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Windows 8 bekommt neues Dateisystem

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In ReFS, Microsofts Dateisystem für Windows 8 Server, steht an erster Stelle "resilient" – "elastisch", "belastbar" oder gar "unverwüstlich". In einem vom Chef der Windows-Abteilung Steven Sinofsky eingeleiteten Blog-Beitrag erklärt Surendra Verma, wie diese Eigenschaften ausgehend von dem bisherigen Dateisystem NTFS erreicht werden sollen.

Die wesentlichen Ziele bei der Entwicklung von ReFS sind demnach:

  • hohe Kompatibilität mit den häufig verwendeten NTFS-Funktionen unter Verzicht auf die wenig benutzten;
  • Prüfung von Daten und gegebenenfalls automatische Korrektur;
  • extreme Skalierbarkeit;
  • niemals das Dateisystem abschalten zu müssen, auch nicht bei nötigen Fehlerbehebungen;
  • zusammen mit den kürzlich vorgestellten Storage Spaces eine komplette elastische Architektur ("resiliency Architektur") bereitzustellen.

Für Entwickler soll sich möglichst wenig ändern. Deshalb habe man die wesentlichen Teile der NTFS-API für ReFS wiederverwendet, führt Verma aus. Dazu gehören unter anderem die üblichen Funktionen zum Lesen, Schreiben, Öffnen und Schließen von Dateien. Darunter allerdings stecke eine neu geschriebene Engine, die Objekte auf der Festplatte benutze, um Dateien und Verzeichnisse darzustellen.

ReFS nutzt für alle Objekte Schlüssel-Wert-Tabellen, die als B+-Bäume implementiert sind.

(Bild: microsoft.com)

Diese Engine stelle nach außen eine Schlüssel-Wert-Schnittstelle zur Verfügung, die die darüber liegenden Schichten zur Umsetzung von Dateien und Verzeichnissen nutzen. Innerhalb der Engine kommen ausschließlich B+-Bäume zum Einsatz, die ineinander verschachtelt sein können. Diese einheitliche Struktur vereinfache das System erheblich und spare Code, schreibt Verma.

Um die Robustheit des Dateisystems zu erhöhen, überschreibt es anders als NTFS Metadaten nicht, sondern sichert die neue Version in einer atomaren Schreiboperation an anderer Stelle. Damit verwende es das alte Konzept des "Shadow Paging" weiter, das in Datenbanken schon lange die Atomarität und Konsistenz der Transaktionen sicherstellt.

Gegen Plattendefekte sollen in ReFS Prüfsummen der B+-Baumabschnitte schützen, die es getrennt von den Bäumen selbst speichert. Das erlaubt es laut Verma, alle Arten von Plattenfehlern zu erkennen, "einschließlich verloren gegangener und fehlgeleiteter Schreiboperationen sowie 'Bit Rot'". Dieser Ausdruck bezeichnet Beschädigungen der Daten auf der Platte durch Verlust der Magnetisierung. Optional lassen sich auch Dateien selbst mit Prüfsummen sichern. (ck)