Файловая система по умолчанию windows

Вы знаете, что Windows Phone использует NTFS? Почему большинство карт памяти и почти все USB-накопители по-прежнему используют старый-добрый FAT? Почему вы можете хранить полноразмерные HD-фильмы на некоторых флеш-накопителях и не можете на других? Почему некоторые устройства поддерживают только карты памяти SDHC до 32 ГБ, и что можно сделать, чтобы заставить их использовать 64 ГБ SDXC? Эти и многие другие вопросы связаны с типом файловой системы, используемой конкретным устройством хранения. Но как это связано с Windows?

Содержание

1. Файловые системы Windows
2. FAT32: Очевидный выбор
3. NTFS: системный диск
4. exFAT: лучшее, если поддерживается…
5. ReFS: лучшее решение для сервера
6. Сравнение файловых систем или какую файловую системы выбрать?
7. Открытие файловых систем в Windows и восстановление данных

Файловые системы Windows

В начале истории персональных компьютеров (думаю, в эпоху текстовых DOS-боксов и дискет) единственной используемой файловой системой была FAT12. С появлением жестких дисков, способных хранить несколько мегабайт данных (да, именно мегабайт, а не гигабайт!) была разработана новая версия FAT под названием FAT16. Под эту файловую систему и разрабатывался Windows 95, получив лишь «апгрейд» в виде поддержки более длинных имен файлов. В Windows 98 Microsoft добавили поддержку еще одной новой версии FAT под названием FAT32 для поддержки больших жестких дисков (да, к тому времени мы уже начали измерять дисковое пространство в гигабайтах).

В параллельной вселенной Windows NT Microsoft все время использовала файловую систему новых технологий, или NTFS. Windows NT 4, Windows 2000, а затем Windows XP, Vista, Windows 7, 8, 8.1 и новые Windows 10 используют NTFS.

В еще одной параллельной вселенной – вселенной съемного хранилища вы можете выбирать между универсальным FAT32 (при этом столкнувшись с его ограничением в размерах файлов в 4 ГБ) и более новым, но не так широко поддерживаемым (из-за ограничений по лицензированию) exFAT. Кстати, exFAT используется в качестве файловой системы по выбору на всех картах SDXC емкостью 64 ГБ и более.

Итак, в настоящее время у нас есть три различных семейства файловых систем: древняя, но все же широко применяемая FAT32, новая NTFS и свежеразработанная, оптимизированная на основе Solid ExFAT. Какую из этих файловых систем использовать, и когда? И каковы различия между ними?

FAT32: Очевидный выбор

FAT32 по-прежнему остается единственной файловой системой, используемой в Windows 98 или Windows ME. FAT32 фактически является файловой системой выбора для карт памяти SD до 32ГБ включительно. Наконец, FAT32 часто используется для форматирования USB-накопителей, в том числе емкостью 64ГБ и выше.

Старичок FAT32… Его основные ограничения хорошо известны. FAT32 поддерживает работу с файлами размером не более 4 ГБ. Если кажется, что для одного файла это много, вспомните о том, что один видеоролик в формате HD занимает от 4,5 до 10 ГБ, и сразу станет понятно, насколько данное ограничение существенно в современных реалиях. Его другие ограничения включают в себя отсутствие надежной поддержки, абсолютное отсутствие контроля доступа, отсутствия шифрования, сжатия или отказоустойчивости.

Иначе говоря, это совершенно простая и легкая файловая система, которая подходит практически для любой портативной электроники с низкой производительностью, такой как цифровые камеры и видеокамеры, простые смартфоны, MP3-плееры и аналогичные устройства. Из-за его почтенного возраста и широкой популярности в Windows с 1997 года FAT32 поддерживается практически всей техникой, включая холодильник и кофеварку. Другими словами, если вы хотите носить с собой одно съемное запоминающее устройство и быть уверенным, что его можно использовать с любым подключаемым модулем, FAT32 – то, что вам нужно.

NTFS: системный диск

Однако ограничения FAT32 не позволят эффективно использовать ее в современных вычислительных средах. Отсутствие контроля доступа – это одно, абсолютное отсутствие ведения журнала и каких-либо намеков на отказоустойчивость – это другое. Ограниченный размер файла также является огромным минусом. В результате Microsoft представила новую файловую систему, которую они назвали файловой системой новых технологий, или NTFS.

В NTFS есть все, чего не хватает FAT. Мощные параметры контроля доступа? Пожалуйста. Отказоустойчивость и ведение журнала? Получите. Мгновенное сжатие и шифрование отдельных файлов, папок и целых томов диска? Конечно. Альтернативные потоки данных, повышенные меры безопасности, резервное копирование самой файловой системы и важных системных файлов и многие другие функции… Начиная с его первоначального выпуска в 1994 году, NTFS получала все новые обновления, в том числе, повышающие ее совместимость. Ее великолепный дизайн и простая реализация по-прежнему не имеют аналогов среди других файловых систем даже сегодня. Она достаточно универсальна для использования даже на смартфонах начального уровня под управлением Windows Phone 8 и 8.1. Но, если это такая отличная файловая система, почему ее не используют все и везде?

