Какие атрибуты файловой системы учитываются системами резервного копирования

Обновлено: 01.07.2024

Во время установки файловой системы Windows, файловой системы UNIX, файловой системы NetWare, NetWare NDS и Active Directory i DataAgent система автоматически создает набор резервных копий по умолчанию, который содержит субклиент по умолчанию. После установки у вас есть возможность определить набор резервных копий, созданный пользователем, который также будет содержать субклиент по умолчанию.

Файловая система, сервер NetWare и Active Directory i Настраиваемые свойства DataAgent

После установки агент настраивается и поэтому может управлять данными или томами на клиентском компьютере. Однако вы можете изменить некоторые аспекты конфигурации набора резервных копий, чтобы управлять данными в соответствии с вашими потребностями.

Вы можете просмотреть или изменить конфигурацию набора резервных копий в диалоговом окне Свойства набора резервных копий. Следующая информация может быть настроена для всех файловых систем:

Учетные записи пользователей

Следующее относится к файловой системе NetWare, службе каталогов Novell и файловой системе Windows:

Один или несколько агентов этого типа используют одну или несколько учетных записей, настроенных в диалоговом окне, отличном от свойств. Дополнительные сведения см. в соответствующем разделе для ваших агентов в разделе «Учетные записи пользователей и пароли».

Безопасность пользователя

Вы можете выполнять следующие функции:

Определите группы пользователей, с которыми связан этот объект CommCell.
Связать этот объект с группой пользователей.
Отменить связь этого объекта с группой пользователей.

Вкладка безопасности недоступна на уровне NetWare NDS i DataAgent Backup Set.

Файловая система Windows i Настраиваемые свойства DataAgent

Использовать журнал изменений или классическое сканирование файлов, установить битовый атрибут архива, сохранить время доступа к файлу

На вкладке «Параметры задания» свойств набора резервных копий можно выбрать «Использовать журнал изменений» или «Классическое сканирование файлов», «Установить битовый атрибут архива» и «Сохранить время доступа к файлу». Эти параметры влияют на то, какие файлы резервируются во время заданий добавочного и дифференциального резервного копирования.

Microsoft Data Protection Manager i Настраиваемые свойства DataAgent

Вы можете просмотреть или изменить конфигурацию набора резервных копий в диалоговом окне Свойства набора резервных копий. Для наборов резервных копий Microsoft Data Protection Manager можно настроить следующую информацию:

Использовать журнал изменений или классическое сканирование файлов для резервных копий, установить битовый атрибут архива, сохранить время доступа к файлу

Настраиваемые свойства файловой системы UNIX

Используйте классическое сканирование файлов или оптимизацию сканирования для резервных копий, сохраняя время доступа к файлам

На вкладке «Параметры задания» в свойствах набора резервных копий можно выбрать «Использовать классическое сканирование файлов» или «Оптимизация сканирования и сохранение времени доступа к файлам».

Настраиваемые свойства файловой системы NetWare

Вы можете просмотреть или изменить конфигурацию набора резервных копий в диалоговом окне Свойства набора резервных копий. Для всех файловых систем NetWare можно настроить следующую информацию:

Распаковать данные перед резервным копированием

Данные файловой системы NetWare могут быть в сжатом формате на томе, который поддерживает сжатие, а данные в сжатом формате могут быть восстановлены только на томе, который поддерживает сжатие. Параметр «Распаковать данные перед резервным копированием» позволяет вам выбрать, следует ли распаковывать данные в сжатом формате на носителе резервной копии и могут быть восстановлены либо в сжатом, либо в несжатом томе. По умолчанию данные резервируются в сжатом формате, если данные находятся на томе, который поддерживает сжатие.

Таблица: функции файловой системы Veritas

Экстент — это непрерывная область памяти в файловой системе компьютера, зарезервированная для файла. При запуске записи в файл выделяется весь экстент. При повторной записи в файл данные продолжаются с того места, где была остановлена предыдущая запись. Это уменьшает или устраняет фрагментацию файлов. Экстент представлен в виде пары адрес-длина, которая идентифицирует адрес начального блока и длину экстента (в файловой системе или логических блоках). Поскольку файловая система Veritas (VxFS) является файловой системой на основе экстентов, адресация выполняется через экстенты (которые могут состоять из нескольких блоков), а не в сегментах, состоящих из одного блока.Таким образом, экстенты могут повысить пропускную способность файловой системы.

Veritas File System (VxFS) выделяет дисковое пространство для файлов в группах из одного или нескольких смежных блоков, называемых экстентами. VxFS определяет интерфейс приложения, который позволяет программам управлять различными аспектами выделения экстентов для данного файла. Политики выделения экстентов, связанные с файлом, называются атрибутами экстентов.

