1.3. Восстанавливаемые файловые системы

Восстанавливаемая ФС, как предполагается, должна превзойти по надежности ФС с точной записью и достичь при этом производительности ФС с отложен­ной записью. ФС такого типа гарантирует сохранение целостности тома; с этой целью используется технология ведения журнала изменений, разработанная пер­воначально для обработки транзакций. В случае аварии ОС такая ФС восстанав­ливает целостность при помощи процедуры восстановления, которая использует информацию из файла журнала транзакций. Так как ФС регистрирует записи на диск в журнале, то восстановление занимает несколько секунд, независимо от размера тома.

Процедура восстановления в NTFS является точной и гарантирует возвра­щение тома к некоторому целостному состоянию. Неадекватные результаты вос­становления, характерные для ФС с отложенной записью, в NTFS исключаются.

За высокую надежность восстанавливаемой ФС приходится расплачивать­ся. При каждой транзакции, изменяющей структуру тома, требуется занести по одной записи на каждую подоперацию в журнал транзакций. ФС снижает эти накладные расходы на протоколирование за счет объединения записей журнала транзакций в пакеты — за одну операцию ввода-вывода в журнал добавляются сразу несколько записей. Кроме того, восстанавливаемая ФС может применять приемы оптимизации, которые используются ФС с отложенной записью. Она даже может увеличить интервалы между сбросами КЭШа на диск, так как ФС мож­но восстановить, если авария произошла до того, как изменения из КЭШа были переписаны на диск. Такой рост производительности КЭШа по сравнению с ФС с отложенной записью компенсирует и часто даже перевешивает накладные рас­ходы, связанные с протоколированием транзакций.

Ни точная, ни отложенная запись не гарантируют защиты пользователь­ских данных. Если сбой системы произошел в тот момент, когда приложение выполняло запись в файл, то последний может быть потерян или разрушен. Более того, сбой может повредить ФС с отложенной записью, разрушив суще­ствующие файлы или даже сделав всю информацию на томе недоступной.

NTFS использует стратегию, улучшающую ее надежность по сравнению с традиционными ФС. Во-первых, восстанавливаемость NTFS гарантирует, что структура тома не будет разрушена, так что в случае сбоя системы все файлы останутся доступными.

Во-вторых, хотя в настоящее время NTFS не гарантирует сохранности пользовательских данных в случае сбоя системы — некоторые изменения в КЭШе могут быть потеряны, — приложения могут воспользоваться преимуществами сквозной записи и сброса КЭШа NTFS для гарантии того, что изменения файла будут записаны на диск в положенные моменты времени. И сквозная запись (cache write—trough) — принудительная немедленная запись на диск операций с файлом, и сброс КЭШа (cache flushing) — принудительная запись на диск содер­жимого КЭШа — вполне эффективны. NTFS не требуется дополнительного вво­да-вывода для сброса на диск изменений нескольких различных структур дан­ных ФС, так как изменения структур данных регистрируются (при помощи един­ственной операции записи) в журнале транзакций. Если произошел сбой и со­держимое КЭШа потеряно, то изменения ФС могут быть восстановлены по ин­формации из журнала. Более того, NTFS, в отличие от HPFS и FAT, гарантирует, что сразу после операции сквозной записи или сброса КЭШа данные пользовате­ля сохранят целостность и будут доступны, даже если вслед за этим произойдет сбой системы.

И, наконец, в NTFS заложен фундамент для того, чтобы в будущем вве­сти поддержку протоколирования транзакций для пользовательских файлов. Вместо протоколирования транзакций для пользовательских данных те пользователи, которым нужна дополнительная степень надежности, могут применять FtDisk — драйвер отказоустойчивого диска Windows NT — для создания и поддержки хранилища данных с избыточностью.