В чем плюсы нежурналируемой файловой системы
Иногда можно встретить такое: есть пустая флешка большого размера , например 32 гигабайта. И есть скачанный фильм на 8 гигабайт. Место на флешке явно есть. Но при попытке скинуть этот файл на флешку компьютер выдаёт, что ему не хватает места для записи.
Казалось бы, пустого места на флешке точно хватает, но записать файл всё равно не получается. Оказывается, всё дело в том, какая файловая система используется на этой флешке.
Что такое кластер
В каждой файловой системе используется понятие кластера — минимального количества байтов, которые может занимать файл (или его часть). Например, если размер кластера в системе равен 32 килобайтам, то каждый файл будет состоять из множества фрагментов по 32 килобайта. Даже если файл гораздо меньше и занимает несколько байтов, то система всё равно выделит для него 32 килобайта.
От размера кластера и от того, сколько их может быть на диске, часто зависит скорость файловой системы. Если размер кластера большой, то файл записывается и читается быстро, но место на диске заканчивается быстрее. А если поставить размер кластера совсем маленьким, то место на диске будет расходоваться экономно, но для доступа к файлу нужно будет прочитать очень много таких кластеров (а значит, файл будет считываться медленнее).
ReizerFS
ReizerFS – представленная в 2001 году реализовала в себе многие возможности, которые никогда не смогут быть реализованы в Ext *. В 2004 на замену ReizerFS была выпущена ФС Reizer4 .
В то же время – разработка Reizer4 продвигается очень медленно, и до сих пор имеет ограниченную поддержку (?) в ядре Linux. В настоящее время реально доступной для использования остаётся только ReiserFS .
- максимальный размер файла: 1 EB (Exabyte);
- максимальный размер раздела: 16 TB;
- максимальный размер имени файла: 4032 байт, но ограничено до 255 символов Linux VFS.
Рекомендации по использованию:
- отличная производительность при работе с небольшими файлами, такими как файлы логов и отлично подойдёт для серверов баз данных или почтовых серверов;
- ReiserFS хорошо поддаётся увеличению размера тома – но не поддерживает его уменьшение и шифрование на уровне ФС;
- будущее Reiser4 пока остаётся под вопросом и пока BtrFS остаётся предпочтительным (?) выбором между этими двумя ФС.
ZFS – стоит упомянуть тут, т.к. она так же разрабатывалась компание Oracle и имеет возможности, схожие с BtrFS и ReizerFS . Она так же стала весьма известна после того, как компания Apple заявила о намерении использовать её в качестве ФС по умолчанию. Первый релиз ZFS состоялся в 2005 году.
В силу ограничений из-за лицензии – ZFS не может быть включена в ядро Linux, однако её поддержка возможна с помощью механизма Linux’s Filesystem in Userspace (FUSE).
- максимальный размер файла: 16 EB (Exabyte);
- максимальный размер раздела: 256 ZiB (Zebibyte);
- максимальный размер имени файла: 255 байт.
Рекомендации по использованию:
- показыавет отличную производительность при работе с большими дисковыми массивами;
- поддерживает возможности по объединению дисков в массивы, созданию снимков ФС, и работе со “расслоённым отображением” (dynamic disk striping) данных;
- возможны сложности при попытке установки и использования в Linux-системах, в силу необходимости использования FUSE.
Swap – не является файловой системой вообще. Файл или раздел со swap -ом используется системой виртуальной памяти ядра и не имеет структуры файловой системы вообще. Её нельзя примонтировать и считать с неё данные, т.к. swap используется исключительно ядром Linux для записи страниц памяти не диск. Как правило – swap используется только в том случае, когда ОС испытывает недостаток в свободной RAM и “сбрасывает” часть данных из памяти в swap для её освобождения.
Каждая операционная система использует собственные файловые системы для хранения данных. Для Windows это NTFS, в macOS применяется APFS, а большинство Linux дистрибутивов полагаются на Ext4. Несмотря на то, что все эти файловые системы отличаются друг от друга на фундаментальном уровне, у них есть и нечто общее – все они являются журналируемыми файловыми системами.
Давайте немного поговорим о журналировании и том, как оно влияет на повседневную работу.
Журналирование
Прежде, чем говорить о файловых системах – давайте кратко рассмотрим понятие “журналирование“.