Быстрое восстановление файловой системы

Большинство файловых систем полагаются на полную структурную проверку с помощью утилиты fsck как на единственное средство восстановления после системного сбоя. Для конфигураций с большими дисками это требует длительного процесса проверки всей структуры, проверки целостности файловой системы и исправления любых несоответствий. VxFS обеспечивает быстрое восстановление благодаря функциям изменения размера журнала намерений VxFS и журнала намерений VxFS.

Расширенные параметры монтирования

Файловая система VxFS предоставляет следующие усовершенствования для команды mount:

Улучшенные режимы целостности данных

Режим повышенной производительности

Режим временной файловой системы

Улучшенная синхронная запись

Поддержка больших размеров файлов

Улучшенные режимы целостности данных

VxFS имеет следующие параметры команды монтирования для включения расширенных режимов целостности данных:

Режим повышенной производительности

Режим ведения журнала VxFS по умолчанию, mount -o delaylog , повышает производительность за счет задержки регистрации некоторых структурных изменений. Тем не менее, delaylog не обеспечивает целостность данных, эквивалентную расширенным режимам целостности данных, поскольку последние изменения могут быть потеряны во время системного сбоя. Этот параметр обеспечивает по крайней мере тот же уровень точности данных, что и традиционные файловые системы UNIX при системных сбоях, а также быстрое восстановление файловой системы.

См. страницу руководства mount_vxfs (1M).

Режим временной файловой системы

В большинстве систем UNIX временные каталоги файловой системы, такие как /tmp и /usr/tmp , часто содержат файлы, которые не нужно сохранять при перезагрузке системы. Базовой файловой системе не требуется поддерживать высокую степень структурной целостности для этих временных каталогов. VxFS предоставляет параметр mount -o tmplog, который позволяет пользователю добиться более высокой производительности на временных файловых системах за счет задержки регистрации большинства операций.

См. страницу руководства mount_vxfs (1M).

Улучшенная синхронная запись

VxFS обеспечивает превосходную производительность для приложений с синхронной записью. Параметр mount -o datainlog значительно повышает производительность небольших синхронных операций записи.

Параметр mount -o convosync=dsync повышает производительность приложений, которым требуется синхронная запись данных, но не синхронное обновление времени inode.

См. страницу руководства mount_vxfs (1M).

Использование параметра -o convosync=dsync нарушает семантику POSIX.

Поддержка больших файлов и больших файловых систем

VxFS поддерживает файлы размером более двух гигабайт и большие файловые системы до 256 терабайт.

Некоторые приложения и утилиты могут не работать с большими файлами.

Списки контроля доступа

Список управления доступом (ACL) содержит набор записей, идентифицирующих конкретных пользователей или группы и их права доступа к каталогу или файлу. Файл может иметь свой собственный ACL или может иметь общий ACL с другими файлами. Преимущество списков ACL состоит в том, что они определяют подробные разрешения на доступ для нескольких пользователей и групп.

Списки управления доступом можно изменять или отображать только с помощью двух специфичных для VxFS команд, vxsetfacl и vxgetfacl .

См. страницы руководства vxsetfacl (1) и vxgetfacl (1).

Чтобы повысить доступность, возможность восстановления и производительность, Veritas File System (VxFS) предлагает возможности резервного копирования и восстановления на диск и в Интернете, которые упрощают стратегии частого и эффективного резервного копирования. Приложения резервного копирования и восстановления могут использовать Storage Checkpoint, технологию копирования с эффективным использованием дисков и операций ввода-вывода для периодического создания замороженных образов файловой системы. Контрольные точки хранилища представляют собой представление файловой системы в определенный момент времени, а затем идентифицируют и поддерживают копии исходных блоков файловой системы. Вместо использования метода зеркального отображения на основе дисков Storage Checkpoints экономят дисковое пространство и значительно сокращают нагрузку на ввод-вывод за счет использования пула свободного пространства, доступного для файловой системы.

Функции Storage Checkpoint лицензируются отдельно.

FileSnap — это оптимизированная по пространству копия файла в том же пространстве имен, хранящаяся в той же файловой системе. VxFS поддерживает FileSnaps в файловых системах с макетом диска Версии 8 или выше.

VxFS обеспечивает онлайн-резервное копирование данных с помощью функции моментальных снимков. Образ смонтированной файловой системы мгновенно становится точной доступной только для чтения копией файловой системы в определенный момент времени. Исходная файловая система называется файловой системой моментальных снимков, а копия — моментальным снимком.

Когда в созданную файловую систему вносятся изменения, старые данные копируются в моментальный снимок.При чтении моментального снимка данные, которые не изменились, считываются из созданной файловой системы, измененные данные считываются из моментального снимка.

Для резервного копирования требуется один из следующих методов:

Копирование выбранных файлов из файловой системы снимка (с помощью find и cpio )

Резервное копирование всей файловой системы (с помощью fscat )

Инициирование полного или добавочного резервного копирования (с помощью vxdump )

VxFS поддерживает квоты, которые выделяют квоты для каждого пользователя и группы и ограничивают использование двух основных ресурсов: файлов и блоков данных. Вы можете назначить квоты для каждого из этих ресурсов. Каждая квота состоит из двух ограничений для каждого ресурса: жесткого ограничения и мягкого ограничения.

