчивости и равномерности нагрузки

Кроме того, система ReFS наследует функции и семантику NTFS, включая шифрование BitLocker, списки управления доступом, журнал USN, уведомления об изменениях, символьные ссылки, точки соединения, точки подключения, точки повторной обработки, моментальные снимки томов, идентификаторов файлов и нежесткие блокировки.

И, разумеется, данные, хранящиеся в ReFS, доступны через интерфейсы API для доступа к файлам на клиентах, которые используются на любой операционной системе, имеющей доступ к нынешним томам NTFS.

Ключевые атрибуты и функции проекта

Атрибуты нашего проекта тесно связаны с нашими целями. По мере изучения этих атрибутов следует учитывать историю развития файловых систем, используемых в сотнях миллионов устройств, от миниатюрных компьютеров до крупнейших центров данных, от компактных форматов хранения до многошпиндельных устройств, от твердотельных накопителей до огромных дисков и систем хранения. В то же время доступ к файловым системам Windows возможен везде с помощью множества приложений и системного ПО. Система ReFS разработана с учетом и на основе этого. Мы не стали начинать с нуля, а переосмыслили систему NTFS в той мере и в тех аспектах, в каких это было разумно. Прежде всего, мы следуем тем же принципам практичности, которые требуются при создании крупной файловой системы — только корпорация Майкрософт работает в таких масштабах.

Повторное использование кодов и совместимость

Рассмотрим файловую систему API: в ней совместимость является самым важным и вместе с тем самым технически сложным моментом. Перезапись кода, обеспечивающего выполнение файловой системы, не приведет к нужному уровню совместимости, а внедряемые функции будут зависеть от кода приложения, синхронизации вызовов и аппаратного обеспечения. Поэтому при создании ReFS мы повторно использовали код, отвечающий за выполнение семантики файловой системы Windows. Этот код приводит в действие интерфейс файловой системы (чтение, запись, открытие, закрытие, уведомление об изменениях и т. п.), поддерживает файл в памяти и состояние тома, усиливает безопасность и поддерживает кэширование памяти и синхронизацию файловых данных. Такое повторное использование обеспечивает высокую степень совместимости с теми свойствами NTFS, которые мы станем применять и впредь

Читать всю статью blogs.msdn.com/b/b8_ru/archive/2012/01/20/windows-refs.aspx