Журналирование в том или ином виде применяется практически во всех современных файловых системах.
Журналирование используется только при операциях записи на диск, и является своеобразным буфером для всех таких операций. Этот подход помогает решить проблемы, которые возникают во время операции записи на диск, при которых компьютер выключается, например – из-за отключения электричества. Без журналирования в таких случаях невозможно выяснить – какие файлы были записаны – а какие не были или были записаны частично.
При использовании журналирования – файл сначала записывается в журнал (или “лог”). После этого – файл записывается на жесткий диск а потом удаляется из журнала, после чего операция записи считается завершённой. Если во время записи выключилось питание – то после включения системы файловая система может проверить журнал, и найти незавершённые операции.
Самая главная проблема при использовании журналирования – это то, что для её использования требуются дополнительные ресурсы системы. Для того, что бы уменьшить такие накладные расходы – журналируемые файловые системы пишут в журнал не весь файл целиком – а только определённые метаданные.
Определение термина файловая система
Файловая система – это организованный порядок, определяющий набор правил для безопасного расположения, хранения и последующего доступа к разнообразным данным на запоминающих хранилищах информации в компьютерных и других устройствах, содержащих цифровой накопитель. Параметры файловой системы изначально определяют формат содержимого, группируют его в понятном, для операционной системы, виде, содержащим набор файлов и каталогов, устанавливают максимальный граничный размер файла и раздела, управляют приоритетами доступа, осуществляют шифрование файлов , назначают набор атрибутов файла и перенаправляют к конкретной информации при соответствующем запросе операционной системы.
Программная система управления аппаратными средствами компьютера идентифицирует любой накопитель как набор однотипных кластеров. Драйверы файловой системы организуют кластеры доступного дискового пространства в файлы и каталоги и содержат список реализованной организации, на основании которого происходит отслеживание и маркировка используемых, свободных или неисправных кластеров, а также осуществляется переход к нужным ячейкам хранения данных по первому требованию.
Файловые системы обслуживают любые виды накопителей информации и управляют различными категориями, например, носители с произвольным или последовательным доступом, виртуальные и сетевые файловые системы, оптические носители, устройства на базе флэш-памяти и т.д.
Главные функции файловой системы сводятся к построению логической модели внутренней организации пространства запоминающего устройства, устойчивой к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств, и обеспечению беспрепятственного взаимодействия элементов операционной системы и программных приложений с расположенными на носителе информационными ресурсами.
Файловые системы Ext
Ext означает “Extended” (расширенная) файловая система, и она являлась первой, которая была разработана специально для Linux-систем. Всего на сегодняшний день существует 4 файловые системы Ext . Самая первая из них – просто Ext – являлась серьёзным обновлением ФС ОС Minix.
Характеристики Ext :
- максимальный размер файла: 2GB;
- максимальный размер раздела: 2GB;
- максимальный размер имени 255 символов.
Разработчик – Rémy Card, а первая версия появилась в 1992 году.
Мы не будем её рассматривать, т.к. скорее всего вы уже никогда с ней не столкнётесь.
Ext2 – не журналируемая ФС, выпущенная в 1993 году, основная задача для которой была поддержка устройств размером до 2 Террабайт. Т.к. у Ext2 нет журналирования – она выполняет намного меньше операций записи на диск, что сказывается на быстродействии и области её применения.
- максимальный размер файла: 16GB – 2TB;
- максимальный размер раздела: 2 – 32 TB;
- максимальный размер имени 255 символов.
Рекомендации по использованию:
- в силу низкого количества операций записи-удаления данных – является идеальной для различных флеш-накопителей;
- в то же время современные SSD-диски имеют улучшенные показатели их жизненного цикла (изноустойчивости элементов накопителя) и некоторые другие особенности, которые нивелируют недостатки Ext2 как не журналируемой ФС.
Ext3 – появилась в 2001 году, вместе с выпуском Linux Kernel 2.4.15. Фактически является той же Ext2 , но с поддержкой журналирования. Основной целью Ext3 была возможность её обратной совместимости с Ext2 без необходимости переформатирвоания разделов. К преимуществам же можно отнести тот факт, что большая часть тестирования, багфиксов и т.д. для Ext3 была то же, что и в Ext2 , что сделало Ext3 более стабильной и быстрой ФС.