Жесткое ограничение представляет собой абсолютное ограничение на блоки данных или файлы. Пользователь ни при каких обстоятельствах не может превысить жесткое ограничение.

Мягкий предел ниже жесткого предела и может быть превышен в течение ограниченного периода времени. Это позволяет пользователям временно превысить лимиты, пока они не превысят эти лимиты до истечения отведенного времени.

Поддержка баз данных

Базы данных могут быть созданы на файлах, экспортированных как символьные устройства, для достижения той же производительности, что и базы данных, созданные на необработанных дисках.

Базы данных обычно создаются в файловых системах для упрощения задач резервного копирования, копирования и перемещения и работают медленнее по сравнению с базами данных на необработанных дисках.

Использование функции быстрого ввода-вывода для баз данных с VxFS позволяет системам сохранить преимущества наличия базы данных в файловой системе без ущерба для производительности. Quick I/O создает обычные, предварительно выделенные файлы для использования в качестве символьных устройств. Базы данных могут быть созданы на символьных устройствах для достижения той же производительности, что и базы данных, созданные на необработанных дисках.

Обработка обычных файлов VxFS как необработанных устройств имеет следующие преимущества для баз данных:

Системные вызовы чтения () и записи (), выполняемые сервером базы данных, позволяют избежать получения и снятия блокировок чтения/записи внутри ядра, которые применяются к обычным файлам.

VxFS позволяет избежать двойной буферизации данных, уже буферизованных сервером базы данных. Эта возможность высвобождает ресурсы для других целей и приводит к повышению производительности.

Поскольку ввод-вывод на эти устройства обходит системный буферный кеш, VxFS экономит затраты на копирование данных между пространством пользователя и пространством ядра, когда данные считываются из обычного файла или записываются в него. Этот процесс значительно сокращает время ЦП на транзакцию ввода-вывода по сравнению с буферизованным вводом-выводом.

Обмен данными между платформами

Кроссплатформенный обмен данными (CDS) позволяет последовательно обмениваться данными между разнородными системами, где каждая система имеет прямой доступ к физическим устройствам, на которых хранятся данные. Эту функцию можно использовать только в сочетании с Veritas Volume Manager (VxVM).

См. Руководство по решениям Veritas Storage Foundation и High Availability Solutions.

Журнал изменений файлов

Журнал изменений файлов VxFS (FCL) отслеживает изменения файлов и каталогов в файловой системе. Журнал изменений файлов может использоваться такими приложениями, как продукты для резервного копирования, веб-сканеры, механизмы поиска и индексирования, а также программное обеспечение для репликации, которые обычно сканируют всю файловую систему в поисках изменений с момента предыдущего сканирования. Функциональность FCL лицензируется отдельно.

Обратный поиск имени пути

Функция обратного поиска имени пути получает полное имя пути к файлу или каталогу по номеру инода этого файла или каталога. Функция обратного поиска имени пути может быть полезна для различных приложений, например, для клиентов функции журнала изменений файлов VxFS, в утилитах резервного копирования и восстановления, а также для продуктов репликации. Как правило, эти приложения хранят информацию по номерам инодов, потому что путь к файлу или каталогу может быть очень длинным, поэтому необходим простой способ получения пути.

Многотомные файловые системы

Функция многотомной файловой системы (MVFS) позволяет представлять несколько томов одним логическим объектом. Все операции ввода-вывода в базовый логический том и из него направляются посредством наборов томов. Вы можете создать единую файловую систему VxFS на этом многотомном наборе. Эту функцию можно использовать только в сочетании с VxVM. Функциональность MVFS лицензируется отдельно.

Вариант SmartTier основан на технологии поддержки нескольких томов. Используя SmartTier, вы можете сопоставить более одного тома с одной файловой системой. Затем вы можете настроить политики, которые автоматически перемещают файлы с одного тома на другой или перемещают файлы с помощью команд перемещения файлов. Наличие нескольких томов позволяет определить, где находятся файлы, что может повысить производительность приложений, обращающихся к определенным типам файлов. Функция SmartTier лицензируется отдельно.

В предыдущих выпусках VxFS 5.x SmartTier назывался Dynamic Storage Tiering.

Функция Thin Reclamation позволяет освобождать свободные блоки данных файловой системы VxFS в свободный пул хранения LUN Thin Storage.Эта функция поддерживается только в файловых системах, созданных на томе VxVM.

