Windows 8 ReFS

Windows 8: Was ist neu am Dateisystem?

Dienstag, 26.06.2012 | 12:28 von Friederike Jubel
Bildergalerie öffnen Schon mit Windows Vista sollte ein neues Dateisystem kommen. Mit Windows 8 wird es nun endlich Realität.
Schon seit 2003 arbeitet Microsoft am neuen Dateisystem ReFS, das in Windows 8 zum Einsatz kommen wird und NTFS ablöst. Diese Vorteile bietet ReFS.
Anfang Januar hatte Microsoft angekündigt, dass mit Windows 8 endlich das lange erwartete neue Dateisystem ReFS kommen soll (siehe ReFS - Neues Dateisystem für Windows 8). ReFS steht für Resilient File System und soll ein belastbares, unverwüstliches Dateisystem sein. ReFS baut auf das lang erprobte, aber etwas in die Jahre gekommene NTFS (New Technology File System) auf, das mit Windows NT 3.1 eingeführt wurde und inzwischen in der Version 3 vorliegt. Die Festplattengrößen steigen nach wie vor und ermöglichen immer größere Partitionen, mit denen immer mehr Dateien abgespeichert werden. Bestehende Dateisysteme stoßen dabei zunehmend an die Grenzen. Zudem kommt mit Windows 8 der Nachfolger für die Partitions-Erweiterungen von Windows Home Server: Storage Pools und Storage Spaces.

Zuerst wird dieses neue Dateisystem ReFS nur in der Server-Version von Windows 8 verfügbar sein. Die Desktop-Varianten werden Laufwerke, die mit ReFS formatiert sind, jedoch bereits lesen können. Der Einsatz von ReFS für Boot-Laufwerke und Wechseldatenträger ist derzeit nicht vorgesehen. Der Einsatz für Boot-Laufwerke soll jedoch in einer späteren Revision kommen.

Die Hauptziele der Entwicklung von ReFS sind:

·Hohe Kompatibilität mit den wichtigsten NTFS-Features.

·Automatisches Überprüfen und Korrigieren von Daten.

·Optimierung für Skalierung.

·Fehler sollen im laufenden Betrieb behoben werden können ohne das Laufwerk offline nehmen zu müssen.

·Eine zuverlässige End-to-End-Architektur, die mit den ebenfalls neuen Storage Spaces optimal zusammenarbeitet.

Vorteil von NTFS gegenüber den FAT-basierenden Dateisystemen war bereits die deutlich höhere Datensicherheit sowohl im Bereich Zugriffsschutz als auch bei der Fehlerkorrektur. Möglich wurden diese Funktionen durch eine Datenbank-basierte Speicherung von Verzeichnissen, Dateien und Dateiblöcken. Die Informationen werden dabei wie in einer großen, verschachtelten Tabelle gespeichert. Zusätzlich zu den Dateien werden dabei jeweils noch Kontroll-Bits in jeder Ebene gespeichert, die helfen, wenn Teile von Dateien beschädigt sind. Dieses Speichersystem wird mit ReFS noch verbessert und vor allem beschleunigt und für größere Datenmengen optimiert. ReFS kann Speicherpools von bis zu 4 Petabytes verarbeiten, was 4.000 Terabyte entspricht – einer Datenmenge, die bisher nur in Rechenzentren erreicht wird. Die Gesamtspeichergröße für alle Storage Spaces in einem System sowie die Anzahl Storage Spaces ist nicht beschränkt. Verbesserungen erfährt ReFS zudem beim Abspeichern der Metadaten zu Dateien. Unter NTFS wurden diese noch mit neuen Versionen der Dateien jeweils überschrieben, was dazu führen konnte, dass Dateien aufgrund der geänderten Metadaten nicht wiederhergestellt werden konnten. Mit ReFS werden geänderte Metadaten an einer neuen Position gespeichert und es kann jederzeit auf ältere Versionen zurückgegriffen werden.

Windows 8 ReFS: Die Dateistruktur wird in einer
verschachtelten Tabelle gespeichert, die für alle wichtigen
Informationen jeweils getrennte Tabellen anlegt.
Vergrößern Windows 8 ReFS: Die Dateistruktur wird in einer verschachtelten Tabelle gespeichert, die für alle wichtigen Informationen jeweils getrennte Tabellen anlegt.

Ansonsten werden insbesondere die Zugriffskontrolle über ACLs (Access Control Lists) sowie die Bitlocker-Verschlüsselung weiterhin Bestandteil von ReFS sein. Kurznamen von Dateien mit langen Dateinamen sind hingegen ein Feature von NTFS, das verschwindet. Dasselbe gilt für die Feature benannte Datenströme, Objekt-IDs, Komprimierung, Verschlüsselung auf Dateiebene (EFS), geringe Datendichte, feste Links, erweiterte Attribute und Datenträgerkontingente. Eine Konvertierung von NTFS-Laufwerken in ReFS-Laufwerke ist nicht vorgesehen. Sie müssen dazu das Laufwerk neu anlegen und die Dateien auf das neue Laufwerk übertragen. ReFS-Laufwerke sind aber nach aktuellem Stand für Windows 7 und frühere Versionen nicht lesbar.