- максимальный размер файла: 16GB – 2TB (в зависимости от размера блока);
- максимальный размер раздела: 2 – 32 TB (в зависимости от размера блока);
- максимальный размер имени файла: 255 символов.
Рекомендации по использованию:
- подходит, если у вас используется Ext2 , и вы хотите исподьзовать журналирование;
- в силу своей производительности и стабильности – вероятно, будет наиболее подходящей ФС для серверов баз данных;
- возможно не лучший выбор для серверов, т.к. не поддерживает создание снимков (shapshot) ФС и сложностей с восстановлением удалённых файлов.
Ext4 – как и Ext3 имеет обратную совместимость с предыдущими версиями ФС. Собственно говоря, вы можете смонтировать Ext2 или Ext3 как Ext4 -и при определённых условиях добиться большей производительности. Вы так же можете смонтировать Ext4 как Ext3 без каких-либо побочных эффектов.
Ext4 – стабильная версия была выпущена в 2008 году. Является первой ФС из “семейства” Ext , использующая механизм “extent file system“, который позволяет добиться меньшей фрагментации файлов и увеличить общую производительность файловой системы. Кроме того – в Ext4 реализован механизм отложенной записи (delayed allocation – delalloc), который так же уменьшает фрагментацию диска и снижает нагрузку на CPU. С другой стороны – хотя механизм отложенной записи и используется во многих ФС – но в силу сложности своей реализации он повышает вероятность утери данных. См. тут>>> для более подробной информации.
- максимальный размер файла: 16 TB;
- максимальный размер раздела: 16 TB;
- максимальный размер имени файла: 255 символов.
Рекомендации по использованию:
- наилучший выбор для SSD;
- наилучшая производительность по сравнению с предыдущими Etx-системами;
- она так же отлично подходит в качестве файловой системы для серверов баз данных, хотя сама система и моложе Ext3 .
OpenZFS/ZFS
OpenZFS — это ветвь файловой системы Zettabyte (ZFS), которая изначально появилась в Solaris от Sun. До 2010 года ZFS можно было использовать в Linux в основном через FUSE из-за проблем с лицензированием. После 2010 года началась разработка опенсорсной версии, а уже к 2016 году Ubuntu включила ее поддержку по умолчанию. С тех пор, когда люди ссылаются на «ZFS», они обычно имеют ввиду именно эту ветку, вместо Solaris ZFS - который также продолжает развиваться, но идет по параллельному пути.
ZFS отличается от всех альтернатив тем, что сочетает файловую систему с менеджером томов. По этой причине он управляет не только файлами и каталогами, но и физическими носителями, на которых они находятся. Благодаря этому каждое устройство хранения может быть назначено пулу, который обрабатывается как один ресурс. Если вам не хватает места, вы можете добавить новое хранилище в этот пул, чтобы расширить его, позволяя ZFS позаботиться о деталях.
ZFS также следует принципу copy-on-write, так называемого, копирования при записи, где вместо изменения существующих данных он сохраняет только изменения («дельты») между старой и новой версиями. Это обеспечивает прозрачное, интеллектуальное хранение нескольких копий данных, не занимая много места, которое может работать как резервное копирование или снэпшоты. Пользователь может откатиться к предыдущим состояниям файловой системы, отменить изменения или наоборот: перенести все изменения в клоны существующих данных.
Это некоторые из функций, которые помогают практически исключить любую возможность потери данных - по крайней мере, в теории.
Журналируемая файловая система от IBM была одной из первых файловых систем, которая поддерживала журналирование, что привело к снижению вероятности потери данных. Она использует экстенты, как и многие другие современные альтернативы, а также группы размещения, такие как XFS, с целью обеспечения высокой производительности чтения / записи.
Не отдавая предпочтения какой-либо одной функции, она отлично подходит для различных задач при разных нагрузках.
К сожалению, это также означает, что она не является превосходной ни в одной. Кроме того, есть кое-какие проблемы, которые негативно влияют на оценку пользователей при выборе файловой системы для своего хранилища. Например, она может отложить обновление своего журнала на неопределенное время, увеличивая вероятность потери данных и почти сводя на нет тот факт, что это файловая система журналирования. Лучше параллельные записи, которые наиболее полезны для серверов и больших баз данных, но работают хуже, чем EXT4 в более популярных сценариях использования настольных компьютеров.