Обычно большой объем параллельных потоков, выполняющих доступ и обновления к каталогу, обычно существующему в файловой системе, страдает от экспоненциально более длительного времени ожидания потоков. Эта функция создает многораздельные каталоги для повышения производительности каталогов файловых систем. Когда какой-либо каталог пересекает настраиваемый порог, эта функция устанавливает эксклюзивную блокировку индексного дескриптора каталога и перераспределяет записи в различные соответствующие хеш-каталоги. Эти хэш-каталоги не видны в представлении пространства имен пользователя или операционной системы. Для каждого нового потока создания, удаления или поиска эта функция выполняет поиск соответствующего хешированного каталога (в зависимости от целевого имени) и выполняет операцию в этом каталоге. Это оставляет доступ к индексному узлу родительского каталога и другим его хэш-каталогам беспрепятственным, что значительно повышает производительность файловой системы.

Эта функция работает только с файловыми системами Версии 8 макета диска или более поздней версии.

См. справочные страницы vxtunefs (1M) и fsadm_vxfs (1M).

Вы можете выполнять периодическую дедупликацию после обработки в файловой системе, чтобы устранить повторяющиеся данные без каких-либо постоянных затрат. Вы можете проверить, дублируются ли данные по запросу, а затем эффективно и безопасно устранить дубликаты. Для этой функции требуется лицензия Enterprise.

Сжатие файлов уменьшает пространство, используемое файлами, сохраняя доступность файлов и прозрачность для приложений. Сжатые файлы выглядят и ведут себя почти так же, как несжатые файлы: сжатые файлы имеют то же имя, и их можно читать и записывать так же, как и несжатые файлы. При чтении данные не сжимаются только в памяти; копия файла на диске остается сжатой. Напротив, после записи новые данные распаковываются на диске.

В настоящее время компьютерный рынок предлагает огромное разнообразие возможностей для хранения информации в цифровом виде. Существующие устройства хранения включают в себя внутренние и внешние жесткие диски, карты памяти фото/видеокамер, USB-накопители, RAID-массивы, а также другие сложные хранилища. Части данных хранятся на них в виде файлов, таких как документы, изображения, базы данных, сообщения электронной почты и т. д., которые должны быть эффективно организованы на диске и легко извлекаться при необходимости.

В следующей статье представлен общий обзор файловой системы, основного средства управления данными в любом хранилище, а также описаны особенности ее различных типов.

Что такое файловая система?

Любой компьютерный файл хранится на носителе данных заданной емкости. Фактически каждое хранилище представляет собой линейное пространство для чтения или чтения и записи цифровой информации. Каждый байт информации в нем имеет свое смещение от начала хранения, известное как адрес, и ссылается на него по этому адресу. Хранилище может быть представлено в виде сетки с набором пронумерованных ячеек (каждая ячейка представляет собой один байт). Любой элемент, сохраненный в хранилище, получает свои собственные ячейки.

Чтобы опустить вторую часть адреса (смещение внутри сектора), файлы обычно хранятся начиная с начала сектора и занимают целые сектора (например: 10 -байтовый файл занимает весь сектор, 512-байтовый файл также занимает весь сектор, в то же время 514-байтовый файл занимает целых два сектора).

Каждый файл хранится в "неиспользуемых" секторах и может быть прочитан позже по известному положению и размеру. Однако как узнать, какие сектора заняты, а какие свободны? Где хранится размер, положение и имя файла? Именно за это отвечает файловая система.

В целом файловая система (часто сокращенно ФС) представляет собой структурированное представление данных и набор метаданных, описывающих эти данные. Применяется к хранилищу во время операции форматирования. Эта структура служит для целей всего хранилища, а также является частью изолированного сегмента хранилища — раздела диска. Обычно он работает в блоках, а не в секторах. Блоки FS — это группы секторов, которые оптимизируют адресацию хранилища. Современные типы обычно используют блоки размером от 1 до 128 секторов (512-65536 байт). Файлы обычно хранятся в начале блока и занимают целые блоки.

Помимо данных пользователя, файловая система также содержит свои собственные параметры (например, размер блока), дескрипторы файла (включая его размер, местоположение, фрагменты и т. д.), имена и иерархия каталогов. Он также может хранить информацию о безопасности, расширенные атрибуты и другие параметры.

Чтобы соответствовать различным требованиям пользователей, таким как производительность, стабильность и надежность хранилища, разработано множество типов (или форматов) файловых систем, которые могут более эффективно служить различным целям.

Файловые системы Windows

Microsoft Windows использует две основные файловые системы: NTFS, основной формат, который большинство современных версий этой ОС используют по умолчанию, и FAT, унаследованную от старой DOS и имеющую более позднее расширение exFAT. ReFS также был представлен Microsoft как формат нового поколения для серверных компьютеров, начиная с Windows Server 2012. HPFS, разработанный Microsoft совместно с IBM, можно найти только на очень старых машинах под управлением Windows NT до 3.5.

