Mis on ReFS Windowsi jaoks: funktsioonid, piirangud ja kasutusalad

Neile, kes haldavad andmeid Windows, ReFS (vastupidavus failisüsteem) See on nimetus, mis kerkib esile iga kord, kui räägime terviklikkusest, skaleeritavusest ja kõrgest käideldavusest. See sündis ideest lahendada tänapäeva väljakutseid kaasaegsel viisil: suurenenud infomaht, suurem virtualiseerimine ja väiksem seisakuaeg.

Selles juhendis selgitame põhjalikult Mis on ReFS, kuidas see töötab ja mille poolest on see parem kui NTFS?, millised piirangud sellel endiselt on ja millistes stsenaariumides seda tuleks kasutada. Samuti näete, miks see silma paistab virtualiseerimine ja varundamine, kuidas see integreerub salvestusruumidega ja milliseid peamisi erinevusi peaksite enne ReFS-i ja NTFS-i vahel valimist teadma.

Mis on ReFS ja millised on disainieesmärgid?

ReFS on Microsofti loodud kaasaegne failisüsteem millel on kolm peamist eesmärki: andmete kättesaadavuse maksimeerimine, efektiivne skaleerimine ja kaitse korruptsiooni eest. See debüteeris aastal Windows Server 2012 ja on arenenud versioonidega 3.x Windows Serveri ja Windows 10/11 hilisemates versioonides professionaalsetes keskkondades.

Selle arhitektuur põhineb mitmel põhiideel: pidev terviklikkuse kontrollimine, isetervenemine koondamise korral, võrgus hooldus ja sisemised struktuurid, mis hõlbustavad skaleeritavust. ReFS on Loodud integreerimiseks Storage Spacesi ja Storage Spaces Directiga, mis võimaldab teil rikutud andmeid automaatselt parandada, kui andmekogumis on alternatiivseid koopiaid.

Sisemiselt kasutab ReFS B+ puud metaandmete ja andmete jaoks tabelid mõlema korraldamiseks (sarnaselt andmebaasiga) ja hierarhiline eraldaja, mis haldab vaba ruumi plokkide suuruste järgi. metaandmetel on kontrollsummad 64-bitine ja failiandmeid saab valikuliselt kaitsta terviklikkuse voogude (lubades andmete kopeerimist ja kirjutamist). See kombinatsioon vähendab vajadust käivitada chkdsk ja kiirendab taastumist riketest.

Oma viimases evolutsioonis parandas ReFS 3.4 (Windows Server 2019) oluliselt jõudlust reaalsetes kasutusjuhtudes; ReFS 3.7 (Windows Server 2022) laiendas ühilduvust, näiteks lehitsemisfailid, Ja Windows Server 2025 lisab tuge EFS (failisüsteemi krüptimine) ReFS-i peal. Funktsioonid, näiteks failitaseme hetktõmmised (Windows Server 2022 ja uuemad) ja deduplikatsioon alates Windows Server v1709-st.

Peamised eelised: vastupidavus, jõudlus ja mastaapsus

ReFS-i disain tugineb kolmele sambale: vastupanu korruptsioonile, suur jõudlus nõudlike koormuste korral ja massiivne skaleeritavus võimalikult väikese mõjuga.

Vastupidavus, mis hoiab ära seisakuid

ReFS sisaldab terviklikkuse voogude ja metaandmete (ja valikuliselt andmete) kontrollsummad, et tuvastada korruptsiooni usaldusväärsustKui plokk ei sobi, tuvastab süsteem selle täpselt ja saab tegutseda ilma mahtu lahti võtmata.

Kui seda rakendatakse koos Hoiukohti (peegel või pariteet), ReFS saab parandab kahjustused automaatselt kasutades andmete korrektset koopiat. Parandused on lokaliseeritud ja veebis, nii et maht jääb kättesaadavaks ja kogu süsteemi ei karistata ühe probleemi tõttu.