Это, вероятно, причины, по которым она не так популярна, как другие файловые системы, которые либо быстрее работают, либо лучше защищают данные от потери.
«exFAT»
- Доступ к дискам с файловой системой «exFAT» в операционной системе «Linux» можно получить только после установки соответствующего программного обеспечения.
- Работает со всеми версиями операционной системы «Windows» и современными версиями системы «Mac OS X» .
«FAT»
- Не совместим с последней версией операционной системы «Windows» .
- Поддержка дисков от тридцати двух мегабайт до двух терабайт.
- Более сильные преимущества и результативные особенности инструментов для восстановления.
- Поддерживает быструю проверку работоспособности диска.
- Простой способ размещения операционной системы и быстрый алгоритм чтения файлов.
- Быстрее функционирует на дисках объемом менее десяти гигабайт.
- Цепочки кластеров, содержащие данные из прерванных копий, помечаются как поврежденные.
- Таблица основных файлов отделена от других файлов.
Что такое журналирование?
Обновление файловой системы для отображения изменений в файлах и директориях обычно требует проведения множества операций записи. Поэтому при незапланированном прерывании одной из операций записи ( в случае отказа питания или системного сбоя ), структуры данных могут остаться в недопустимом, промежуточном состоянии.
К примеру, удаление файла в файловой системе Unix включает в себя три шага:
- Удаление его записи в директории
- Освобождение индексного дескриптора в пул свободных дескрипторов
- Возврат всех дисковых блоков в пул свободных дисковых блоков
В случае возникновения сбоя во время одной из этих операций, операционной системе потребуется обнаружить и устранить ошибки при помощи специальной утилиты. Процесс проверки может занять довольно продолжительное время, в особенности если у вас большой объем данных. С другой стороны, иногда файловая система может быть повреждена крайне значительно, из-за чего ОС загружается только в однопользовательском режиме, предлагая устранить проблемы самостоятельно.
Для того чтобы предотвратить эти проблемы журналируемые файловые системы выделяют специальную область – журнал, в который записываются все изменения, перед тем как применять их к файлам и директориям. В случае возникновения сбоя, утилита восстановления просто производит чтение из журнала файловой системы и воспроизводит все изменения, пока ФС вновь не станет согласованной.
Некоторые файловые системы позволяют увеличивать, уменьшать и перераспределять журнал, как обычный файл, в тоже время другие выделяют журнал в специальную область или скрытый файл, чтобы исключить возможность его перемещения или изменения размера, пока файловая система используется.
Что вам стоит использовать?
Существует причина, по которой EXT4 является дефолтным выбором для большинства дистрибутивов Linux. Она проверена, протестирована, стабильна, отлично работает и широко поддерживается. Если вы ищете стабильность, EXT4 - лучшая файловая система Linux для вас.
Если вы не боитесь иметь дело с несколько менее зрелой экосистемой, вам стоит также рассмотреть BtrFS.
Для использования на сервере, где вы хотите полностью исключить любую возможность потери данных, там, где стабильность – второе имя, вам стоит попробовать ZFS. Впрочем, чтобы смочь использовать ее на всю катушку, вам придется уйти в чтение с головой.
Для флэш-носителей F2FS является лучшим вариантом, это даже не обсуждается.
Какую бы файловую систему вы ни выбрали, не забудьте заранее полностью стереть ваш жесткий диск, если вы хотите сделать его существующий контент практически не восстанавливаемым.
Не забывайте использовать комментарии, чтобы высказать ваше ценное мнение по поводу файловых систем и статьи в общем.
Файловая система «NTFS»
«NTFS» ( «файловая система новой технологии» ) была в основном создана с целью устранения ограничений и недостатков файловых систем «FAT» , улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства, а также создания надежного механизма защиты и хранения информации. Файловая система «NTFS» хранит информацию о файлах в главной файловой таблице «Master File Table» ( «MFT» ), осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла, применяя систему шифрования под названием «Encryption File System» , которая использует защитный метод «прозрачного шифрования» данных.
Помимо вышесказанного, в файловой системе «NTFS» добавлена способность, отсутствующая в характеристиках файловой системы «FAT» , открывать файлы, в названиях которых не используются английские буквы, позволяя использовать любые символы стандарта кодирования юникода «UTF» . Таким образом, ограничения использования в названиях символов любых сложных языков, например, хинди или корейский, отсутствует.