FAT (таблица размещения файлов) — один из самых простых типов файловых систем, который существует с 1980-х годов. Он состоит из FS сектора дескриптора (загрузочного сектора или суперблока), таблицы размещения блоков (называемой таблицей размещения файлов) и < em>простое пространство для хранения данных. Файлы в FAT хранятся в каталогах. Каждый каталог представляет собой массив 32-байтовых записей, каждая из которых определяет файл или его расширенные атрибуты (например, длинное имя). Запись атрибутирует первый блок файла. Любой следующий блок можно найти в таблице размещения блоков, используя ее как связанный список.

Таблица размещения блоков содержит массив дескрипторов блоков. Нулевое значение указывает на то, что блок не используется, а отличное от нуля значение относится к следующему блоку файла или специальному значению его конца.

Числа в FAT12, FAT16, FAT32 обозначают количество битов, используемых для адресации блока FS. Это означает, что FAT12 может использовать до 4096 различных ссылок на блоки, в то время как FAT16 и FAT32 могут использовать до 65536 и 4294967296 соответственно. Фактическое максимальное количество блоков еще меньше и зависит от реализации драйвера FS драйвера.

Форматы

FAT12 и FAT16 использовались для старых гибких дисков и в настоящее время не находят широкого применения. FAT32 по-прежнему широко используется для карт памяти и USB-накопителей. Формат поддерживается смартфонами, цифровыми камерами и другими портативными устройствами.

FAT32 можно использовать на совместимых с Windows внешних хранилищах или разделах диска размером менее 32 ГБ при их форматировании с помощью встроенного инструмента этой ОС, или до 2 ТБ, если для форматирования хранилища используются другие средства. Файловая система также не позволяет создавать файлы, размер которых превышает 4 ГБ. Для решения этой проблемы была введена exFAT, которая не имеет реальных ограничений по размеру и часто используется на современных внешних жестких дисках и твердотельных накопителях.

NTFS (файловая система новой технологии) была представлена в 1993 году вместе с Windows NT и в настоящее время является наиболее распространенной файловой системой для компьютеров конечных пользователей на базе Windows. Большинство операционных систем линейки Windows Server также используют этот формат.

Этот тип файловой системы достаточно надежен благодаря журналированию и поддерживает множество функций, включая управление доступом, шифрование и т. д. Каждый файл в NTFS хранится в виде дескриптора в Главная таблица файлов и содержимое ее данных. Таблица основных файлов содержит записи со всей информацией о них: размер, распределение, имя и т. д. Первые 16 записей таблицы сохраняются для BitMap, в котором ведется учет всех свободных и используемых кластеров, журнала, используемого для записей журнала, и BadClus, содержащий информацию о плохих кластерах. Первый и последний секторы файловой системы содержат ее настройки (загрузочную запись или суперблок). Этот формат использует 48 и 64-битные значения для ссылок на файлы, что позволяет поддерживать хранилища данных с очень большой емкостью.

ReFS (Resilient File System) — это последняя разработка Microsoft, представленная вместе с Windows 8 и теперь доступная для Windows 10. Его архитектура абсолютно отличается от других форматов Windows и в основном организована в виде B+-дерево. ReFS обладает высокой устойчивостью к сбоям благодаря включенным в нее новым функциям. Среди них наиболее примечательным является Copy-on-Write (CoW): никакие метаданные не изменяются без копирования; данные не записываются поверх существующих данных — они помещаются в другую область на диске. После любых модификаций новая копия метаданных сохраняется в свободной области хранилища, а затем система создает ссылку из более старых метаданных на более новую копию. Таким образом, значительное количество старых резервных копий хранится в разных местах, что обеспечивает простоту восстановления данных, если только это пространство хранения не будет перезаписано.

High Performance File System (высокопроизводительная файловая система) была создана Microsoft в сотрудничестве с IBM и представлена в OS/2 1.20 в 1989 году как файловая система для серверов, которая могла обеспечить гораздо более высокую производительность по сравнению с FAT. . В отличие от FAT, которая просто выделяет любой первый свободный кластер на диске для фрагмента файла, HPFS стремится упорядочить файл непрерывными блоками или, по крайней мере, убедиться, что его фрагменты (называемые экстентами) расположены максимально близко друг к другу. .В начале HPFS есть три управляющих блока, занимающих 18 секторов: загрузочный блок, суперблок и резервный блок. Оставшееся пространство хранения разделено на части смежных секторов, называемых бэндами, занимающими по 8 МБ каждый. У бэнда есть своя битовая карта распределения секторов, показывающая, какие сектора в нем заняты (1 — занято, 0 — свободно). У каждого файла и каталога есть свой F-узел, расположенный рядом с ним на диске – эта структура содержит информацию о расположении файла и его расширенных атрибутах. Для хранения каталогов используется специальная полоса каталогов, расположенная в центре диска, а сама структура каталогов представляет собой сбалансированное дерево с алфавитными записями.

Подсказка: Информацию о перспективах восстановления данных типов ФС, используемых Windows, можно найти в статьях об особенностях восстановления данных разных ОС и шансах на восстановление данных. Подробные инструкции и рекомендации можно найти в руководстве по восстановлению данных из Windows.

