Windows file systems showdown: FAT16, FAT32, NTFS ja ReFS

nykyaikaiset Microsoftin käyttöjärjestelmät tukevat useita Windows-tiedostojärjestelmiä, mukaan lukien FAT16, FAT32, NTFS ja ReFS. Jokaisella näistä tiedostojärjestelmistä on omat ainutlaatuiset ominaisuudet ja käyttötapaukset.

iästään huolimatta osalla vanhemmista Windows-tiedostojärjestelmistä on edelleen arvoa tietyissä tietotekniikkaan liittyvissä tilanteissa.

FAT16

FAT16, joka tunnettiin aluksi yksinkertaisesti nimellä FAT, voi jäljittää juurensa 1970-luvulle. FAT on lyhenne sanoista File Allocation Table ja 16 viittaa 16-bittiseen tiedostojärjestelmään. Tiedostojärjestelmä kehitettiin alun perin käytettäväksi levykkeillä, mutta se toimi myös kiintolevyillä, kun kyseinen laitteisto oli saatavilla.

koska FAT16 luotiin niin kauan sitten, sillä on luontaisia rajoituksia, jotka tekevät siitä suurelta osin sopimattoman käytettäväksi nykyaikaisissa käyttöjärjestelmissä. 16-bittisenä tiedostojärjestelmänä FAT16 pystyy kartoittamaan enintään 65 526 klusteria. Kuten useimmat Windows-tiedostojärjestelmät, FAT16 tukee erilaisia klusterikokoja, jolloin sitä voidaan käyttää kiintolevyillä, jotka ovat niinkin pieniä kuin 16 MB tai niin suuria kuin 2 GB. Myöhempi versio tiedostojärjestelmään mahdollisti sen tuen volyymeille 4 GT: hen asti.

varhaisimmat SD-korttituotteet alustettiin rutiininomaisesti FAT16-tiedostojärjestelmällä, koska se tuki Windows -, Mac -, Linux-ja OS/2-käyttöjärjestelmissä.

FAT32

FAT32-tiedostojärjestelmä otettiin käyttöön Windows 95 OEM Service Release 2: ssa, joka tunnettiin tuolloin laajalti nimellä Windows 95 OSR2. FAT32-tiedostojärjestelmä tarjosi kaksi merkittävää parannusta FAT16: een verrattuna. Ensinnäkin FAT32, joka on 32-bittinen tiedostojärjestelmä, tukee paljon suurempia levyjä kuin FAT16-tiedostojärjestelmä. FAT16 tukee maksimitilavuuskokoa 4 Gt, kun taas FAT32: ta voidaan käyttää jopa 16 TB: n tilavuuksilla.

on syytä huomata, että vaikka FAT32-tiedostojärjestelmää voi käyttää usean teratavun määrillä, 16 TB: n raja ylittää joidenkin Windows-käyttöjärjestelmien ominaisuudet. Esimerkiksi Windows XP asetti FAT32: n maksimikooksi 32 Gt. Myös Levynhallintakonsolin Windows XP -, Vista -, ME-ja 2000-versiot rajoittivat FAT32-volyymit maksimissaan 32 GT: hen. Nykyaikaisemmat Windows – käyttöjärjestelmät, kuten Windows 10, tukevat FAT32-äänenvoimakkuutta jopa 2 TB: n kokoiseksi, mikä jää edelleen selvästi alle 16 TB: n maksimitilavuuskoon.

FAT32-tiedostojärjestelmän toinen merkittävä parannus on pitkien tiedostonimien tuki. FAT16-tiedostojärjestelmä vaatii tiedostonimien noudattavan 8.3-nimeämiskäytäntöä, eli tiedostonimet rajoittuvat kahdeksaan merkkiin, joita seuraa ajanjakso ja kolmen merkin laajennus. Sen sijaan FAT32 sallii jopa 255 merkin pituiset tiedostonimet.

yksi FAT32-tiedostojärjestelmän ensisijaisista rajoituksista on se, että FAT32-äänenvoimakkuudella suurin tiedostokoko on 4 Gt. Useimmat nykyaikaiset SD-kortit tulevat alustettu FAT32, minkä vuoksi kuluttajien laitteet, kuten GoPro kamerat jakaa videotallenteita 4 GB-tiedostoja. Joustavuutensa ja useiden käyttöjärjestelmien laajan tuen ansiosta FAT32 on usein toimittajien tarjoama tiedostojärjestelmä muistitikkujen vianmääritykseen.