Самая популярная файловая система в мире — FAT32
Файловую систему FAT32 придумала компания Микрософт в 1996 году для Windows 95, и с тех пор это самая популярная файловая система в мире, потому что она очень простая:
- для записи данных об имени и расположении файла используется простая таблица;
- для хранения информации о каждом файле и кластерах, из которых он состоит, используется 32-разрядный адрес;
- система просто хранит адреса кластеров друг за другом в таблице — так компьютер узнаёт, из каких фрагментов собирать каждый файл;
- теоретически можно использовать для дисков на 8 терабайт, но без ошибок такая система работает только на двухтерабайтных дисках.
👉 Благодаря такой простой организации FAT32 встраивают везде, где нужно быстро организовать простой доступ к небольшим файлам.
BtrFS
«b-tree file system» изначально была разработана Oracle и продолжает расти в популярности, так что многие считают ее истинным преемником династии EXT.
Btrfs поставляется с расширенными функциями, такими как автоматическая дефрагментация и прозрачное сжатие. Он следует принципу копирования при записи, сохраняя новые итерации данных и метаданных вместо того, чтобы воздействовать на существующие («теневое копирование»). Это также позволяет делать снимки различных состояний файловой системы, а также легко реплицировать, переносить и инкрементировать резервные копии. Оперативные и автономные проверки файловой системы еще больше снижают вероятность потери данных.
Отдельно стоит отметить, что BtrFS весьма SSD-френдли, поскольку она автоматически отключает свои функции, которые полезны для механических жестких дисков, но могут изнашивать SSD.
XFS была создана Silicon Graphics почти три десятилетия назад для их графических рабочих станций, специализирующихся на рендеринге 3D-графики.
Вот почему XFS остается одним из лучших вариантов для систем, которые постоянно читают и записывают данные. Благодаря использованию «групп размещения» - частей файловой системы, которые содержат свои собственные индексные дескрипторы и свободное пространство - возможно параллельное чтение и запись данных несколькими потоками одновременно. Поддержка отложенного размещения, динамически распределяемых инодов и усовершенствованных алгоритмов упреждающего чтения помогает достичь превосходной производительности, особенно в больших пулах хранения размером до сотен терабайт.
Однако, её поддержка журналирования ограничена, особенно если сравнивать с более современными альтернативами, и, возможно, она более склонна к потере данных. Также плохо масштабируется для более типичных повседневных и, в основном, однопоточных сценариев, например, при удалении нескольких фотографий из папки «Изображения». Другими словами, это история про настройку собственного дата-центра, а не обычной домашней машины.
Одна из (относительно) более новых файловых систем, «Flash-Friendly File System», как следует из самого названия, является одним из лучших вариантов для использования с хранилищем на основе флешь-памяти.
Изначально созданный для этой цели компанией Samsung, F2FS разбивает носитель на более мелкие части, которые в свою очередь делит на еще более мелкие части, которые в свою очередь делит, ну вы поняли. А дальше она старается использовать множество этих зон вместо повторного использования одних и тех же. В сочетании с поддержкой TRIM / FITRIM это делает её более удобной для флешь-носителей с ограниченным числом операций записи.
Нет смысла углубляться в возможности F2FS, потому что, если речь идет об использовании с обычными носителями, она – абсолютно заурядная заурядность, не выделяющаяся ни в отношении скорости, ни в отношении безопасности, и любая другая файловая система предложит вам набор функций получше. Хотя, стоит отметить, что дискуссия принимает совершенно другой оборот, когда речь заходит за флешь-хранилища, для которых она и разрабатывалась.
Заключение
Для хранения, передачи и распространения цифровой информации в обязательном порядке используются различные виды внутренних или внешних запоминающих устройств, каждый из которых оснащен файловой системой. Разнообразные виды дисковых хранилищ, одномоментно задействованных для хранения информации и использующих различные вариации стандартов файловых систем, не ограничивается единственным экземпляром, и могут иметь разные характеристики.