Файловые системы macOS

В macOS от Apple применяются два типа FS: HFS+, расширение их устаревшей HFS, используемой на старых компьютерах Macintosh, и APFS, формат, используемый современными компьютерами Mac под управлением macOS 10.14. и позже.

Формат

HFS+ раньше был основным форматом продуктов Apple для настольных ПК, включая компьютеры Mac, iPod, а также продукты Apple X Server, прежде чем он был заменен на APFS в macOS. Высокая Сьерра. Усовершенствованные серверные продукты также используют Apple Xsan, кластерную файловую систему, производную от StorNext и CentraVision.

HFS+ использует B-деревья для размещения и поиска файлов. Тома разбиваются на сектора, обычно размером 512 байт, затем группируются в блоки размещения, количество которых зависит от размера всего тома. Информация о свободных и использованных блоках размещения хранится в файле размещения. Все блоки распределения, назначенные каждому файлу в качестве расширений, записываются в файл расширений переполнения. И, наконец, все атрибуты файла перечислены в файле Attributes. Надежность данных повышается за счет журналирования, что позволяет отслеживать все изменения в системе и быстро возвращать ее в рабочее состояние в случае непредвиденных событий. Среди других поддерживаемых функций — жесткие ссылки на каталоги, шифрование логических томов, контроль доступа, сжатие данных и т. д.

Файловая система Apple предназначена для решения фундаментальных проблем, присутствующих в ее предшественнике, и была разработана для эффективной работы с современными флэш-накопителями и твердотельными накопителями. Этот 64-разрядный формат использует метод копирования при записи для повышения производительности, что позволяет копировать каждый блок до того, как к нему будут применены изменения, и предлагает множество функций целостности данных и экономии места. Все содержимое и метаданные о файлах, папках и других структурах APFS хранятся в контейнере APFS. Контейнерный суперблок хранит информацию о количестве блоков в Контейнере, размере блока и т. д. Информация обо всех выделенных и свободных блоках Контейнера управляется с помощью растровых структур. Каждый том в контейнере имеет свой собственный суперблок тома, который предоставляет информацию об этом томе. Все файлы и папки тома записываются в B-дерево файлов и папок, а B-дерево экстентов отвечает за экстенты — ссылки на содержимое файла (начало файла, его длину в блоках).

Подсказка: Подробно о возможности восстановления данных с этих типов ФС можно прочитать в статьях об особенностях восстановления данных в зависимости от операционной системы и шансах на восстановление данных. Если вас интересует практическая сторона процедуры, обратитесь к руководству по восстановлению данных из macOS.

Файловые системы Linux

Linux с открытым исходным кодом предназначен для реализации, тестирования и использования различных типов файловых систем. К наиболее популярным форматам для Linux относятся:

Ext2, Ext3, Ext4 — это просто разные версии "родной" файловой системы Linux Ext. Этот тип подпадает под активные разработки и усовершенствования. Ext3 — это просто расширение Ext2, использующее операции записи транзакционных файлов с журналом. Ext4 является дальнейшим развитием Ext3, расширенным за счет поддержки оптимизированной информации о размещении файлов (экстентов) и расширенных атрибутов файлов. Эта ФС часто используется как "корневая" для большинства установок Linux.

РайзерФС

ReiserFS — альтернативная файловая система Linux, оптимизированная для хранения огромного количества небольших файлов. Он имеет хорошие возможности поиска и позволяет компактно размещать файлы, сохраняя их хвосты или просто очень маленькие элементы вместе с метаданными, чтобы избежать использования для этой цели больших блоков файловой системы. Однако этот формат больше не разрабатывается и не поддерживается.

XFS — надежная файловая система журналирования, изначально созданная Silicon Graphics и используемая серверами IRIX компании.В 2001 году он попал в ядро Linux и теперь поддерживается большинством дистрибутивов Linux, некоторые из которых, например Red Hat Enterprise Linux, даже используют его по умолчанию. Этот тип FS оптимизирован для хранения очень больших файлов и томов на одном хосте.

JFS — файловая система, разработанная IBM для мощных вычислительных систем компании. JFS1 обычно означает JFS, JFS2 — второй выпуск. В настоящее время этот проект имеет открытый исходный код и реализован в большинстве современных версий Linux.

Btrfs

Btrfs – файловая система, основанная на принципе копирования при записи (COW), разработанная Oracle и поддерживаемая основным ядром Linux с 2009 года. Btrfs включает в себя функции диспетчера логических томов, позволяя охватывать несколько устройств и предлагает гораздо более высокую отказоустойчивость, лучшую масштабируемость, простое администрирование и т. д., а также ряд дополнительных возможностей.

