Win11更新包大小暴減 40％：微軟官方解析技術(shù)原理

　   今天，Windows 11 正式版收到了第一個(gè)“星期二更新補(bǔ)丁”�？紤]到操作系統(tǒng)在一周前剛剛開始以階段性方式推出，這并不是一個(gè)巨大的更新。它只是修復(fù)了一些兼容性問題。

　　向超過 10 億用戶提供 Windows 更新和安全修復(fù)涉及分發(fā)大量的更新內(nèi)容，并占用大量帶寬。為了減少網(wǎng)絡(luò)帶寬，微軟使用了新的壓縮技術(shù)，將 Windows 11 更新包大小減少了 40%。

　　微軟今天通過文章分享了 Windows 11 更新模式改變的細(xì)節(jié)。

　　“對于需要正向和反向 delta 對的版本數(shù)據(jù)系統(tǒng)，“反向更新數(shù)據(jù)生成”提供了一種方法，可以有效地將正向 delta 分發(fā)到設(shè)備上，并讓設(shè)備保持一個(gè)返回到原始狀態(tài)的路徑。微軟已經(jīng)在 Windows 11 中成功地采用了這種方法，使更新包的大小減少了 40%。這有利于我們的客戶群，他們將需要更少的下載來保持最新和安全。”

　　Windows 是一個(gè)被用于全球各種環(huán)境的操作系統(tǒng)，特別是在這個(gè)混合環(huán)境中，每個(gè)人可能無法獲得最快的互聯(lián)網(wǎng)連接，但仍然需要通過安全補(bǔ)丁保持保護(hù)。這就是為什么補(bǔ)丁必須是小尺寸的，尤其是每月的累積更新包含了所有以前發(fā)布的修復(fù)程序。

　　Windows 10 版本 1809 及以上使用上圖中描述的成對的正向和反向差分壓縮。它確保操作系統(tǒng)在服務(wù)時(shí)可以恢復(fù)到其基本版本作為中間狀態(tài)。正如你可能注意到的，雖然正向和反向差分是對稱的，但它們的特點(diǎn)是內(nèi)容非常不同。微軟沒有利用雙向差分，因?yàn)橐恍┺D(zhuǎn)換和補(bǔ)丁可能會(huì)刪除反向差分所需的數(shù)據(jù)。為了確保非破壞性的轉(zhuǎn)換，反向 delta 首先需要存儲(chǔ)由正向 delta 增加和刪除的內(nèi)容。然而，正如上面所指出的，由于內(nèi)容上的不銜接，這個(gè)過程不會(huì)非常有效，至少與成對的正向和反向差分壓縮相比是這樣的。

　　微軟在 Windows 11 中使用一種叫做反向更新數(shù)據(jù)生成的方法對這一過程進(jìn)行了重大改變。這是一個(gè)看似簡單和直觀的方法，它觀察 delta 指令，然后直接逆轉(zhuǎn)它們，而不經(jīng)過成對的 delta 反向通道。然而，在后端，這構(gòu)成了一個(gè)重大的后端變化，它使用一個(gè)映射表來映射匯編代碼功能中的結(jié)果變化。微軟解釋說：

　　“映射的工作原理是對程序的匯編代碼進(jìn)行逐個(gè)字節(jié)的反匯編，并確定虛擬地址。虛擬地址在邏輯上對應(yīng)于匯編代碼功能的入口點(diǎn)，并在匯編代碼被修復(fù)更新時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)移。這些移動(dòng)被 delta 引擎觀察到，并被一個(gè)映射表所捕獲。關(guān)于 delta 應(yīng)用的映射過程使這些變化的地址正常化，這也是現(xiàn)代架構(gòu)上開明的 delta 算法如此高效的很大一部分原因。

　　與基本的修補(bǔ)指令一樣，這些轉(zhuǎn)換可以被觀察和逆轉(zhuǎn)。由于不是所有的映射都是 1:1 的，所以有一點(diǎn)開銷，當(dāng)前向映射與觀察到的反向映射沖突時(shí)，必須使用額外的修補(bǔ)指令來對齊映射。這可以在原地完成，反向映射將提供與反向 delta 幾乎相同的性能，其直接映射來自服務(wù)器上完成的 delta 生成。”

　　微軟聲稱，其反向更新數(shù)據(jù)生成方法使 Windows 11 更新包大小減少了 40%。該公司表示，它在幾個(gè)月前還為這種方法申請了專利。微軟是否會(huì)將這種技術(shù)也回傳到 Windows 10，還有待觀察。