В зависимости от предъявляемых к накопителям требованиям, пользователи могут, на основании представленного сравнительного обзора, разобраться в особенностях отдельных файловых систем и самостоятельно выбрать наиболее удачную версию для каждого конкретного устройства. По своему усмотрению пользователи могут оставить без изменений, установленную первоначально, файловую систему, при использовании носителя информации на широком круге различных компьютерных устройств, или обновить ее до максимально выгодной файловой системы «NTFS» при необходимости статичного использования запоминающего дискового накопителя, например, в качестве основы для установки новейшей версии операционной системы «Windows 10» .
Как вы знаете, перед установкой любой операционной системы Linux вам нужно отформатировать жесткий диск и выбрать наиболее предпочтительную файловую систему. Тут у нас, в 2020, в фаворитах ходит EXT4, и она кажется лучшим вариантом из возможных, но давайте рассмотрим альтернативы, прежде чем слепо отказываться от них?
«Fourth Extended Filesystem», что дословно переводится как «Четвертая расширенная файловая система» полностью обратно совместима с EXT2 и EXT3 и считается стандартом для большинства дистрибутивов Linux, оставаясь такой же популярной, как и ее предшественники.
На сегодняшний день это один из самых безопасных и стабильных вариантов, поскольку он поддерживает ведение журнала, предотвращая (насколько это возможно) потерю данных после сбоя системы или потери питания.
Двумя мощнейшими функциями EXT4 являются так называемые «экстенты» и «отложенное распределение», которые разумно управляют тем, как данные записываются на носитель, для повышения производительности и уменьшения фрагментации.
Файловая система «FAT»
Сокращенная аббревиатура «FAT» расшифровывается как «таблица размещения файлов» . Это простая классическая архитектура файловой системы, изначально предназначенная для небольших дисков и простых структур папок. Иными словами, файловая система «FAT» представляет собой групповой метод организации, в котором таблица размещения файлов выделена в отдельную логическую область и находится в начале тома. Для исключения непреднамеренных или случайных ошибок, способных повлиять на корректное отображение таблицы, система, в целях безопасности, хранит копию массива индексных указателей.
Что представляют собой файловые системы «FAT» , «FAT32» , «exFAT» и «NTFS»
Операционная система «Windows» , как самый массовый представитель систем управления компьютерными устройствами в мире, настроена на взаимодействие с различными файловыми системами ( «NTFS» и «FAT» ), но «NTFS» поддерживает большие размеры файлов и томов и обеспечивает более эффективную организацию данных, по сравнению с другими вариантами файловых систем.
И несмотря на общие цели, файловые системы «NTFS» и «FAT» различаются методами организации и хранения данных на диске, а также указанием типов атрибутов, прикрепленных к файлам. И далее мы представим непосредственное описание конкретных файловых систем.
Что такое файловая система и зачем она нужна
- файл — это последовательность байтов на диске или флешке;
- эта последовательность необязательно идёт подряд — файл может состоять из нескольких частей в разных местах диска;
- у каждого файла есть название;
- файлы могут лежать в папках, а папки — в других папках;
- файлов на компьютере может быть очень много.
Чтобы компьютер всегда точно знал, где какой файл находится, он использует таблицу файлов — какой-то свой внутренний способ записи информации о каждом файле.
👉 Файловая система — это как раз тот самый способ организации хранения файлов, который компьютер использует для этого диска или флешки. От файловой системы зависит:
- какого размера файлы можно хранить на диске;
- какого размера можно сделать сам диск;
- какие дополнительные данные кроме имени и расположения можно хранить про каждый файл;
- будут ли сохраняться для каждого файла разные версии;
- как будет восстанавливаться файл после случайного удаления;
- с какой скоростью будут считываться и записываться файлы на диск.
Файловая система есть у каждого носителя, где есть хоть один файл — в компьютерах, телефонах, фотоаппаратах, роутерах, умных часах, приставках и даже в умных чайниках.
Разница между файловыми системами «NTFS» , «FAT» , «FAT32» и «exFAT»
Файловая система «FAT» создавалась первоначально для накопителей незначительного объема и способна поддерживать граничные размеры файлов до четырех гигабайт, в то время как в системе «NTFS» допустимый предел размера увеличен до шестнадцати терабайт. Далее подробнее представлены другие отличия:
Почему файл может не записываться на пустую флешку
Эта ситуация почти всегда означает, что на флешке, куда вы хотите что-то записать, используется файловая система FAT32. Обратная сторона её простоты — ограничение в 4 гигабайта на максимальный размер одного файла.