Interessant wird ReFS in Zusammenarbeit mit den Storage Spaces, die mit Windows 8 ebenfalls neu eingeführt werden. Sie sind eine Weiterentwicklung der erweiterten Partitionen von Windows Home Server und natürlich auch NTFS-formatiert möglich. Sie können damit Plattenspeicher nahezu beliebig vergrößern, indem Sie den Speicherplatz einer weiteren Platte einfach hinzufügen. Das Prinzip erinnert an die virtuellen Laufwerke von Vmware. Die physikalischen Festplatten werden zu einer oder mehreren virtuellen Festplatten zusammengefasst. Windows sieht dann nur noch das virtuelle Laufwerk. Sie können sogar Laufwerke definieren, die größer sind als der vorhandene Plattenplatz. Geht der verfügbare Speicher dann zur Neige, fordert Windows Sie auf, einen weiteren Datenträger einzubauen. Sollte der vorgesehene Speicherplatz irgendwann doch nicht ausreichen, können Sie ihn jederzeit erweitern. Datensicherheit innerhalb der Storages Spaces wird durch Spiegelung oder Parität-Bits erreicht, bekannte Verfahren aus dem RAID-Umfeld.

Sie finden die Einstellungen für Speicherplätze und Speicherpools unter Systemsteuerung -> System und Sicherheit -> Speicherplätze. Die Systemsteuerung erhalten Sie, indem Sie auf die Startseite mit der rechten Maustaste klicken und „Alle Apps“ wählen, zur Icon-Gruppe „Windows-System“ scrollen und dann die Systemsteuerung auswählen. Unter Einstellungen gelangen Sie dann direkt zur entsprechenden Einstellungs-Seite.

Wenn Sie nun einen neuen Pool erstellen, zeigt Windows Ihnen zuerst eine Übersicht der verfügbaren Laufwerke. Ist eines der Laufwerke schon formatiert, weist Windows Sie darauf hin und gibt Ihnen die Möglichkeit zu überprüfen, ob das Laufwerk wirklich zur Verfügung steht. Sobald Sie die entsprechenden Laufwerke ausgewählt haben können Sie den Speicherpool erstellen. Windows nimmt nun die erste Konfiguration des Speicherpools vor. Im nächsten Schritt legen Sie dann Name und Laufwerksbuchstabe, Resilienz (Fehlertoleranz) und Größe des Laufwerks fest.

Die Resilienz  (Toleranz des Systems gegenüber Störungen) entspricht dem bekannten RAID-System. Sie können unter vier Optionen wählen:

·Einfach (keine Spiegelung):

Mit dieser Einstellung haben Sie den größtmöglichen Speicherplatz zur Verfügung, verzichten aber auf jegliche Datensicherheit.

·Zwei-Wege-Spiegelung:

Diese Option ist voreingestellt, benötigt jedoch mindestens zwei Laufwerke. Die Daten werden dabei jeweils auf beiden Laufwerken gespeichert.

·Drei-Wege-Spiegelung:

Bei dieser Option werden je drei Kopien der Daten geschrieben, wodurch Ihre Daten sogar gegen den Ausfall von zwei Laufwerken geschützt sind. Sie benötigen dafür allerdings mindestens fünf Laufwerke.

·Parität:

Sie brauchen bei dieser Einstellung mindestens drei Laufwerke. Die Daten werden mit Paritätsinformationen gespeichert, die jeweils auf einem anderen Laufwerk liegen als die eigentlichen Daten. Mit diesen "Prüfzahlen" können die Daten im Fall eines Datenverlusts wiederhergestellt werden.

Im unteren Bereich des Dialogs legen Sie nun die maximal verfügbare Kapazität des Speicherpools fest. Die hier festgelegte Größe kann größer sein als der physikalisch vorhandene Speicherplatz. Windows benachrichtigt Sie, sobald der vorhandene Speicherplatz zur Neige geht und weist Sie darauf hin, dass Sie den Speicher erweitern müssen. Unterhalb des Eingabefelds für den gewünschten maximalen Speicherplatz berechnet Windows, wie viel Platz dafür bei der oben eingestellten Resilienz notwendig ist. Sobald der Speicherpool dann angelegt ist zeigt Ihnen Windows auf der Übersichtsseite für die Speicherplätze den Status der definierten Speicherplätze. Hier können Sie dann auch einen weiteren Speicherplatz erstellen oder ein Laufwerk hinzufügen oder einen bestehenden Speicherpool ändern beziehungsweise löschen. Solange Sie den Datenspeicher nicht mit ReFS formatiert haben – was ja derzeit ohnehin nur in Verbindung mit Windows Server 8 möglich ist – können Sie auch von älteren Windows-Versionen auf diesen Speicherplatz zugreifen. Wir haben es sowohl mit Windows 7 als auch mit Windows XP erfolgreich getestet. Sie müssen dazu allerdings erst unter Windows 8 eine Freigabe einrichten und die erforderlichen Berechtigungen vergeben.

Dienstag, 26.06.2012 | 12:28 von Friederike Jubel
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