NTFS

NT-tiedostojärjestelmä saapui Windows NT: hen vuonna 1993, mutta sitä tukevat myös myöhemmät Windows-versiot, kuten Windows 2000, Windows XP, Windows 7, Windows 8 ja Windows 10. NTFS on yleisimmin käytetty tiedostojärjestelmä Windows Server-ja Windows desktop-järjestelmissä.

toisin kuin FAT16 ja FAT32, NTFS on päiväkirjamainen tiedostojärjestelmä. Tapahtumat kirjataan tiedostojärjestelmän päiväkirjaan, mikä mahdollistaa Windows-tiedostojen apuohjelmien, kuten CHKDSKIN, käytön tietojen korruption korjaamiseen ja tiedostojärjestelmän palauttamiseen yhdenmukaiseen tilaan.

yksi NTFS: n luomisen ensisijaisista suunnittelutavoitteista oli parantaa tiedostojärjestelmän tietoturvaa. Alkuvaiheessa vain Windows NT pystyi lukemaan NTFS: llä alustettua levyä, joka pystyi pysäyttämään hyökkääjän, vaikka heillä olisi fyysinen pääsy levylle. Nykyään Jokainen Tuettu Windows-Käyttöjärjestelmä voi kuitenkin lukea NTFS-levyjä.

Microsoft lisäsi toisen tietoturvaparannuksen NTFS: ään tukemalla NT-tiedostojärjestelmän käyttöoikeuksia. Yhtiö päivitti NTFS: n Windows 2000: een sisältämään tiedostojärjestelmätason salauksen, jota Microsoft kutsuu EFS: ksi eli Salausjärjestelmäksi. EFS käyttää symmetristä moniavainsalausta suojaamaan tiedostojärjestelmän sisältöä.

NTFS: n kapasiteettirajoitukset ovat kehittyneet huomattavasti vuosien mittaan. Tiedostojärjestelmän Windows NT-versio voisi teoriassa käsitellä levyjä jopa 256 TB ja yksittäisiä tiedostoja jopa 16 TB. Sen sijaan Windows 10: n NTFS-versiota voidaan käyttää jopa 8 PB: n kokoisilla määrillä.

ReFS

ReFS tarkoittaa joustavaa tiedostojärjestelmää. Se debytoi Windows Server 2012: ssa. Microsoft suunnitteli tämän tiedostojärjestelmän seuraavan sukupolven korvaajaksi NTFS: lle, vaikka teknisesti ReFS perustuu NTFS: ään. ReFS käyttää integrity streams ja allocate-on-write tekniikka säilyttää tallennetut tiedot äänenvoimakkuutta. ReFS suorittaa myös ennakoivaa virheenkorjausta käyttämällä sisäänrakennettua pesuria tietojen korruption tarkistamiseen ja korjaamiseen automaattisesti. Microsoft kehitti ReFSUtil-nimisen työkalun auttamaan tietojen palauttamisessa vaurioituneista ReFS-alustetuista taltioista, jotka kopioivat myös löydetyt tiedostot toiselle levylle.

ReFS tuo myös valtavan kapasiteetin lisäyksen NTFS: ään. Tiedostojärjestelmän teoreettinen tilavuusraja on 1 jottatavu — tai noin 1 biljoona TB — ja tiedoston maksimikoko on 16 eksatavua, mikä vastaa noin 16 miljoonaa TB: tä.

alkuperäisessä julkaisussaan ReFS: stä puuttui joitakin yleisimmin käytettyjä NTFS-ominaisuuksia, kuten natiivi salaus ja deduplication. Tietojen deduplication lisättiin kuitenkin ReFS: ään Windows Server-versiossa 1709. Tästä huolimatta ReFS: stä puuttuu vielä melko paljon NTFS: n ominaisuuksia, kuten tiedostojärjestelmän pakkaus ja tiedostojärjestelmän salaus, eikä sitä voi käyttää aseman käynnistämiseen.