ReFS: Microsofts neues Dateisystem

LogoMicrosofts neues Dateisystem ReFS für Windows 8

Für Windows 8 hat Microsoft ein neues Dateisystem entwickelt: ReFS. Das „Resilient File System“ soll eines der robustesten Dateisysteme werden und auf die neuen Storage Spaces von Windows 8 abgestimmt sein. Defekte Daten sollen automatisch erkannt und repariert werden.

Laut Aussage von Microsoft ist ReFS weitgehend kompatibel mit NTFS (New Technology File System). Häufig genutzte Funktionen von NTFS werden in ReFS umgesetzt, wenig genutzte Funktionen werden jedoch nicht implementiert.
ReFS soll zudem eine hohe Skalierbarkeit bieten und möglichst geringe Ausfallzeiten. Dies bedeutet zum Beispiel, dass das Dateisystem bei längeren Dateisystemprüfungen nicht mehr „Offline“ genommen werden muss.

ReFS

Mit Hilfe von Prüfsummen wird die Integrität von Metadaten (Informationen über andere Daten) gewährleistet. Die Nutzerdaten können mit dem Integrity-Stream, Prüfsummen angewandt auf das gesamte Dateisystem, abgesichert. Der „Copy on Write“ (Kopieren beim Schreiben) Ansatz stellt sicher, dass bei geänderten Daten die Ursprungsdaten nicht verloren gehen, bevor die Änderungen geschrieben wurden.


ReFS unterstützt große Speicher- Volumes, Dateien und Verzeichnisse bis zu einer theoretischen Größe von 2^64-1 Byte (rund 18 Trillionen Byte oder 16 Exabyte) und einer Namenslänge von 32.000 UniCode-Zeichen.
Redundanz und Leistung sollen über das sogenannte Data-Striping (in Streifen zerlegen) erhöht und bei Bedarf auch mit Storage-Pools von mehreren Maschinen verbunden werden. Das Disk-Scrubbing (Integrität von Daten) soll für einen zusätzlichen Schutz vor latenten Festplattenfehlern sorgen.


Funktionen wie BitLocker, Access Control List (Zugriff auf Daten), USN journal (Benachrichtigungen über Änderungen), Mount Points, Junction Points, Reparse Points, Volumen-Snapshots und Datei-IDs sind nur ein paar Funktionen die aus NTFS mit übernommen werden sollen. Nicht übernommen werden unter anderem Named Streams, OIDs, Kurznamen, Sparse, Hard-Links und Quotas.
Clientseitig wird sich bei ReFS nichts gegenüber NTFS ändern, der Zugriff erfolgt weiterhin über das gleiche API.

B+ Bäume

Verzeichnisse werden in Form einer Tabelle angelegt, die weitere Tabellen enthalten können. Dateien werden in einer Zeile des übergeordneten Verzeichnisses als Tabelle mit verschiedenen Dateiattribute umgesetzt.


Daten werden, um sicherzustellen dass diese sehr groß werden können, als Embedded-Stream-Table (Offset-Mapping/Checksum) abgebildet. Attribute, wie zum Beispiel die Access Control Lists, werden ebenfalls als Tabelle innerhalb der Objekttabelle abgebildet. Die Verteilung des Speicherplatzes wird durch drei hierarchische Verteiler zugeteilt (groß,mittel,klein).

bBaeume

Robustheit

In ReFS werden Metadaten nicht direkt aktualisiert, sondern an anderer Position auf dem Laufwerk abgelegt. Dies verhindert, dass bei Änderungen von Daten im Falle eines Stromausfalls während des Vorgangs zur Beschädigung von Metadaten kommt, Torn-Writes. Zusätzlichen Schutz bieten die Prüfsummen, die unabhängig von den Metadaten gespeichert werden. Dies soll es ermöglichen Datenbeschädigungen frühzeitig zu erkennen.

Datenrettung

Vermutungen seitens  Microsoft werden die meisten System mit gespiegelten Storage Spaces arbeiten. Bei einem defekten RAM kann es jedoch dazu kommen dass das Volume beschädigt werden kann. ReFS sieht hierfür eine Rettungsfunktion namens „Salvage“ vor. Beschädigte Daten werden aus dem Namespace des Volume entfernt. Integrität von Daten

Fazit

ReFS soll Schritt für Schritt eingeführt werden. Vorerst werden die  Server mit ReFS ausgestattet, später folgen die Clients und im dritten Schritt wird es möglich sein von ReFS booten. Die Entwicklung des neuen Dateisystems läuft nun schon seit ca. 20 Jahren und wurde in dieser Zeit ausgiebig getestet. Nun heißt es abwarten was da kommt ;)

 

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