Kui kahjustatud plokil pole koopiat, saab ReFS "Salvesta" helitugevus Selle kirje eemaldamine nimeruumist, säilitades ülejäänud operatsioonisüsteemi ja andmed intsidendi haldamise ajal töökorras. Ainult erandjuhtudel tuleks köidet võrguühenduseta režiimis käsitleda.

Lisaks on olemas a ennetav kontrollija (andmete terviklikkuse puhastusprogramm), mis skannib perioodiliselt köidet, tuvastab varjatud rikkeid ja käivitab parandused enne, kui need rakendusi mõjutavad. See hooldus vähendab sõltuvust käsitsi tehtavatest ülesannetest ja hoiab ära üllatusi.

Virtualiseerimiseks loodud jõudlus

ReFS pakub mitmeid optimeeringuid, mis säravad keskkondades, kus virtuaalsed masinad ja I/O-tundlikud koormused:

• Peegelkiirendusega pariteetReFS jagab köite loogilisteks tasemeteks (tasemeteks) jõudlus ja astme võimsus). Kirjuta alati kiirele astmele ja liiguta suured, külmad fragmendid reaalajas mahutavusastmele. Tüüpilised näited: SSD peegeldatud + pariteediga kõvaketas, peegeldatud SSD + pariteediga SSD või peegeldatud SSD + peegeldatud kõvaketas.
• Optimeeritud näidudHübriidkonfiguratsioonides (välkmälu + kõvaketas) vahemälu Säilitusruumid otse kiirendab lugemisi ja leevendab virtualiseeritud töökoormustele omast killustatust; täielikult välkmälul põhinevate juurutuste puhul rahuldatakse lugemisnõuded ka jõudlustasandilt.
• Blokeeri kloonimineKiirendab kontrollpunktide kopeerimist ja liitmist Hyper-V-s, viidates metaandmetele andmete füüsilise teisaldamise asemel.
• Hõredad VDL-id (kehtiva andmepikkuse): võimaldab faile väga kiiresti nullida, vähendades fikseeritud VHD/VHDX-ide loomist minutitelt kuni 2..
• Klastri suurused 4KB kuni 64KB paindlik: 4K on tavaliselt üldine soovitus; 64 KB sobib kõige paremini suurte järjestikuste sisend-/väljundvõimsuste jaoks.

Windows Serveris on Peegelkiirendusega pariteeti toetatakse ainult Storage Spaces Directi puhulMicrosoft soovitab seda kasutada arhiveerimiseks ja backupjuhuslike ja väga nõudlike virtualiseeritud töökoormuste puhul kolmekordne peegel latentsuse ja järjepidevuse tagamiseks.

Skaleeritavus ilma kättesaadavust ohverdamata

ReFS on loodud hakkama saama tõeliselt suured mahud ja failid ilma et see halvendaks jõudlust proportsionaalselt mastaabiga. Praegune Microsofti dokumentatsioon seab praktilised piirid 35 PB faili ja köite suuruse jaoks, marsruutidega kuni 32 000 Unicode'i tähemärki ja 255 tähemärgi pikkused failinimed. Tehnilises kirjanduses on 64KB klastrite puhul viidatud kõrgematele teoreetilistele piiridele, kuid praktikas peaksime jääma tootja dokumenteeritud arvude juurde.

See võimekus muudab ReFS-i väga atraktiivseks failiserverid suurte failide või failide komplektidegaVirtuaalmasinate repositooriumid või varundussihtkohad kõrge säilivusajaga. Säilitades samal ajal terviklikkuse ja võrgupõhise hoolduse eelised.

Toetatud rakendused ja kasutusstsenaariumid

Kuigi NTFS jääb üldiseks metamärgiks, toetab Microsoft ReFS-i stsenaariumide korral, kus see on vajalik. kõrge kättesaadavus, vastupidavus või mastaapsus spetsiifiline. Muidugi, riistvara peab olema Windows Serveri kataloog ja vastama kandideerimisnõuetele.