F2FS — файловая система Linux, разработанная Samsung Electronics и адаптированная к специфике запоминающих устройств на базе флэш-памяти NAND, широко используемых в современных смартфонах и других вычислительных системах. Этот тип работает на основе лог-структурированного подхода FS (LFS) и учитывает такие особенности флэш-памяти, как постоянное время доступа и ограниченное количество циклов перезаписи данных. Вместо того, чтобы создавать один большой фрагмент для записи, F2FS собирает блоки в отдельные фрагменты (до 6), которые записываются одновременно.

Концепция «жестких ссылок», используемая в операционных системах такого типа, делает большинство типов Linux FS похожими в том смысле, что имя файла не рассматривается как атрибут файла, а скорее определяется как псевдоним для файла в определенном каталоге. Файловый объект может быть связан из многих местоположений, даже из одного и того же каталога под разными именами. Это может привести к серьезным и даже непреодолимым трудностям при восстановлении имен файлов после их удаления или логического повреждения.

Подсказка: Информацию о возможности успешного восстановления данных из указанных типов ФС можно найти в статьях, описывающих особенности восстановления данных из разных операционных систем и шансы на восстановление данных. Чтобы понять, как должна выполняться процедура, воспользуйтесь руководством по восстановлению данных из Linux.

Файловые системы BSD, Solaris, Unix

Наиболее распространенной файловой системой для этих операционных систем является UFS (файловая система Unix), также часто называемая FFS (Fast File System).

В настоящее время UFS (в различных редакциях) поддерживается всеми операционными системами семейства Unix и является основной файловой системой ОС BSD и ОС Sun Solaris. Современные компьютерные технологии, как правило, заменяют UFS в различных операционных системах (ZFS для Solaris, JFS и производные форматы для Unix и т. д.).

Подсказка: Информацию о вероятности успешного восстановления данных из этих типов ФС можно найти в статьях об особенностях восстановления данных в ОС и шансах на восстановление данных. Сам процесс описан в инструкции, посвященной восстановлению данных из Unix, Solaris и BSD.

Кластерные файловые системы

Кластерные файловые системы используются в компьютерных кластерных системах и поддерживают распределенное хранилище.

К типам распределенных FS относятся:

ZFS — компания Sun "Zettabyte File System" — формат, разработанный для распределенных хранилищ ОС Sun Solaris.

Apple Xsan — эволюция CentraVision и более поздней версии StorNext компанией Apple.

VMFS — «Файловая система виртуальной машины», разработанная компанией VMware для своего сервера VMware ESX.

GFS — Red Hat Linux "Глобальная файловая система".

JFS1 — исходный (устаревший) дизайн IBM JFS, использовавшийся в старых системах хранения AIX.

Общими свойствами этих файловых систем являются поддержка распределенных хранилищ, расширяемость и модульность.

Чтобы узнать о других технологиях, используемых для хранения данных и управления ими, обратитесь к разделу технологий хранения.

Сопутствующий товар

Быстро приступайте к работе с помощью RMM, предназначенного для небольших поставщиков услуг и ИТ-отделов.

Хорошая новость заключается в том, что вы можете обеспечить доступность, максимальную производительность и безопасность для своих пользователей с нуля, начиная с форматирования каждого диска. В операционных системах Windows диски могут быть разбиты на два типа файловых структур: NTFS или ReFS, каждый из которых обладает собственным набором уникальных преимуществ.

Что такое NTFS и ReFS?

Как файловая система новой технологии NTFS (NTFS), так и отказоустойчивая файловая система (ReFS) являются файловыми структурами, разработанными Microsoft. Если вы представляете себе жесткий диск или сервер как офис, в котором каждый файл представлен листом бумаги, то файловые структуры функционируют как шкафы и папки, обеспечивающие организацию и доступность этих документов.Файловые структуры, такие как NTFS или ReFS, позволяют хранить, находить и упорядочивать данные, хранящиеся в томах хранилища.

Впервые представленная в 1993 году файловая система NTFS была включена как в операционную систему Windows, так и в Windows Server. NTFS предлагает несколько ключевых функций, которые улучшают возможности пользователей и администраторов по управлению файлами на диске и предотвращению сбоев диска. Эти функции включают в себя контроль доступа, ведение журнала файловой системы, шифрование и дисковые квоты, среди прочего.

Каковы основные различия между файловыми системами NTFS и ReFS?

Несмотря на потенциальные преимущества новых файловых систем ReFS, они никогда не задумывались как замена NTFS, а скорее как дополнение. Хотя структура ReFS означает, что она оптимизирует производительность диска, в ней отсутствуют жесткие ссылки, что означает, что ее нельзя использовать для запуска операционных систем или определенных приложений.

Помогая своим клиентам решить, какую файловую систему им следует использовать: NTFS или ReFS, важно учитывать различия между этими двумя системами. Хотя NTFS и ReFS включают в себя ряд схожих функций, принцип работы каждой из них в основном различается в трех ключевых областях: надежность, производительность и масштабируемость.

