ReFS w Windows 8 Server

Wśród technologi Microsoft systemy plików to rozwiązanie dość wiekowe, Windows domyślnie korzysta ze stworzonego w erze Windows NT 3.1, niemal 20 lat temu systemu plików NTFS. Podobno NTFS jest dziś najpowszechniej używanym, zaawansowanym i bogatym w funkcjonalności systemem plików, to trudno w te słowa uwierzyć komuś, kto miał okazję zobaczyć ZFS na Solarisie czy paletę rozwiązań używanych na Linuksie. Teraz to jednak zostaną wprowadzone zmiany w Windows Server 8 zostanie wprowadzony system plików.

Windows 8 odnosi się do kolejnej wersji systemu Microsoft Windows po Windows 7, ukaże się w wersji produkcyjnej najprawdopodobniej w roku 2012. W 2011 roku w Las Vegas, Microsoft ogłosił, że będzie w tym wsparcie dla system-on-a-chip (SoC) i mobilnych procesorów ARM w następnej wersji systemu operacyjnego Windows, który ma się nazywać Windows 8.

ReFS w Windows 8 Server (od Resilient File System, Odporny System Plików) to wynik pracy zespołu Storage and File System Microsoftu.
System plików ReFS posiada wiedzę wyniesioną z doświadczeń z systemami plików Windows NT ( kolejnych wersji Microsoft Windows) i udoskonala ją. Microsoft nie zaczynał wiec od podstaw, lecz przekształcił dotychczasowy system plików NTFS w nowe rozwiązanie. Te właściwe części NTFS, które zostały wykorzystane, to przede wszystkim implementacja semantyki systemu plików: operacji na interfejsie, takich jak odczyt, zapis, otwieranie, zamykanie itp., utrzymanie w pamięci stanów pliku i wolumeny, buforowanie pamięci, synchronizacja danych plików i wymuszanie bezpieczeństwa. Ma to zapewnić wysoki poziom kompatybilności z tymi funkcjonalnościami NTFS, które przeniesiono do ReFS w Windows 8.

Na początku XXI wieku Microsoft planował rewolucyjny system operacyjny o kodowej nazwie Longhorn, który miał być wyposażony w nowy system plików o nazwie Protogon, jednak projekt został porzucony i zamiast niego pojawił się źle przyjęty przez rynek system Windows Vista, który podobnie jak „siódemka” korzysta ze starego NTFS’a.
W pierwszych wersjach Windows 8 powrócił Protogon, którego jednak później znów „usunięto”, a użytkownicy w większości stracili nadzieję, że w kolejnych „okienkach” pojawi się nowy, lepszy system plików.

ReFS w Windows 8 Server

Nowości w systemie plików

System ReFS nie jest rewolucją w zarządzaniu danymi. Równie dobrze mógłby być oznaczony jako kolejna wersja NTFS. Nie oznacza to, ze zmian jest niewiele. ReFS to skrót od Resilient File System, co sugeruje, że ma być on dużo odporniejszy na uszkodzenia nośnika danych, zarówno fizyczne, jak i logiczne. System ten będzie oferował zarówno własne mechanizmy ochronne (sumy kontrolne, rozproszony log transakcyjny, przeprowadzanie zapisu w separacji od oryginalnego pliku, itd.), ale też będzie współpracował z mechanizmem Storage Spaces w Windows 8. Dodatkowo, B+ drzewa będą przechowywać również dane i metadane, w formie przypominającej relacyjne bazy danych.
Dodatkowym zabezpieczeniem jest kopiowanie przy zapisie oraz możliwość usunięcia uszkodzonego pliku bez odłączania dysku. Z NTFS pozostanie większość elementów interfejsu dostępu do danych.

Największy nacisk w nowym systemie plików Microsoft położył na odporność na wszelkiego rodzaju uszkodzenia danych, zarówno w warstwie logicznej, jak i fizycznej. Częściowo mechanizmy ochronne takie jak sumy kontrolne, rozproszony log transakcyjny i przeprowadzanie zapisu w separacji od oryginalnego pliku zostały zaimplementowane w samym ReFS, a częściowo ochrona pochodzi z połączenia nowego systemu plików z funkcją Storage Spaces.

Najważniejsza zmian to przede wszystkim nieograniczona skalowalność, wszystkie struktury na dysku (włącznie z metadanymi i danymi plików) będą przechowywane za pomocą drzew B+. W praktyce liczba plików w katalogu i liczba katalogów w wolumenie ograniczona tylko 64-bitowym adresowaniem. Maksymalny rozmiar plików to 16 * 2^60 bajtów.

ReFS w Windows 8 Server

Nowy system plików trafi wyłącznie do serwerów – ma bowiem spełnić „obecne i przyszłe wymogi” przechowywania plików w dużych rozwiązaniach storage’owych, przede wszystkim wysoką dostępność i niezawodność. Będzie to możliwe dzięki mechanizmom wykrywania rozmaitych form uszkodzeń twardych dysków, przyspieszeniu zapisu za pomocą znanego z RAID-ów i linuksowego menedżera wolumenów logicznych data stripingu, oraz, co chyba najważniejsze, mechanizmowi Copy-on-Write, pozwalającemu na efektywniejsze wykorzystanie powierzchni dyskowych. Copy-on-Write jest już znanym rozwiązaniem – wykorzystywane jest w SQL Serverze oraz usłudze Volume Shadow Copy, służąc do tworzenia migawek dużych zbiorów danych i jak wyjaśnia Verma, polega na allokowaniu danych przy zapisie w typowo transakcyjnym modelu.

ReFS w Windows 8 Server ma za udostępnić tworzenie pul pamięci masowej (które mogą być dzielone pomiędzy serwerami), łatwa wirtualizacja, sprawdzanie spójności metadanych z sumami kontrolnymi.

W pierwszej fazie ReFS pojawi się tylko na Windows 8 Serverze, jako system plików tylko dla storage’u – nie będzie można z niego uruchamiać systemu. W drugiej fazie przeniesiony zostanie na systemy klienckie. W przyszłości uzyska możliwości bootowania, choć nie wiadomo jeszcze, czy pojawi się na urządzeniach przenośnych.

Temat polecany: SQL Azure

SoftwareStudio Sp. z o.o.