Otsesalvestusruumid (S2D)

See on ReFS-i loomulik maastik virtualiseeritud koormused või ladustamine võrgusS2D-ga saate peegelkiirendusega pariteedi, hübriidse lugemise vahemällu salvestamise, .vhdx-failide plokkkloonimise ja terviklikkuse eelised (terviklikkuse vood, võrguparandused, alternatiivsed andmed rekonstrueerimiseks), mis kõik toimivad koos.

Jagatud SAS-i kappide hoiuruumid

See toimib väga hästi failiandmed ja kasutajadokumendid. Kasutatakse ära terviklikkust, võrgupõhist parandamist, plokkide kloonimist ja skaleeritavust. Salvestusruumid toetavad otseseid eemaldamatuid manuseid. SATA, SAS, NVMe või HBA (RAID läbilaskerežiimis).

Põhikettad

Huvitav, kui rakendused juba rakendavad oma tarkvara vastupidavus ja kättesaadavusSellisel juhul saate kasutada terviklikkuse järjestusi, plokkide kloonimist ja ReFS-i laiaulatuslikku ulatust ilma üleliigseid kihte kattumata.

Varundamise sihtkoht

Varukoopiahoidlate jaoks, mille rakendused ja riistvara haldavad oma kõrget käideldavust ise, pakub ReFS terviklikkus, plokkide kloonimine ja skaleerimineKui SAN-keskkond seda nõuab õhuke eraldamine, TRIM/UNMAP või ODX, siis on ühilduvuse huvides sellel köitel NTFS eelistatav.

ReFS vs NTFS võrdlus: omadused ja piirangud

Mõlemal on palju ühiseid võimeid, kuid on ka olulisi erinevusi mis mõjutavad iga kasutusjuhtumi valikut.

Piirangud (tavaliselt Microsofti poolt dokumenteeritud)

Característica	refs	NTFS
Failinime maksimaalne pikkus	32 000 Unicode'i tähemärki	32 000 Unicode'i tähemärki
Maksimaalne marsruudi pikkus	32 000 Unicode'i tähemärki	32 000 Unicode'i tähemärki
Maksimaalne faili suurus	35 PB	256 TB
Maksimaalne helitugevus	35 PB	256 TB

Kuigi suurte klastritega ReFS-i puhul on teoreetiliselt viidatud kõrgematele näitajatele, Need on praegused praktilised piirid mida näete Microsofti dokumentatsioonis ja toes.

Funktsioonid on saadaval mõlemas

ReFS ja NTFS jagamine: BitLocker, ACL-id, USN-i ajakiri, muudatuste teavitused, sümboolsed lingid ja ühenduspunktid, ühendus- ja ümberparsimispunktid, mahu hetktõmmised, failikäepidemed, oplockid, hajutatud failid, nimega järjestused, CSV tugi (nüanssidega) ja tugi lehekülgimisfailidele (ReFS-is alates versioonist 3.7).

Asjakohased märkused: deduplikatsioon ReFS-is on see saadaval Windows Server v1709-s ja uuemates versioonides; CSV-s salvestusruumide/S2D/SAN-i puhul seda ei kasutata. Otsene I / O; EFS ReFS-il on toetatud alates Windows Server 2025-st; ja trahvi eraldamine Ja TRIM/UNMAP on ReFS-is piiratud salvestusruumidega.

Ainult ReFS-is

• Blokeeri kloonimine kopeerimise ja virtuaalmasina toimingute kiirendamiseks.
• Hajutatud VDL ülikiire fotofailide (VHD/VHDX) loomiseks.
• Peegelduskiirendusega pariteet koos S2D-ga, et ühendada jõudlus ja mahutavus.
• Failitaseme hetktõmmised (Windows Server 2022+).

Pole ReFS-is saadaval (või piirangutega)

• ärisuhted (Saadetis x F) objekti identifikaatorid y ODX.
• Lühinimede 8.3 (üldiselt mitte; mõningaid stsenaariume simuleeritakse linkide abil).
• Kettakvoodid, failisüsteemi tihendamine ja, välja arvatud Windows Server 2025, EFS.
• Eemaldatava andmekandja tugi y saabas süsteemi (käivitus) üldiselt ei toetata.
• Reduktsioon maht pole saadaval.

Sisemised tegevuse üksikasjad

ReFS salvestab metaandmeid ja andmeid B+ puud ja korraldab mõlemad tabelitesse. Vaba ruumi haldab hierarhiline jaotaja mis eraldab suured, keskmised ja väikesed tükid jaotuse optimeerimiseks.

Metaandmete kasutusalad koopia kirjutamise kohta (kirjutamisel kinnitamine): Muudatused kirjutatakse uutesse plokkidesse ja lingitakse praeguse versioonina alles siis, kui need kinnitatakse. Kui lubate terviklikkuse voogude Andmete puhul kehtib see poliitika ka failidele, minimeerides andmete rikkumise ohtu voolukatkestuste või kirjutamisvigade korral.

Tänu kontrollsummad (64-bitine) metaandmetes ja kui see on lubatud, siis ka andmetes, suudab süsteem tuvastada muudatusi ja võtta meetmeid. Kui salvestusruumid on peegli/pariteediga, siis ReFS remont veebis kasutades head koopiat; vastasel juhul eemaldage rikutud element nimeruumist ja hoidke töömaht alles.

Protsessi puhastamine või "küürimine" See loeb perioodiliselt kõiki koopiaid (peegleid) ja kontrollib kontrollsummasid, et kahjustatud koopiad sekkumiseta asendada. Kõik see vähendab traditsiooniliste tööriistade käitamise vajadust ja väldib kontrollide tõttu tekkivat pikka seisakut.

ReFS virtualiseerimises ja varundamises

Keskkondades koos Hyper-VReFS on näidanud käegakatsutavaid edusamme: fikseeritud VHDX-failisüsteemi loomine NTFS-is võib võtta minuteid; Hajutatud VDLMe räägime sekunditest. See kiirendab kiiret juurutamist, automatiseerimist ja skaleerimist.

La plokkide kloonimine See on ka oluline. Metaandmetele tuginedes saavad kasu sellised toimingud nagu virtuaalmasinate kloonimine, kontrollpunktide ühendamine või varundushoidlates „sünteetiliste täielike taastamiste” tegemine. osutid andmete teisaldamise asemel vähendab see sisend-/väljundaega ja ketta kulumist.

Reaalsetes olukordades genereerivad paljud virtualiseerimise varunduslahendused sünteetilised koopiad ilma andmeid rehüdreerimata, kasutades ära ReFS-i võimet olemasolevatele plokkidele tõhusalt viidata. Tulemuseks on väiksem liiklus, väiksem latentsus ja paremini hallatavad varundusahelad.

Kui kombineerite ReFS-i Säilitusruumid otse ja sobiva (valideeritud) riistvara abil saate andmetasandi, mis ühendab vastupidavus, kiirus ja mahutavus, eriti kasulik CSV-ga Hyper-V klastrites.

Parimad tavad, piirangud ja ühilduvus

Enne formaat ReFS-i köite puhul on soovitatav hinnata kasutusjuhtu ja pidada meeles selle praegused piirangud ja soovitusi.

• Süsteemi/käivitusmaht: Pole Windowsi üldine käivitusvalik; NTFS jääb operatsioonisüsteemi partitsioonimise standardseks teeks.
• Kohapealne konversioon NTFS-ist ReFS-i: ei ole toetatud; peate rändama andmeid
• Ressursside tarbimineSuurte massiivide puhul võib ReFS vajada rohkem RAM-i/protsessorit ja IOPS-i kui NTFS.
• Rakenduste installimineReFS-köidete puhul üldiselt ei soovitata; failisüsteemi tihendust ei ole ja EFS-i pole (välja arvatud WS 2025 puhul).
• Lühinimede 8.3, kvoodid ja ODX: puuduvad; hinnake mõju pärandtööriistadele.
• Tugi Windowsi kliendileAjalooliselt oli see Windows 10-s seotud Hoiukohti; tõendeid on nähtud Windows 11 puhaste installide puhul ReFS-i valikutega, kuid tootmiskeskkonnas on kõige parem jääda Microsofti toetatud radade juurde.

Mis puutub versioonidesse, siis alates Windows Server 2016 saabusid 3.x harud; ReFS 3.4 küpses Windows Server 2019-s ja ReFS 3.7 (Windows Server 2022) lisas tugi järgmistele funktsioonidele: pagefile ja muid täiustusi. deduplikatsioon ReFS-i andmekaitse on olnud olemas alates Windows Serveri versioonist v1709 ja failitaseme hetktõmmised Windows Server 2022-st. EFS ReFS-i kaudu maandub Windows Server 2025. kõvad lingid Teatud stsenaariumides toetatakse neid ReFS-is alates harust 3.5+.

Klastri suurus ja soovitused

Klastri suurus mõjutab jõudlust ja tõhusust ruumi. ReFS-is saate kasutada 4K kuni 64K; 4K on tavaliselt vaikevalik ja seda soovitatakse üldiseks kasutamiseks, samas kui 64K võib paremini toimida suurte järjestikuste sisend-/väljundkoormustega koormuste korral (nt väga suured failid).

NTFS-is on 4K samuti levinud; mõnikord kasutatakse 4K klastreid. 64K killustatuse vähendamiseks või teatud piirangute ületamiseks väga suurte mahtude korral. Kui tulete NTFS-i pealt ja plaanite andmestiku ReFS-i teisaldada, testige klastri suurust eeltootmine oma kuningliku koormaga.

ReFS vs NTFS: millal kumbagi valida

Vali refs kui vajate ennetavat terviklikkust, võrgupõhist parandamist, plokkide kloonimist, hõredat VDL-i ja peegelkiirendusega pariteeti S2D-l või kui teie köited/failid hakkavad märkimisväärselt kasvama. See on eriti hea valik järgmistel juhtudel: VM-hoidlad ja varundamise sihtkohad.

Vali NTFS Kui vajate selliseid funktsioone nagu failisüsteemi tihendamine, EFS (klientidel), tehingud, kvoodid, ODX või laialdane tugi pärandrakendustele ja eemaldatavatele andmekandjatele ning süsteemi/käivituspartitsioon edelast.

Segatud keskkondades on tavaline kasutada NTFS operatsioonisüsteemi ja teatud andmete jaoksja ReFS jaoks virtualiseeritud laadimised, repositooriumid või arhiveerimine, saades kasu igaühe parimatest külgedest ilma täielikku asendamist sundimata.

Kui vajate SAN-funktsioone, näiteks ODX või lootke õhukesele eraldamisele/TRIM-ile väljaspool salvestusruume, hoidke neid draive NTFS-failina. Kui eesmärk on vastupidavus ja skaleerimine S2D-ga, ReFS saavutab eelise.

Lõppkokkuvõttes on otsus teie teha. kättesaadavuse, turvalisuse, jõudluse ja ühilduvuse nõudedRiistvara valideerimine Windows Serveri kataloogis ja koormustestimine laboris hoiab ära üllatused.

ReFS on paigutatud salvestuskihina tugev, paindlik ja ettevalmistunud suurte andmekogumite ja virtualiseerimise jaoks, samas kui NTFS säilitab oma rolli mitmekülgse ja laialdaselt ühilduva süsteemina. Neid arukalt kombineerides saate saavutada optimaalse tasakaalu ausus, tulemuslikkus ja tugi teie Windowsi juurutustes.