Надежность

NTFS использует контрольные точки и файлы журналов, что означает, что в случае сбоя системы файловая структура может восстановить систему до ранее зарегистрированной версии. Журналируемая файловая система NTFS, которая отслеживает изменения дисковых томов, делает нечто подобное. В случае неудачного переноса данных или сбоя системы NTFS обеспечивает высокую степень надежности и безопасности данных, позволяя вернуть дисковую инфраструктуру к предыдущей неповрежденной версии.

Структуры ReFS разработаны с учетом высокой совместимости с NTFS, а также включают ряд функций, обеспечивающих надежное и безопасное хранение данных. ReFS отличается использованием контрольных сумм как для метаданных, так и для файловых данных. Подобно тому, как сквозное шифрование гарантирует, что вы общаетесь с правильным получателем, ReFS использует контрольные суммы при чтении и записи файлов, чтобы подтвердить, что каждый файл является правильным. Эти контрольные суммы позволяют файловой структуре отслеживать искажения данных в режиме реального времени. В то время как NTFS требует реализации функции «проверки диска» вручную, дизайн ReFS автоматизировал этот процесс.

Еще одной примечательной особенностью ReFS является функция «копирование при записи». NTFS редактирует метаданные файла напрямую, что может привести к повреждению или потере данных в случае сбоя питания или операционной системы. Напротив, ReFS создает копию при редактировании метаданных и связывает данные с соответствующим файлом только после того, как метаданные были записаны на диск. Это помогает предотвратить потерю данных даже в случае сбоя питания или системного сбоя.

ReFS также включает в себя сканер целостности данных или скруббер, который сканирует всю систему для выявления и восстановления поврежденных данных. При интеграции с дисковыми пространствами ReFS предлагает множество интеллектуальных и интуитивно понятных скрытых функций. Например, функция автоматического восстановления поддерживает работу ваших систем во время ремонта. И в отличие от NTFS, ReFS автоматически удаляет любые обнаруженные поврежденные данные без необходимости перезапуска системы. Если вы используете зеркальное хранилище данных, структура ReFS выявляет системные ошибки и устраняет любые проблемы, с которыми она сталкивается, используя альтернативную копию данных из другого хранилища. Это также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в защите данных от частичного или полного отказа диска за счет хранения копий данных на нескольких дисках.

Производительность

Начиная с Windows Server 2008, Microsoft представила транзакционную NTFS, которая повышает производительность операций с файлами. Он также обеспечивает дополнительный уровень безопасности за счет транзакций, которые вносят несколько изменений в файлы в системе. Транзакции рассчитаны на все или ничего: либо все операции записываются на диск, либо ни одна из них. В случае сбоя системы завершенные операции записываются на диск, а незавершенные транзакции — нет, а вместо этого возвращаются к ранее зарегистрированному состоянию. Это работает для обеспечения безопасности данных, позволяя вам продолжать обычные операции с файлами без перерыва.

К другим ключевым функциям NTFS, помогающим повысить производительность, относятся дисковые квоты, сжатие файлов и изменение размера. Установив ограничения для дискового пространства, к которому имеют доступ пользователи, администраторы могут отслеживать, как работают различные диски и серверы, определяя, когда ограничения были превышены. Сжатие файлов и изменение размера работают в тандеме: NTFS может увеличить емкость диска с помощью алгоритма сжатия системных файлов, а изменение размера позволяет настроить раздел NTFS, используя нераспределенное дисковое пространство. Другие функции только для NTFS включают шифрование файловой системы, жесткие ссылки и расширенные атрибуты.

Есть также два основных способа повышения производительности и функциональности ReFS для виртуальных машин. Одним из них является поддержка блочного клонирования. Это означает, что несколько файлов могут быть связаны с одними и теми же базовыми данными на диске, что позволяет быстро создавать несколько копий виртуальной машины, не занимая одинаковое количество места на диске. Другой — с помощью Sparse valid data length (VDL), в котором используются файлы с нулевым заполнением, чтобы сократить время, необходимое для создания виртуального жесткого диска, до считанных секунд.

Масштабируемость

Как уже упоминалось, файловая структура ReFS была разработана для эффективной обработки больших объемов данных. На самом деле, согласно Microsoft, ReFS может поддерживать наборы данных размером до миллионов и миллионов терабайт — единственным ограничением являются ограничения вашего оборудования. Это гораздо больше, чем может поддерживать NTFS, что делает ReFS хорошим вариантом для клиентов, желающих быстро масштабироваться.

Несмотря на это преимущество, суть в том, что ни NTFS, ни ReFS не являются лучшей по своей сути файловой структурой. Каждая из них имеет свои преимущества, а это означает, что крайне важно, чтобы вы понимали системы и потребности ваших клиентов, когда помогаете им работать с разделами дисков NTFS или ReFS.

Хотите узнать больше о том, как повысить эффективность мониторинга и защиты данных ваших клиентов? Ознакомьтесь с нашим набором продуктов, чтобы узнать, как наши продукты могут помочь.

Читайте также: