Struktur sistem file ReFS dan algoritma pemulihan data

"ReFS" (Resilient File System) adalah sistem file baru dari Microsoft yang dibuat sebagai pengganti "NTFS". Ini memiliki beberapa keunggulan yang solid, yaitu, para pengembang telah memperbaiki semua bug NTFS. Ini jauh lebih terlindungi dari korupsi informasi, dapat menahan beban yang meningkat dengan lebih baik, dan juga berskala jauh lebih mudah.

Fitur "ReFS"

Checksum sekarang digunakan untuk metadata secara default, dan mereka juga diterapkan ke data dalam file individual. Jadi, dalam proses membaca / menulis, verifikasi dilakukan secara “on the fly”. Ketika sistem file mendeteksi kerusakan file, itu akan langsung menghapus entri tanpa me-restart komputer. Artinya, "ReFS" sekarang mengoreksi dirinya sendiri saat kesalahan muncul.



"ReFS" memberikan keandalan yang lebih tinggi dalam menyimpan informasi, dibandingkan dengan FS lama. Pohon B + digunakan untuk menyimpan file dan metadata. Ukuran, jumlah partisi, dan file sekarang dibatasi hingga nilai maksimum 64-bit. Ruang putih disimpan dalam tiga tabel berbeda, dipecah menurut ukuran potongan (kecil, sedang, besar). Nama dan jalur file ditulis dalam "Unicode", tidak boleh melebihi 32 kilobyte, yaitu nama file dapat ditentukan dalam 30 ribu karakter.



Perlindungan pemadaman listrik. Misalkan Anda menulis nama file baru (atau metadata lainnya), listrik padam dan Anda tidak punya waktu untuk menyimpannya. Dalam "NTFS" - file akan rusak karena Anda mengubah metadata secara langsung. Tetapi "ReFS" hanya membuat salinan dari metadata, dan tidak mengubah yang utama sampai terjadi penyimpanan, kekhasan fungsi "Salin-saat-tulis".



Storage Spaces adalah fitur virtualisasi media. Ini memungkinkan Anda untuk membuat satu ruang dari beberapa disk fisik pada satu PC atau beberapa melalui jaringan lokal. Anda juga dapat mengonfigurasi "pencerminan" sebagai larik RAID.

Perbedaan dari NTFS

ReFS awalnya dirancang untuk mendukung partisi, file, direktori, dan namanya dalam jumlah besar. FS baru dapat memuat hingga dua ratus enam puluh dua ribu exabyte informasi, dan "NTFS" - hanya enam belas exabyte.



Itu juga tidak memiliki enkripsi, kompresi, deduplikasi, kuota disk, tautan keras, dan atribut yang diperluas. Beberapa di antaranya telah diganti dengan yang baru, misalnya, "ReFS" mendukung sepenuhnya enkripsi BitLocker.



Sekarang, dalam sistem file "ReFS", Anda hanya dapat memformat kumpulan disk (ruang penyimpanan), di mana FS baru akan muncul dengan sendirinya. Tetapi Windows 10 tidak akan membiarkan Anda memformat media biasa ke "ReFS". Pengembang menekankan pentingnya "ReFS" khusus untuk server, ini tersedia di OS server atau dalam versi "LTSC".



Windows Server 2016 akan mengizinkan pemformatan volume reguler ke "ReFS", tetapi tidak mengizinkan pemformatan boot disk, karena sektor boot harus berada di partisi "NTFS".

Arsitektur sistem file

Struktur ReFS sangat berbeda dari semua sistem file Windows lainnya. Blok bangunan utama adalah pohon B +. Mereka bertingkat tunggal (seperti daun) dan bertingkat banyak (seperti pohon). Ini memberikan penskalaan yang baik untuk setiap elemen yang termasuk dalam struktur FS. Skema ini, serta pengalamatan 64-bit dari setiap elemen, membuat masalah dengan peningkatan lebih lanjut tidak mungkin terjadi.







Sebagai record root dari pohon B +, record lainnya memiliki ukuran yang sama, 16 kb, untuk blok metadata. Ukuran 60 byte - dialokasikan untuk node perantara (alamat). Oleh karena itu, sejumlah kecil tingkatan akan diperlukan untuk mendeskripsikan struktur penyimpanan skala besar dengan tepat. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan kinerja FS dibandingkan dengan yang lain.

Struktur sistem file ReFS

"ReFS" dapat diidentifikasi dengan tanda tangan khusus yang terletak di awal bagian:







0x4000 byte - panjang semua halaman ReFS.







Nomor halaman pertama adalah 0x1e, yaitu 0x78000 byte segera setelah partisi boot. Ini adalah pemetaan standar Microsoft yang menyarankan bahwa metadata pertama harus dicari setelah offset tetap.

Algoritme pencarian data dihapus

Utilitas pemulihan data akan melakukan pemindaian penuh dari ruang disk yang diformat "ReFS" menggunakan algoritme analisis berbasis tanda tangan. Dengan memeriksa blok disk demi blok, mereka akan menemukan urutan data yang siap, mengidentifikasinya, dan mencetak hasilnya. Karena API untuk bekerja dengan disk untuk "ReFS" dan "NTFS" adalah sama, proses pemulihan data sangat mirip.



Pertama, "Volume Header" ditentukan, itu berisi jumlah sektor per cluster dan berapa banyak sektor. Versi utama terletak di sektor nol, dan salinannya terletak di sektor terakhir. Selanjutnya dibaca "Superblock", letaknya di blok ke-30 dan juga ada 2 eksemplar di blok kedua dan ketiga di akhir. Dari situ, tautan ke "pos pemeriksaan" dan salinannya diekstraksi, versi terbaru saat ini ditentukan oleh "Jam Alokasi Virtual".



Checkpoint berisi informasi tentang tabel utama, kemudian header "Page Header" dan blok dengan pointer (Pointer) ke daftar lengkap tabel yang dibaca. Kemudian "Tabel Kontainer" dicari untuk mendapatkan alamat fisik dari yang virtual, dan pencarian dilakukan pada "Tabel ID Objek" - semua tabel ditemukan.



Utilitas turun ke level nol - yaitu, b-tree sheets - dan membaca data file. Karena pencarian dilakukan halaman demi halaman, jika ada kegagalan, elemen-elemen ini hanya dikeluarkan dari analisis, dan proses pemindaian itu sendiri dilanjutkan lebih jauh. Dengan demikian, utilitas pemulihan data menemukan semua informasi yang mungkin "didapat" dari disk.



Lihat sumber untuk artikel lengkap dengan semua tutorial video tambahan .