Как вы могли ожидать, NTFS не лишена недостатков. Разработанная еще в 1994 году для серверных операций, эта файловая система всегда требовала большой вычислительной мощности для поддержания своих многочисленных структур. Ее системные записи быстро растут, занимают драгоценное пространство и добавляют дополнительную нагрузку на эти устройства хранения, использующие флэш-память NAND. Наконец, если использовать что-либо, кроме больших жестких дисков, ее накладные расходы окажутся слишком велики, поэтому всеобщее признание система пока так и не завоевала. И последнее, но не менее важное: NTFS запатентована Microsoft, которые не желают открывать лицензии на эту файловую систему конкурентам.

exFAT: лучшее, если поддерживается…

Чтобы преодолеть ограничения FAT32 и уменьшить дополнительную нагрузку, оказываемую NTFS на носители на основе NAND, Microsoft разработала еще одну файловую систему под названием Extended FAT или exFAT. Эта файловая система в значительной степени основана на той же концепции, что и оригинальный FAT, только теперь она является настоящей 64-битной файловой системой без ограничения размера файла, существующего в FAT32. Именно поэтому exFAT используется как стандарт для больших SD-карт (стандарт SDXC требует, чтобы все SD-карты размером 64 ГБ и более были отформатированы с помощью exFAT). Поэтому, если вы покупаете 64-гигабайтную карту microSDXC, она будет работать на основе exFAT … и по этой причине она может не распознаваться вашим смартфоном или планшетом.

Причина, по которой exFAT не заменила древний FAT32 повсюду – платное лицензирование. В отличие от FAT32, которая бесплатна для всех без роялти, с производителей, которые хотят использовать exFAT на своих устройствах Microsoft взимает плату за лицензирование. В результате создатели телефонов Android, низкоуровневых Android-планшетов и дешевых камеры предпочитают сэкономить несколько центов стоимости устройств (в пересчете на единицу выпущенной техники) на лицензировании, предпочитая исключить exFAT из списка поддерживаемых файловых систем. В результате, если вы вставляете новую 64-гигабайтную микро SD-карту в такое устройство, карта, скорее всего, не будет распознана.

Можете ли вы самолично преодолеть это ограничение? В большинстве случаев да, и довольно легко. Просто подключите свою SD-карту к ПК через устройство чтения карт и отформатируйте ее с помощью … вы догадались… FAT32! Таким образом, вы потеряете возможность хранить на ней файлы размером более 4 ГБ, но ваша карта памяти, скорее всего, будет распознана и будет бесперебойно работать на устройстве Android, которое по техническим характеристикам вроде как и не должно поддерживать SD-карты емкостью более 32 ГБ.

(Обратите внимание, что некоторые устройства могут быть слишком старыми, чтобы распознавать карты памяти SDXC чисто физически. Да, таковые не производятся вот уже несколько лет, но выпущенные ранее устройства могут по-прежнему не поддерживать карту SDXC независимо от того, с какой файловой системой она поставляются)

Однако минуточку… Windows Phone – это ОС Microsoft, так не будут ли устройства Windows Phone поддерживать exFAT по умолчанию? Так и есть! Windows Phone 8 и 8.1 действительно поставляются со встроенной поддержкой exFAT, бесплатной для производителей, которые хотят выпускать устройства для платформы Windows Phone. Microsoft предлагает бесплатную лицензию exFAT в рамках своего «пакета стимулирования», призванного побудить большее число производителей присоединиться к платформе Windows Phone.

Наконец, все или почти все планшеты с операционной системой Windows RT и полной версией Windows 8 или 8.1 поддерживают exFAT и распознают 64-ГБ и более крупные SD-карты без труда.

ReFS: лучшее решение для сервера

Еще одной отличной файловой системой является ReFS. Изначально она была добавлена в Windows 10 по умолчанию, однако позже ее убрали. Одной из причин является то, что ReFS вполне способна заменить файловую систему NTFS, так как с самого начала ReFS была призвана исправить её недостатки.

Немного позже компания Microsoft оценила потенциал ReFS и ее модернизировали под нужды Windows Server, удалив некоторые функции, которые использовались для обычной Windows.

Таким образом, получилось, что NTFS осталась основной файловой системой обычной Windows, а ReFS переехала в Windows Server чтобы обеспечить более быструю работу серверов и новые возможности.

Несмотря на все это, пользователи настольной версии Windows могут без проблем открывать ReFS накопители, но возможность создать ReFS диск при помощи встроенных средств отсутствует.

Но в чем же особенности файловой системы ReFS?

Начать, пожалуй, стоит с постоянной проверки контрольных сумм. Благодаря этому значительно возрастает уровень защиты данных от повреждения, так как файловая система автоматически обнаруживает и исправляет проблемы с некорректными данными.

Еще появилась возможность быстрого масштабирования данных без падения скорости работы.

В ReFS реализована технология copy-on-write, благодаря чему риск потери данных во время переноса сведен к минимуму.

ReFS отлично подходит для клонирования виртуальных машин за счет более быстрого создания фиксированных виртуальных жестких дисков (VHD). Таким образом получается сэкономить немало времени.

В ReFS было уделено большое внимание работе в зеркальными томами. Восстановление поврежденных данных на зеркальном диске (томе) происходит в разы быстрее чем в других файловых системах.

Постоянный анализ ReFS самой себя избавляет от нужды периодического сканирования диска на наличие ошибок и битых секторов. Все проблемы находятся и исправляются автоматически в реальном времени.

Помимо этих нововведений можно также отметить базовые, такие как увеличенный размер одного тома (до 262144 экзабайт) и возможность использовать до 32768 символов в пути файла, а также поддержку шифрования BitLocker (хотя, в настоящее время поддерживается только этот метод шифрования).

Таким образом получилось, что обычный пользователь не реализовал бы многие из них по ненадобности, в то время, как для сервера это базовые необходимые вещи.