Работает это ограничение так:
- для записи адреса каждого файла отводится 32 бита информации;
- 2 в 32 степени — это ровно 4 гигабайта;
- это максимальное расстояние, которое может в таблице файлов отделять адрес одного файла от другого.
Когда мы пытаемся записать файл на 8 гигабайт на такую флешку, система сразу пробует выделить место для нового файла в таблице. Когда компьютер запишет в память 4 гигабайта, то в этот момент он выяснит, что данных ещё много и нужно выделить больше места. Но FAT32 не может выделить больше места, потому что она на это не рассчитана, и поэтому мы видим ошибку:
«FAT 32»
- Отсутствуют функции безопасности, которые реализованы в более современной файловой системе «NTFS» .
- Не удается установить новейшие версии операционной системы «Windows» (поскольку файл имеет большой размер и может быть установлен только на диски, отформатированные в системе «NTFS» ).
Файловая система «FAT32»
«FAT32» является фактическим стандартом, пришедшим на смену более ранним версиям файловой системы «FAT» , «FAT12» и «FAT16» , и изначально устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Пространство «FAT32» логически разделено на три сопредельные области: зарезервированную область для служебных структур, табличную форму указателей и непосредственную зону записи содержимого файлов. Файловая система позволяет использовать накопители на ее основе не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом «USB» .
Тем не менее, стандарт «FAT32» имеет определенные системные ограничения. Размер отдельных файлов на диске с файловой системой «FAT32» не может превышать четыре гигабайта. Кроме того, весь раздел «FAT32» должен быть менее восьми терабайт. По совокупности ограничений, формат «FAT32» считается подходящим для «USB-накопителей» или внешних носителей информации. Для внутреннего накопителя, особенно при желании установить новейшую версию операционной системы «Windows 10» , отсутствие отдельных привилегий прикладного уровня в «FAT32» будет серьезным препятствием, и потребует наличия более продвинутой версии файловой системы.
Заключение
Журналирование в файловых системах служит для предотвращения потери данных в случае возникновения сбоев или непредвиденного выключения. Все команды изменения, прежде чем быть исполнены заносятся в журнал, что помогает избежать повреждения данных и вместе с тем долгой проверки файлов.
Читайте о том, что собой представляют файловые системы и какие у них между собой отличия . Сделаем акцент на разнице между файловыми системами «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT».
BtrFS
BtrFS – разработана компание Oracle в 2007 году. По своей схеме схожа с ReiserFS , основной принцип её работы – это т.н. В-дерево. BtrFS позволяет динамически выделять inode, создавать снимки ФС во время её работы, выполнять прозрачную компрессию файлов и делать дефрагментацию в рабочем режиме.
Хотя стабильная версия BtrFS ещё не включена в большинство дистрибутивов Linux (на сегодняшний день, судя по этому>>> посту – только SUSE и Oracle Linux ) – она вполне может заменить Ext3/4 в обозримом будущем и уже предоставляет возможности по конвертации Ext3/4 в BtrFS . Кроме того, стоит упомянуть, что один из разработчиков Ext , Theodore Ts’o, сказал, что “ BtrFS – это шаг в будущее”.
- максимальный размер файла: 16 EB (Exabyte);
- максимальный размер раздела: 16 EB;
- максимальный размер имени файла: 255 символов.
Рекомендации по использованию:
- в силу производительности, снимкам и другим возможностям – BtrFS является отличной файловой системой для сервера;
- Oracle так же разрабатывает замену для NFS и CIFS, которая называется CRFS и которая призвана улучшить производительность для файловых хранилищ с BtrFS ;
- тесты производительности показали отставание BtrFS от Ext4 на твердотельных носителях, таких как SSD и при операциях со сравнительно небольшими файлами:
Какие ещё бывают файловые системы
NTFS — файловая система компании Микрософт, которая работает по другой технологии. Вместо простой таблицы файлов в ней используется собственная база данных , в которой связано много таблиц. Благодаря этому NTFS позволяет хранить файлы размером больше сотни терабайт и управлять правами доступа пользователей к разным файлам. Примечательно, что эту систему придумали раньше, чем FAT32, но из-за технической сложности она не стала такой популярной.
APFS — система компании Apple , в которую разработчики добавили много дополнительных возможностей:
- историю версий файлов;
- шифрование как всего диска, так и каждого отдельного файла;
- восстановление данных после сбоев.
С этой файловой системой без проблем работает только техника Apple, а для остальных устройств нужен дополнительный драйвер, который не поддерживает всех возможностей этой системы. Поэтому если сломается аймак, то диски от него можно будет прочитать только на другом аймаке или макбуке.
exFAT — расширенная FAT-система, в которой исправили все ограничения FAT32, но оставили всю простоту работы с файлами. Её понимают почти все современные компьютеры, но старые с exFAT работать не будут. Если у вас макбук и вам нужен внешний диск, который может одновременно работать и с MacOS, и с Windows, лучше использовать exFAT — так вы получите максимальную совместимость в обеих системах.
ext4 — файловая система для Linux-дистрибутивов . Умеет многое из того, что умеет APFS.
Перевод поста HTG Explains: Which Linux File System Should You Choose? (2010 год) с некоторыми дополнениями и уточнениями.
Введение
За ответственное и сохранное расположение информационных материалов отвечают запоминающие устройства. Для их успешного и безошибочного функционирования необходимо обязательное наличие программного интерфейса, структурирующего расположение любой информации, и предоставляющего упорядоченные способы управления доступными ресурсами. Такой урегулированный контролируемый способ внутренней организации, расположения и упорядочивания данных, в соответствии с собственными методами каталогизации и озаглавливания, на различных носителях информации в компьютерах и ноутбуках, а также в разнообразных сторонних электронных устройствах, получил обобщающее название файловая система.
Файловые системы имеют собственную классификацию и представлены различными видами, включающие как наиболее распространенные «NTFS» , «FAT» , «HFS+» , «Extfs» , «Ext2» , «ReiserFS» , «XFS» , «HPFS» , «ext2» , «OpenBSD» , «UDF» , «YAFFS» , так и довольно редкие «ZFS» , и данный ряд может быть существенно дополнен многими другими вариантами.
Наиболее часто встречающимися и массово представленными файловыми системами безусловно являются «NTFS» , «FAT» , «FAT32» и «exFAT» . Но обычный пользователь не всегда точно может понять разницу между системами. В этой статье мы попытаемся рассмотреть общее понятие файловой системы и ответить на отдельные вопросы, такие как: – «Что представляют собой файловые системы «FAT», «FAT32», «exFAT» и «NTFS» и в чем разница между ними?» .
«NTFS»
- Поддержка файлов и дисков значительных размеров, на порядок превышающие остальные файловые системы.
- Позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку множества сложных языков.
- Падение работоспособности системы при запуске приложения проверки жёсткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы «chkdsk» .
- Стандартное приложение обслуживания системы «chkdsk» печально известно своей медлительностью.
- Повышен уровень безопасности благодаря внедрению метода шифрования файлов.
- Значительно быстрее на дисках объемом менее сорока гигабайт.
- Меньшие файловые кластеры.
- Поддержка сжатия на уровне файловой системы для файлов, каталогов и дисков для уменьшения дискового пространства.
- Пользовательские разрешения для файлов и папок.
- Копии файлов «отменяются» , если прерванный кластер очищен.
- Небольшие файлы хранятся в главной таблице файлов в начале диска.
Файловая система «exFAT»
«exFAT» – это сокращенное обозначение от полного английского названия «Extended File Allocation Table» ( «расширенная таблица размещения файлов» ). Стандарт является обновленной версией файловой системы «FAT32» , созданный корпорацией «Microsoft» . Основными параметрами система «exFAT» чрезвычайно похожа на «FAT32» . Но главным отличием является устранение ограничений, присутствующих в файловой системе «FAT32» , что позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта.
Также в файловой системе «exFAT» значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации, что особенно важно для флэш-накопителей, ввиду необратимого изнашивания ячеек после определённого количества операций записи, и улучшен механизм распределения свободного места.
Читайте также:
- Операция на незаблокированном сокете не может быть завершена немедленно
- Fast ethernet bridge 10 100base tx to 100base fx что это
- При открытии файлов изображений через jpg темнеет изображение
- Восстановление сессии mozilla firefox
- На каком их дисплее ях выводятся данные касательно маршевых двигателей на самолете rrj 95b