Unverwüstlich

Auch wenn es beim Schreiben von Daten nicht zu Problemen kommt, so können gespeicherte Daten dennoch beschädigt werden. Um dagegen gewappnet zu sein, werden alle ReFS-Metadaten mit Prüfsummen versehen, die unabhängig gespeichert werden. Dadurch soll es möglich sein, jede Form von Datenbeschädigung zu erkennen, von Schreibvorgängen, die an der falschen Stelle landen, bis hin zu verrottenden Daten (Bit rot), gespeicherten Daten, die sich mit der Zeit verändern.

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Damit sich dieser Verrottungsprozess nicht unbemerkt ausbreiten kann, setzt Microsoft auf Disk-Scrubbing. Ein Systemprozess sorgt dafür, dass die Integrität von Daten regelmäßig überprüft wird. So soll verhindert werden, dass bereits alle Kopien eines Datenblocks unbrauchbar sind, wenn ein Defekt bemerkt wird.

Optional kann der gesamte Inhalt des Dateisystems mit Prüfsummen versehen werden, was Microsoft als "Integrity Streams" bezeichnet. Ist diese Option aktiviert, schreibt ReFS geänderte Daten immer an eine andere Stelle, so dass die dort zuvor gespeicherten Daten nicht verloren gehen können, bevor die neuen Daten geschrieben sind. Die Prüfsumme wird automatisch aktualisiert, nachdem die Daten geschrieben sind. Kommt es zu einem Stromausfall, kann so immer auf eine konsistent verifizierbare Version der Daten zurückgegriffen werden.

Automatische Datenkorrektur

Microsoft führt mit Windows 8 sogenannte Storage Spaces ein, die Daten auf unterschiedliche Platten verteilen und mit Redundanzen versehen können. Gehen Daten verloren, sorgen die Storage Spaces dafür, dass die Daten von anderer Stelle gelesen werden, schlagen Schreibzugriffe fehl, können diese an andere Stellen umgeleitet werden.

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Die Storage Spaces können sowohl mit NTFS als auch mit ReFS genutzt werden. Im Zusammenspiel mit ReFS bieten sich aber neue Möglichkeiten: Entdeckt ReFS beispielsweise einen Fehler, können die Storage Spaces veranlassen, alle vorhandenen Kopien dieser Daten zu lesen und anhand der gespeicherten Prüfsummen die korrekten Daten ermitteln. Anschließen sorgt ReFS dafür, dass die Storage Spaces die defekten Kopien auf Basis der korrekten Kopien reparieren.

Aus der Sicht einer Applikation passiert all das transparent.

Das Ganze funktioniert natürlich nur dann, wenn für einen Storage Space das optionale Spiegeln aktiviert ist. Ist dies nicht der Fall, können auch keine Daten automatisch repariert werden. In diesem Fall wird nur ein Logeintrag vorgenommen, der auf den Vorfall hinweist. Ist das Mirroring für einen Storage Space aber aktiviert, wird auch die automatische Korrektur eingeschaltet.

Integrity Streams

Integrity Streams sollen den Inhalt von Dateien vor Beschädigungen schützen. Da dabei aber Datenblöcke bei jeder Änderung neu angeordnet werden, kann es mit einigen Applikationen zu Problemen kommen. Das gilt vor allem für Applikationen, die das Speichern von Daten selbst organisieren und auf ein bestimmtes Dateilayout angewiesen sind, wie beispielsweise Datenbanken.

Microsoft stellt diesen Applikationen Schnittstellen zur Verfügung, um ein bestimmtes Dateilayout zu erzwingen. Letztendlich regelt ein einfaches Datei- und Verzeichnisattribut, ob sich ReFS um die Integrität der Daten kümmern soll. Wird das Attribut "FILE_ATTRIBUTE_INTEGRITY_STREAM" für ein Verzeichnis gesetzt, gilt es für alle sich darin befindenden Dateien und Verzeichnisse. Beim Formatieren kann dieses Attribut mit dem Schalter "/i" auch für das Root-Verzeichnis gesetzt werden.

Werden beim Formatieren keine konkreten Angaben gemacht, wählt das System die Einstellung abhängig davon, ob ein Volume auf einem gespiegelten Storage Space liegt. Ist dies der Fall, stellt ReFS die Integrität der Nutzerdaten sicher. Applikationen können diese Einstellung aber jederzeit für einzelne Dateien deaktivieren.

Mit dem Attribut "FILE_ATTRIBUTE_NO_SCRUB_DATA" kann zudem das Scrubbing für einzelne Dateien deaktiviert werden. Zur Verwaltung der Integritäts- und Scrubbing-Regeln stellt Microsoft das Programm Integrity.exe zur Verfügung.

Wenn es doch schiefgeht

Microsoft geht davon aus, dass viele Nutzer ReFS auf gespiegelten Storage Spaces einsetzen, so dass beschädigte Daten automatisch repariert werden. Dennoch wird es einige wenige Fälle geben, in denen ein Storage-Volumen beschädigt wird, beispielsweise durch defekten RAM. Zudem werden einige Nutzer auf die neuen Funktionen verzichten.

Für diese Fälle sieht ReFS eine "Salvage" genannte Rettungsfunktion vor. Dabei werden die beschädigten Daten aus dem Namespace eines Live-Volume entfernt. Das soll sicherstellen, dass nicht korrigierbare Daten die Verfügbarkeit der übrigen Daten nicht beeinträchtigen. Geht also eine Datei kaputt und kann nicht repariert werden, entfernt ReFS diese aus dem Dateisystem und rettet damit das restliche Dateisystem. Der Vorgang soll weniger als eine Sekunde dauern.

Der Administrator kann die jeweilige Datei in einem solchen Fall aus einen Backup wiederherstellen oder von einer Applikation neu erzeugen lassen, ohne das Dateisystem herunterzufahren.

ReFS zunächst nur für Windows Server

Microsoft will ReFS schrittweise einführen. Zwar wurde das neue Dateisystem mit tausenden von Microsoft in den letzten 20 Jahren entwickelten Tests ausgiebig getestet, dennoch wählt Microsoft ein sehr konservatives Vorgehen, schließlich sei nichts wichtiger als die Verlässlichkeit von Daten.

Derzeit soll ReFS reif sein, um in einer kontrollierten Umgebung getestet zu werden, und mit dem Erscheinen von Windows 8 soll das neue Dateisystem auch bereit für den Einsatz in Produktivsystemen sein und keinesfalls nur eine Beta.

Konkret bedeutet das: ReFS wird zunächst für den Windows Server eingeführt, dann für Clients und erst im dritten Schritt wird es möglich sein, auch von ReFS zu booten. Diesen Ansatz habe man auch schon früher bei der Einführung neuer Dateisysteme gewählt, erklärte Microsoft-Entwickler Surendra Verma.

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 ReFS im Detail
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Anonymer Nutzer 13. Jan 2017

Dein Hilfegesuch ist zwar schon älter, aber ich möchte Dir dennoch sagen, dass man einen...

Anonymer Nutzer 15. Okt 2012

Also ich habe Storage Spaces ausgiebig getestet und kann machen was ich will. Ich bekomme...

jow 04. Feb 2012

nun hab ich wieder warum noch "pi" als name herangezogen wurde.. wehen dem verfahren...

swissmess 31. Jan 2012

Musst ja nicht ReFS für deine Multimediaplatte einsetzen? Ausserdem hat man doch dafür...

bugmenot 24. Jan 2012

SPALTER!!!



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