В то же время у файловой системы ReFS есть несколько недостатков в виде отсутствия поддержки сжатия файловой системы, жестких ссылок, транзакций, укороченных имен, которые используются для взаимодействия со старым ПО, отсутствие квот и уровней хранилища, а также отсутствие поддержки дедупликации данных. Несмотря на это, файловая система ReFS это лучшее решение для пулов серверных носителей, где важно безопасное хранение большого количества данных.

На последок, хотелось бы сказать, что в сети интернет появляется все больше слухов о том, что в ближайшем будущем будет создана еще одна версия файловой системы ReFS, полностью адаптирована для работы на настольных версиях Windows, которая сможет ускорить работу компьютера и полностью заменит NTFS.

Сравнение файловых систем или какую файловую системы выбрать?

Не существует файловой системы, которая была бы идеальной и обладала только одними преимуществами. Каждая файловая система приносит какие-то свои функции, принося в жертву другие. Именно поэтому, при выборе файловой системы для накопителя, в первую очередь следует ориентироваться на то, где именно накопитель будет использоваться и что именно вы хотите получить.

Если речь идет о переносе файлов большого размера лучше всего отказаться от использования файловой системы FAT (16, 32), так как они не поддерживают хранение файлов больше 4 ГБ. В таком случае, если вы используете операционную систему Windows, вам лучше обратить внимание на файловую систему exFAT.

То, как именно вы планируете использовать ваш накопитель тоже играет огромную роль. К примеру, если накопитель используется для переноса данных с одного компьютера на другой – лучше использовать NTFS или exFAT, так как их поддерживает большинство операционных систем и у вас не будет возникать проблем с совместимостью.

Если же речь идет об использовании на серверах или NAS системах – есть смысл обратить внимание на ReFS, UFS, ZFS. Тут многое зависит от типа сервера и в какой отрасли он используется, так как каждая из этих файловых систем обладает своими преимуществами и недостатками. Больше информации об этих файловых системах вы можете найти в статьях «ReFS – и восстановление данных», «UFS – преимущества и недостатки», «ZFS – особенности работы, преимущества и недостатки».

Если же речь идет об использовании операционной системы Linux – то для нее наиболее предпочтительным вариантом будет ext4, так как она поддерживается на уровне ядра и достаточно производительна для большинства задач.

Открытие файловых систем в Windows и восстановление данных

По умолчанию операционная система Windows поддерживает только такие файловые системы как FAT, NTFS и exFAT. Но если вы использовали ваш накопитель в другой операционной системе, которая использует, к примеру, Btrfs или UFS, тогда у вас возникнут проблемы с открытием такого накопителя в Windows. А поскольку Windows является самой популярной системой – необходимость открыть диск, отформатированный в «чужой» для Windows файловой системе возникает довольно часто. Ну и нельзя не упомянуть, к примеру, что многие телевизоры используют в своей работе файловую систему ext3, которая не поддерживается в Windows.

К счастью есть простое решение как быстро и без проблем открыть такой накопитель в Windows. Речь идет о программе RS Partition Recovery, которая проста в использовании и не требовательна к ресурсам компьютера.

Кроме того, RS Partition Recovery поддерживает ВСЕ современные файловые системы, такие как FAT, NTFS, exFAT, Ext2,3,4, UFS, Btrfs, ReFS, APFS, HFS+, XFS, ReiserFS, HikvisionFS.

Просто подключите ваш накопитель и извлеките нужные данные.

Однако самое важное преимущество RS Partition Recovery заключается в возможности восстановления утерянных данных.

Зачастую бывает, что при подключении накопителя с файловой системой, не знакомой Windows сразу же выскакивает окно с предложением отформатировать диск. Но наихудшим является тот факт, что нередко из-за того, что Windows не знает, как правильно работать с диском — она может повредить логическую структуре диска и сделать данные нечитаемыми.

Ну и нельзя исключать человеческий фактор, так как чаще всего именно действия пользователя приводят в потере ценной информации.

Во всех этих случаях RS Partition Recovery станет отличным помощником, который благодаря интуитивно-понятному интерфейсу и встроенному помощнику восстановит ваши данные в несколько кликов.

Рядовому пользователю компьютерных электронных устройств редко, но приходится сталкиваться с таким понятием, как «выбор файловой системы». Чаще всего это происходит при необходимости форматирования внешних накопителей (флешек, microSD), установке операционных систем, восстановлении данных на проблемных носителях, в том числе жестких дисках. Пользователям Windows предлагается выбрать тип файловой системы, FAT32 или NTFS, и способ форматирования (быстрое/глубокое). Дополнительно можно установить размер кластера. При использовании ОС Linux и macOS названия файловых систем могут отличаться.

Возникает логичный вопрос: что такое файловая система и в чем ее предназначение? В данной статье дадим ответы на основные вопросы касательно наиболее распространенных ФС.

Что такое файловая система

Обычно вся информация записывается, хранится и обрабатывается на различных цифровых носителях в виде файлов. Далее, в зависимости от типа файла, кодируется в виде знакомых расширений – *exe, *doc, *pdf и т.д., происходит их открытие и обработка в соответствующем программном обеспечении. Мало кто задумывается, каким образом происходит хранение и обработка цифрового массива в целом на соответствующем носителе. 

Операционная система воспринимает физический диск хранения информации как набор кластеров размером 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги, которые также являются файлами, содержащими список других файлов в этом каталоге. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Запись файлов большого объема приводит к необходимости фрагментации, когда файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Каждый фрагмент записывается в отдельные кластеры, состоящие из ячеек (размер ячейки составляет один байт). Информация о всех фрагментах, как части одного файла, хранится в файловой системе.

Файловая система связывает носитель информации (хранилище) с прикладным программным обеспечением, организуя доступ к конкретным файлам при помощи функционала взаимодействия программ API. Программа, при обращении к файлу, располагает данными только о его имени, размере и атрибутах. Всю остальную информацию, касающуюся типа носителя, на котором записан файл, и структуры хранения данных, она получает от драйвера файловой системы.

На физическом уровне драйверы ФС оптимизируют запись и считывание отдельных частей файлов для ускоренной обработки запросов, фрагментации и «склеивания» хранящейся в ячейках информации. Данный алгоритм получил распространение в большинстве популярных файловых систем на концептуальном уровне в виде иерархической структуры представления метаданных (B-trees). Технология снижает количество самых длительных дисковых операций – позиционирования головок при чтении произвольных блоков. Это позволяет не только ускорить обработку запросов, но и продлить срок службы HDD. В случае с твердотельными накопителями, где принцип записи, хранения и считывания информации отличается от применяемого в жестких дисках, ситуация с выбором оптимальной файловой системы имеет свои нюансы.

Основные функции файловых систем

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.

Основными функциями файловой системы являются:

• размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
• определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
• создание, чтение и удаление файлов;
• назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
• определение структуры файла;
• поиск файлов;
• организация каталогов для логической организации файлов;
• защита файлов при системном сбое;
• защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого. 

Задачи файловой системы 

Функционал файловой системы нацелен на решение следующих задач:

• присвоение имен файлам;
• программный интерфейс работы с файлами для приложений;
• отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;
• поддержка устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
• содержание параметров файла, необходимых для правильного взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.). 

В многопользовательских системах реализуется задача защиты файлов от несанкционированного доступа, обеспечение совместной работы. При открытии файла одним из пользователей для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

Вся информация о файлах хранится в особых областях раздела (томах). Структура справочников зависит от типа файловой системы. Справочник файлов позволяет ассоциировать числовые идентификаторы уникальных файлов и дополнительную информацию о них с непосредственным содержимым файла, хранящимся в другой области раздела.

Операционные системы и типы файловых систем

Существует три основных вида операционных систем, используемых для управления любыми информационными устройствами: Windows компании Microsoft, macOS разработки Apple и операционные системы с открытым исходным кодом на базе Linux. Все они, для взаимодействия с физическими носителями, используют различные типы файловых систем, многие из которых дружат только со «своей» операционкой. В большинстве случаев они являются предустановленными, рядовые пользователи редко создают новые дисковые разделы и еще реже задумываются об их настройках.

В случае с Windows все выглядит достаточно просто: NTFS на всех дисковых разделах и FAT32 (или NTFS) на флешках. Если установлен NAS (сервер для хранения данных на файловом уровне), и в нем используется какая-то другая файловая система, то практически никто не обращает на это внимания. К нему просто подключаются по сети и качают файлы.

На мобильных гаджетах с ОС Android чаще всего установлена ФС версии ext4 во внутренней памяти и FAT32 на карточках microSD. Владельцы продукции Apple зачастую вообще не имеют представления, какая файловая система используется на их устройствах – HFS+, HFSX, APFS, WTFS или другая. Для них существуют лишь красивые значки папок и файлов в графическом интерфейсе.

Более богатый выбор у линуксоидов. Но здесь настройка и использование определенного типа файловой системы требует хотя бы минимальных навыков программирования. Тем более, мало кто задумывается, можно ли использовать в определенной ОС «неродную» файловую систему. И зачем вообще это нужно.

Рассмотрим более подробно виды файловых систем в зависимости от их предпочтительного использования с определенной операционной системой.

Файловые системы Windows 

Исходный код файловой системы, получившей название FAT, был разработан по личной договоренности владельца Microsoft Билла Гейтса с первым наемным сотрудником компании Марком Макдональдом в 1977 году. Основной задачей FAT была работа с данными в операционной системе Microsoft 8080/Z80 на базе платформы MDOS/MIDAS. Файловая система FAT претерпела несколько модификаций – FAT12, FAT16 и, наконец, FAT32, которая используется сейчас в большинстве внешних накопителей. Основным отличием каждой версии является преодоление ограниченного объема доступной для хранения информации. В дальнейшем были разработаны еще две более совершенные системы обработки и хранения данных – NTFS и ReFS.

FAT (таблица распределения файлов)

Числа в FAT12, FAT16 и FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. FAT32 является фактическим стандартом и устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Одной из особенностей этой версии ФС является возможность применения не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом USB.

Пространство FAT32 логически разделено на три сопредельные области:

• зарезервированный сектор для служебных структур;
• табличная форма указателей;
• непосредственная зона записи содержимого файлов. 

К недостатком стандарта FAT32 относится ограничение размера файлов на диске до 4 Гб и всего раздела в пределах 8 Тб. По этой причине данная файловая система чаще всего используется в USB-накопителях и других внешних носителях информации. Для установки последней версии ОС Microsoft Windows 10 на внутреннем носителе потребуется более продвинутая файловая система. 

С целью устранения ограничений, присущих FAT32, корпорация Microsoft разработала обновленную версию файловой системы exFAT (расширенная таблица размещения файлов). Новая ФС очень схожа со своим предшественником, но позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта. В exFAT значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации. Функция очень важна для твердотельных накопителей ввиду необратимого изнашивания ячеек после определенного количества операций записи. Продукт exFAT совместим с операционными системами Mac, Android и Windows. Для Linux понадобится вспомогательное программное обеспечение.

NTFS (файловая система новой технологии)

Стандарт NTFS разработан с целью устранения недостатков, присущих более ранним версиям ФС. Впервые он был реализован в Windows NT в 1995 году, и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Система NTFS расширила допустимый предел размера файлов до шестнадцати гигабайт, поддерживает разделы диска до 16 Эб (эксабайт, 10¹⁸ байт). Использование системы шифрования Encryption File System (метод «прозрачного шифрования») осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла. Файловая система позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку многоязычности в стандарте юникода UTF, в том числе в формате кириллицы. Встроенное приложение проверки жесткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы chkdsk повышает надежность работы харда, но отрицательно влияет на производительность.

ReFS (Resilient File System)

Последняя разработка Microsoft, доступная для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы в основном организована в виде B + -tree. Файловая система ReFS обладает высокой отказоустойчивостью благодаря реализации новых функций:

• Copy-on-Write (CoW) – никакие метаданные не изменяются без копирования;
• данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих файлов;
• при модификации метаданных новая копия хранится в свободном дисковом пространстве, затем система создает ссылку из старых метаданных на новую версию.

Все это позволяет повысить надежность хранения файлов, обеспечивает быстрое и легкое восстановление данных.

Файловые системы macOS 

Для операционной системы macOS компания Apple использует собственные разработки файловых систем: 

1. HFS+, которая является усовершенствованной версией HFS, ранее применяемой на компьютерах Macintosh, и ее более соверешенный аналог APFS. Стандарт HFS+ используется во всех устройствах под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также Apple X Server.
2. Кластерная файловая система Apple Xsan, созданная из файловых систем StorNext и CentraVision, используется в расширенных серверных продуктах. Эта файловая система хранит файлы и папки, информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т.д.

Файловые системы Linux

В отличие от ОС Windows и macOS, ограничивающих выбор файловой системы предустановленными вариантами, Linux предоставляет возможность использования нескольких ФС, каждая из которых оптимизирована для решения определенных задач. Файловые системы в Linux используются не только для работы с файлами на диске, но и для хранения данных в оперативной памяти или доступа к конфигурации ядра во время работы системы. Все они включены в ядро и могут использоваться в качестве корневой файловой системы.

Основные файловые системы, используемые в дистрибутивах Linux:

• Ext2;
• Ext3;
• Ext4;
• JFS;
• ReiserFS;
• XFS;
• Btrfs;
• ZFS.

Ext2, Ext3, Ext4 или Extended Filesystem – стандартная файловая система, первоначально разработанная еще для Minix. Содержит максимальное количество функций и является наиболее стабильной в связи с редкими изменениями кодовой базы. Начиная с ext3 в системе используется функция журналирования. Сегодня версия ext4 присутствует во всех дистрибутивах Linux. 

JFS или Journaled File System разработана в IBM в качестве альтернативы для файловых систем ext. Сейчас она используется там, где необходима высокая стабильность и минимальное потребление ресурсов (в первую очередь в многопроцессорных компьютерах). В журнале хранятся только метаданные, что позволяет восстанавливать старые версии файлов после сбоев.

ReiserFS также разработана в качестве альтернативы ext3, поддерживает только Linux. Динамический размер блока позволяет упаковывать несколько небольших файлов в один блок, что предотвращает фрагментацию и улучшает работу с небольшими файлами. Недостатком является риск потери данных при отключении энергии. 

XFS рассчитана на файлы большого размера, поддерживает диски до 2 терабайт. Преимуществом системы является высокая скорость работы с большими файлами, отложенное выделение места, увеличение разделов на лету, незначительный размер служебной информации. К недостаткам относится невозможность уменьшения размера, сложность восстановления данных и риск потери файлов при аварийном отключении питания.

Btrfs или B-Tree File System легко администрируется, обладает высокой отказоустойчивостью и производительностью. Используется как файловая система по умолчанию в OpenSUSE и SUSE Linux.

Другие ФС, такие как NTFS, FAT, HFS, могут использоваться в Linux, но корневая файловая система на них не устанавливается, поскольку они для этого не предназначены.

Дополнительные файловые системы

В операционных системах семейства Unix BSD (созданы на базе Linux) и Sun Solaris чаще всего используются различные версии ФС UFS (Unix File System), известной также под названием FFS (Fast File System). В современных компьютерных технологиях данные файловые системы могут быть заменены на альтернативные: ZFS для Solaris, JFS и ее производные для Unix.

Кластерные файловые системы включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность. К ним относятся:

• ZFS – «Zettabyte File System» разработана для распределенных хранилищ Sun Solaris OS;
• Apple Xsan – эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних разработках StorNext; 
• VMFS (Файловая система виртуальных машин) разработана компанией VMware для VMware ESX Server;
• GFS – Red Hat Linux именуется как «глобальная файловая система» для Linux;
• JFS1 – оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX. 

Практический пример использования файловых систем

Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.

Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант — использование специальной  утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.

Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.

Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.

An in-depth comparison of two top file systems

by Ola-Hassan Bolaji

A Computer Engineering graduate, he has spent most of his life reading and writing about computers. He finds joy in simplifying complex topics into simple solutions for PC… read more

Updated on October 4, 2023

Reviewed by
Alex Serban

After moving away from the corporate work-style, Alex has found rewards in a lifestyle of constant analysis, team coordination and pestering his colleagues. Holding an MCSA Windows Server… read more

NTFS has been the default file system of Windows PCs, but Microsoft is introducing something juicy in ReFS. This new file system might be coming to Windows 11, and users are eager to know what an NTFS vs ReFS comparison will look like.

In this detailed guide, we will show you the better option between these two file systems.

Does Windows 11 support ReFS?

The talks of Windows 11 supporting ReFS (Resilient File System) are still tentative and a work in progress. The file system is not yet officially available on Windows 11 PCs.

However, insiders in the Devs Channel and Windows Server now have access to the file system. Hopefully, it will be official sooner than later.

Does Windows 11 still use NTFS?

NTFS (New Technology File System)is still the default file system on Windows 11, just like it has been since Windows NT. It is still, without a doubt, one of the most popular file systems.

While there are talks of ReFS replacing NTFS, that might not be happening completely anytime soon. So, your Windows 11 PC will still use NTFS for some time.

Windows 11 NTFS vs ReFS: The comparison

1. Reliability

As expected for any file system employed on Windows PC, these two options are pretty reliable. However, being the latest invention, ReFS packs in some new data protection features.

At the top of this list is the ability to verify and repair file corruption by itself. Your files can sometimes get corrupted on NTFS due to sudden power termination.

In this case, you must run the CHKDSK command to repair the bad sectors. However, with ReFS, it does not need the command.

Instead, it repairs the files automatically, reducing the impact of bad sectors on your data. So, in this aspect of the Windows 11 NTFS vs ReFS, the latest file system edges it.

2. Scalability

With the age of NTFS, it is obvious that it was designed when large sets of data were not too prevalent. However, things have changed recently, and servers now handle very large data and need to do it with speed.

To clarify things, NTFS can handle a maximum file size of about 256 TB and volume size. ReFS, on the other hand, supports up to 35 PB (35000 TB)maximum file and volume size.

So regarding scalability in this Windows 11 NTFS vs ReFS comparison, ReFS comes up triumph.

3. Performance

This is another stronghold of ReFS. It is considerably faster than NTFS and boasts more speed acceleration features.

One of these features is Block cloning and Sparse VDL, which helps better performance on virtualized workloads on Windows Server. Another excellent feature is the ability to split the volume into logical tiers for performance and capacity.

With this feature, whenever you need to write data to your disk quickly, it will first go to the performance tier to perform the task faster before moving to the capacity tier.

Finally, to make this data acceleration obvious, the file system is better paired with SSD. So, it is not close in this section of our Windows 11 NTFS vs ReFS comparison.

Read more about this topic

• Fix: Stuck at CHKDSK is Verifying USN Journal
• How to Unzip Files on Windows 11

4. Features

4.1. NTFS

Various excellent features make NTFS stand out. Among them is file system compression, which allows you to compress files at the file system level.

Another is file system encryption, with which you can encrypt your files. There is also the Offloaded Data Transfer feature that helps to speed up file copying and movement.

Below are some other NTFS features:

• Disk quotas
• Transactions
• Page file support
• Extended attributes
• Supported on removable media
• Bootable

4.2. ReFS

ReFS also has some features that are unique to it. A major one is the Block Clone which it uses to perform file copying as a low-cost metadata operation.

This helps to speed up file copying. There is also Sparse VDL and Mirror-Accelerated Parity, all working to make it considerably faster.

Lastly, some features are common to NTFS and ReFS. Some of them are BitLocker encryption, access-control lists, reparse points, failure cluster support, and data deduplication, among other features.

Hence, in this aspect of our Windows 11 NTFS vs ReFS comparison, the two file systems have more in common than differences.

Is ReFS better than NTFS?

While NTFS has served well and continues to deliver, this Windows 11 NTFS vs ReFS comparison shows that ReFS is considerably better. It triumphs in performance, reliability, and scalability, among other determining factors.

However, you will have to wait a bit longer before using it on your Windows 11 PC.

As an extra, if you are getting a Windows 11 file system error, check our detailed guide to fix it.

Feel free to let us know your experience with any or both of these file systems in the comments below.

Windows 10 обычно использует NTFS (сокращение от «Файловая система NT») в качестве файловой системы по умолчанию, но иногда вы увидите и другие файловые системы, такие как FAT32 (устаревшая файловая система эпохи Windows 9x) или exFAT, съемный USBнакопитель. диски часто используются для максимальной межплатформенной совместимости, например, Mac и ПК.

Windows 10 использует FAT32 или NTFS?

Используйте файловую систему NTFS для установки Windows 10 по умолчанию. NTFS — это файловая система, используемая операционными системами Windows. Для съемных флэшнакопителей и других форм хранения на основе интерфейса USB мы используем файловую систему FAT32. А вот съемные накопители более 32 Гб мы используем NTFS, также можно использовать exFAT по вашему выбору.

Список файловых систем по умолчанию

Год выпуска	Операционные системы	Файловая система
2015	Windows 10	NTFS
2015	Федора 22	Комбинация: ext4 (рабочая станция и облако Fedora), XFS (сервер Fedora)
2015	OpenSUSE 42.1	Комбинация: Btrfs (для системы) и XFS (для дома).
2016	iOS 10.3	АПФС

Какие файловые системы доступны в Windows 10 для локального жесткого диска?

Windows 10 поддерживает файловые системы FAT, FAT32, exFAT, NTFS и ReFS без использования дополнительного программного обеспечения. Они имеют разные характеристики и свойства. Например, FAT и FAT32 — это устаревшие файловые системы.

Должен ли я использовать exFAT или NTFS?

NTFS идеально подходит для внутренних дисков, а exFAT обычно идеален для флэшнакопителей. Однако иногда вам может потребоваться отформатировать внешний диск в FAT32, если exFAT не поддерживается устройством, с которым вам нужно его использовать.

Можно ли установить Windows 10 на NTFS?

Windows 10 — это операционная система. FAT32 и NTFS — это файловые системы. Windows 10 будет поддерживать его, но предпочитает NTFS. Есть большая вероятность, что ваш USBнакопитель отформатирован в FAT32 из соображений совместимости (с другими операционными системами), и Windows 10 будет нормально читать и записывать на него.

Что быстрее exFAT или NTFS?

FAT32 и exFAT работают так же быстро, как NTFS, во всем, кроме записи больших пакетов небольших файлов, поэтому, если вы часто переключаетесь между типами устройств, вы можете оставить FAT32/exFAT на месте для максимальной совместимости.

Какие файловые системы может читать Windows 10?

Windows 10 обычно использует NTFS (сокращение от «Файловая система NT») в качестве файловой системы по умолчанию, но иногда вы увидите и другие файловые системы, такие как FAT32 (устаревшая файловая система эпохи Windows 9x) или exFAT, съемный USBнакопитель. диски часто используются для максимальной межплатформенной совместимости, например, Mac и ПК.

Какая самая последняя файловая система Windows?

Поскольку ReFS — это новейшая файловая система от Microsoft, она предназначена для решения некоторых важных проблем с NTFS. ReFS разработан, чтобы быть более устойчивым к повреждению данных, лучше работать с определенными рабочими нагрузками и лучше масштабироваться для очень больших файловых систем.

Где находится Проводник в Windows 10?

Чтобы открыть проводник, щелкните значок проводника, расположенный на панели задач. Кроме того, вы можете открыть Проводник, нажав кнопку «Пуск», а затем щелкнув «Проводник».

Можно ли установить Windows 10 на ExFAT?

Вы не можете установить Windows на раздел ExFAT (но вы можете использовать раздел ExFAT для запуска виртуальной машины, если хотите). Вы можете загрузить ISOобраз на раздел ExFAT (поскольку он соответствует ограничениям файловой системы), но вы не можете установить его на этот раздел без его форматирования. Мой компьютер.

Какие существуют файловые системы в Windows?

Существует пять типов файловых систем Windows, таких как FAT12, FAT16, FAT32, NTFS и exFAT.

Есть ли встроенная утилита резервного копирования Windows?

По мере развития Windows развивались и ее функции резервного копирования. Вообще говоря, собственные инструменты резервного копирования, включенные в современные версии Windows (т. е. Windows 7, 8 и 10), намного лучше, чем устаревшие инструменты, используемые в более старых версиях операционной системы. В Windows Vista и 7 утилита резервного копирования называется Backup and Restore.

Каковы недостатки exFAT?

Важно отметить, что он совместим с: >= Windows XP, >= Mac OSX 10.6. 5, Linux (с использованием FUSE), Android.
…

• Он не так совместим, как FAT32.
• В exFAT (а также в других FAT) отсутствует журнал, что делает его уязвимым для повреждения, когда том не размонтируется или не извлекается должным образом, или во время неожиданного завершения работы.

Почему exFAT ненадежен?

exFAT более подвержен повреждению, так как имеет только файловую таблицу FAT. Если вы все же решите отформатировать его в exFAT, я предлагаю сделать это в системе Windows.

Является ли NTFS более надежной, чем exFAT?

NTFS имеет журнал, который помогает гарантировать, что файловая система может восстановиться после повреждения, тогда как exFAT этого не делает. Таким образом, если вы используете диск только с ПК с Windows и важны надежность и целостность данных, например, для целей архивирования или резервного копирования, NTFS следует использовать поверх exFAT.

Независимо от того, форматируете ли Вы внутренний диск, внешний диск, USB-накопитель или SD-карту, Windows дает Вам выбор в использовании трех различных файловых систем: NTFS, FAT32 и exFAT. Диалоговое окно «Форматирование» в Windows не объясняет разницу, поэтому мы объясним.

Файловая система обеспечивает способ организации диска. Он определяет, как данные хранятся на диске и какие типы информации могут быть прикреплены к файлам — имена файлов, разрешения и другие атрибуты. Windows поддерживает три разные файловые системы. NTFS — самая современная файловая система. Windows использует NTFS для своего системного диска и, по умолчанию, для большинства несъемных дисков.

FAT32 — это более старая файловая система, которая не так эффективна, как NTFS, и не поддерживает такой большой набор функций, но предлагает большую совместимость с другими операционными системами. exFAT — это современная замена FAT32 — и ее поддерживает больше устройств и операционных систем, чем NTFS, — но она не так широко распространена, как FAT32.

NT File System (NTFS)

NTFS — это современная файловая система, которую Windows любит использовать по умолчанию. Когда Вы устанавливаете Windows, она форматирует Ваш диск в файловой системе NTFS. NTFS имеет ограничения на размер файлов и разделов, которые теоретически настолько велики, что Вы не столкнетесь с ними. NTFS впервые появилась в версиях Windows с Windows XP, хотя изначально она дебютировала с Windows NT.

NTFS содержит современные функции, недоступные для FAT32 и exFAT. NTFS поддерживает права доступа к файлам для обеспечения безопасности, журнал изменений, который может помочь быстро восстанавливать ошибки в случае сбоя компьютера, теневые копии для резервного копирования, шифрование, ограничения дисковых квот, жесткие ссылки и различные другие функции. Многие из них имеют решающее значение для диска с операционной системой, особенно права доступа к файлам.

Ваш системный раздел Windows должен быть NTFS. Если у Вас есть дополнительный диск вместе с Windows, и Вы планируете устанавливать на него программы, Вам, вероятно, также следует сделать его NTFS. И, если у Вас есть диски, совместимость которых не является проблемой, потому что Вы знаете, что будете использовать их только в системах Windows, выбирайте NTFS.

Несмотря на свои преимущества, NTFS не хватает совместимости. Он будет работать со всеми последними версиями Windows, вплоть до Windows XP, но имеет ограниченную совместимость с другими операционными системами. По умолчанию компьютеры Mac могут читать только диски NTFS, но не записывать на них. Некоторые дистрибутивы Linux могут включать поддержку записи NTFS, но некоторые могут быть доступны только для чтения. Ни одна из консолей Sony PlayStation не поддерживает NTFS. Даже собственная Xbox 360 от Microsoft не может читать диски NTFS, хотя новые Xbox Series X, S и One могут. Другие устройства еще реже поддерживают NTFS.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows, но по умолчанию только для чтения с Mac и может быть только для чтения по умолчанию с некоторыми дистрибутивами Linux. Другие устройства, за исключением Xbox One от Microsoft, вероятно, не будут поддерживать NTFS.

Ограничения: нет реалистичных ограничений на размер файла или раздела.

Идеальное использование: используйте его для системного диска Windows и других внутренних дисков, которые будут использоваться только с Windows.

File Allocation Table 32 (FAT32)

FAT32 — самая старая из трех файловых систем, доступных для Windows. Она был введена еще в Windows 95, чтобы заменить старую файловую систему FAT16, используемую в MS-DOS и Windows 3.

Возраст файловой системы FAT32 имеет свои преимущества и недостатки. Большим преимуществом является то, что из-за своей устаревшей файловой системы FAT32 является стандартом де-факто. Приобретаемые Вами флеш-накопители часто имеют файловую систему FAT32 для максимальной совместимости не только с современными компьютерами, но и с другими устройствами, такими как игровые консоли и все, что имеет порт USB.

Однако с этим возрастом приходят ограничения. Размер отдельных файлов на диске FAT32 не может превышать 4ГБ — это максимум. Раздел FAT32 также должен быть меньше 8 ТБ, что, по общему признанию, является меньшим ограничением, если Вы не используете диски сверхвысокой емкости.

Хотя FAT32 подходит для USB-флеш накопителей и других внешних носителей, особенно если Вы знаете, что будете использовать их на чем-либо, кроме ПК с Windows, Вам не нужно использовать FAT32 для внутреннего накопителя. Ему не хватает разрешений и других функций безопасности, встроенных в более современную файловую систему NTFS. Кроме того, современные версии Windows больше нельзя установить на диск, отформатированный в FAT32; они должны быть установлены на диски, отформатированные в NTFS.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows, Mac, Linux, игровыми консолями и практически со всем, что имеет порт USB.

Ограничения: максимальный размер файла 4ГБ, максимальный размер раздела 8 ТБ.

Идеальное использование: используйте его на съемных дисках, где Вам нужна максимальная совместимость с широким спектром устройств, при условии, что у Вас нет файлов размером 4ГБ или больше.

Extended File Allocation Table (exFAT)

Файловая система exFAT была представлена в 2006 году и была добавлена в более старые версии Windows с обновлениями для Windows XP и Windows Vista. exFAT оптимизирован для флэш-накопителей и представляет собой легкую файловую систему, такую как FAT32, но без дополнительных функций и накладных расходов, присущих NTFS, и без ограничений FAT32.

Как и NTFS, exFAT имеет очень большие ограничения на размер файлов и разделов, что позволяет хранить файлы, размер которых намного превышает 4ГБ, разрешенные FAT32.

Хотя exFAT не совсем соответствует совместимости с FAT32, он более совместим, чем NTFS. В то время как macOS включает поддержку NTFS только для чтения, Mac предлагает полную поддержку чтения-записи для exFAT. Доступ к дискам exFAT в Linux можно получить, установив соответствующее программное обеспечение. PlayStation5 и PlayStation 4 поддерживают exFAT; у PlayStation 3 этого нет. Xbox Series X, S и One поддерживают его, а Xbox 360 — нет.

Совместимость: работает со всеми версиями Windows и современными версиями macOS, но для Linux требуется дополнительное программное обеспечение. Больше устройств поддерживают exFAT, чем NTFS, но некоторые, особенно старые, могут поддерживать только FAT32.

Ограничения: нет реалистичных ограничений на размер файла или раздела.

Идеальное использование: используйте его, когда Вам нужен больший размер файла и ограничения на разделы, чем предлагает FAT32, и когда Вам нужна большая совместимость, чем предлагает NTFS. Предполагая, что каждое устройство, с которым Вы хотите использовать диск, поддерживает exFAT, Вам следует отформатировать свое устройство с помощью exFAT вместо FAT32.

NTFS идеально подходит для внутренних дисков, в то время как exFAT обычно идеально подходит для флеш-накопителей. Однако иногда Вам может потребоваться отформатировать внешний диск с помощью FAT32, если exFAT не поддерживается на устройстве, с которым Вам нужно его использовать.