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Das Resilient File System (ReFS) ist ein modernes Dateisystem, das von Microsoft entwickelt wurde, um die Datenverfügbarkeit zu maximieren, effizient auf große Datasets in verschiedenen Workloads zu skalieren und Datenintegrität mit Ausfallsicherheit für Beschädigungen bereitzustellen. ReFS zielt darauf ab, sich mit einer erweiterten Reihe von Speicherszenarien zu befassen und eine Grundlage für zukünftige Innovationen zu schaffen.
In dieser Übersicht wird erläutert, wie ReFS dazu beiträgt, Daten vor Beschädigungen zu schützen, große Speicherumgebungen zu unterstützen und in wichtige Windows Server-Technologien zu integrieren. Verwenden Sie dieses Handbuch, um ReFS-Vorteile, Bereitstellungsszenarien und Featurevergleiche mit NTFS zu verstehen.
Hauptvorteile
Erfahren Sie mehr über die wichtigsten Vorteile, die ReFS bietet, einschließlich Resilienz, Leistung und Skalierbarkeit.
Resiliency
ReFS verfügt über Features, mit denen Sie Beschädigungen genau erkennen und diese Beschädigungen auch online beheben können, was zu einer erhöhten Integrität und Verfügbarkeit für Ihre Daten beiträgt:
- Integrity Streams -ReFS verwendet Prüfsummen für Metadaten und optional für Dateidaten, wodurch ReFS Schäden zuverlässig erkennt.
- Integration von Speicherplätzen – Bei Verwendung mit einem Spiegel- oder Paritätsraum kann ReFS erkannte Beschädigungen automatisch mithilfe der alternativen Kopie der von Speicherplätzen bereitgestellten Daten reparieren. Die Reparatur wird sowohl im beschädigten Bereich erkannt als auch Online ausgeführt, ohne Ausfallzeiten des Volume.
- Wiederherstellen von Daten : Wenn ein Volume beschädigt wird und eine alternative Kopie der beschädigten Daten nicht vorhanden ist, entfernt ReFS die beschädigten Daten aus dem Namespace. ReFS behält das Volume Online, während es die meisten nicht behebbaren Schäden behandelt. In seltenen Fällen muss ReFS das Volume offline schalten.
- Proaktive Fehlerkorrektur – Zusätzlich zur Überprüfung von Daten vor Lese- und Schreibvorgängen führt ReFS einen Datenintegritätsscanner ein, der als Scrubber bezeichnet wird. Die Bereinigung durchsucht regelmäßig das Volume, erkennt dabei potenzielle Beschädigungen und löst dann proaktiv eine Reparatur dieser beschädigten Daten aus.
Performance
Zusätzlich zur Bereitstellung von Resilienzverbesserungen verfügt ReFS über Features für leistungssensitive und virtualisierte Workloads. Echtzeit-Tier-Optimierung, Klonen von Blöcken und Sparse Valid Data Length (VDL) sind gute Beispiele für die sich entwickelnden Funktionalitäten von ReFS, die für den Support dynamischer und vielfältiger Workloads konzipiert sind:
Durch Spiegelung beschleunigte Parität : Durch Spiegelung beschleunigte Parität bietet hohe Leistung und eine effizient Speicherkapazität für Ihre Daten.
Zur Gewährleistung einer hohen Leistung und einer effizienten Speicherkapazität wird beim ReFS ein Volume in zwei logische Speichergruppen unterteilt, die als Ebenen bezeichnet werden. Diese Ebenen können ihre eigenen Laufwerke und Resilienztypen haben, die jeder Ebene die Optimierung von Kapazität oder Leistung ermöglicht. Zu den Beispielkonfigurationen gehören:
Leistungsstufe Kapazitätsebene Gespiegelte SSD Gespiegelte HDD Gespiegelte SSD Paritäts-SSD Gespiegelte SSD Paritäts-HDD Nachdem diese Ebenen konfiguriert wurden, verwendet ReFS diese, um schnell Speicherplatz für „Hot Data” anzubieten und effizient Speicherkapazität für „Cold Data” bereitzustellen:
Alle Schreibvorgänge erfolgen auf der Leistungsebene, und große Datenblöcke, die in der Leistungsebene verbleiben, werden effizient in die Kapazitätsebene in Echtzeit verschoben.
Bei Verwendung eines Hybridbereitstellungsmodells (einer Kombination aus Flash- und HDD-Laufwerk), trägt der Cache in „Direkte Speicherplätze“ zur Beschleunigung der Lesevorgänge und zur Reduzierung der Auswirkung der Datenfragmentationseffekte von virtualisierten Workloads bei. Bei einer reinen Flash-Bereitstellung werden die Lesevorgänge ebenfalls auf der Leistungsebene ausgeführt.
Bei Windows Server-Bereitstellungen wird die durch Spiegelung beschleunigte Parität nur in Direkte Speicherplätze unterstützt. Es wird empfohlen, die durch Spiegelung beschleunigte Parität nur bei Archivierungs- und Sicherungsworkloads zu verwenden. Bei virtualisierten und anderen zufälligen Hochleistungsworkloads empfehlen wir die Verwendung von Drei-Wege-Spiegelungen, um bessere Leistung zu erzielen.
Beschleunigte VM-Vorgänge – ReFS verbessert die Leistung virtualisierter Workloads:
- Block cloning – Block Cloning beschleunigt Kopiervorgänge, wodurch schnelle, wenig betroffene VM-Prüfpunkt-Zusammenführungsvorgänge ermöglicht werden.
- Sparse VDL – Sparse VDL ermöglicht ReFS, Dateien schnell zu nullen, wodurch die Zeit, die für das Erstellen fester VHDs benötigt wird, von 10 Minuten auf Sekunden reduziert wird.
Variable Clustergrößen: ReFS unterstützt die Clustergrößen 4 KB und 64 KB. 4K ist die empfohlene Clustergröße für die meisten Bereitstellungen, doch 64 KB Cluster sind für große, aufeinander folgende E/A-Workloads am geeignetsten.
Scalability
ReFS unterstützt besonders große Datensätze – Millionen Terabytes – ohne dass sich dies negativ auf die Leistung auswirkt, und erzielt eine größere Skalierung als vorherige Dateisysteme.
Unterstützte Bereitstellungen
Microsoft hat NTFS speziell für die allgemeine Verwendung mit einer Vielzahl von Konfigurationen und Workloads entwickelt. In allen von ReFS unterstützten Konfigurationen muss für Windows Server Catalog zertifizierte Hardware verwendet werden. Zudem müssen die jeweiligen Anwendungsanforderungen erfüllt werden.
Für Kunden, die insbesondere die Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit und/oder Skalierung benötigen, die ReFS bietet, wird ReFS von Microsoft für die Verwendung mit den folgenden Konfigurationen und Szenarien unterstützt:
Important
Wenn Sie Beabsichtigen, ReFS für freigegebene Clustervolumes (Cluster Shared Volumes, CSVs) zu verwenden, finden Sie wichtige Informationen unter Verwenden von freigegebenen Clustervolumes in einem Failovercluster .
Speicherplätze direkt
Die Bereitstellung von ReFS auf Storage Spaces Direct wird für virtualisierte Workloads oder netzwerkgebundenen Speicher (NAS) empfohlen:
- Durch Spiegelung beschleunigte Parität und der Cache in Storage Spaces Direct bieten eine hohe Leistung und effiziente Speicherkapazität.
- Die Einführung von Block-Clone-Vorgängen und platzsparende VDLs beschleunigt .vhdx-Dateivorgänge wie das Erstellen, Zusammenführen und Erweitern ganz erheblich.
- Integritätsdatenströme, Online-Reparatur und alternative Datenkopien ermöglichen es ReFS und „Direkte Speicherplätze“, gemeinsam Beschädigungen bei Speichercontrollern und Speichermedien sowohl in Metadaten als auch in Daten zu erkennen und zu beheben.
- ReFS bietet die Funktionalität zur Skalierung und unterstützt große Datasets.
Speicherplätze
Der Einsatz von ReFS in Speicherbereichen mit gemeinsamen SAS-Gehäusen ist geeignet für das Hosting von Archivierungsdaten und das Speichern von Benutzerdokumenten.
- Integritätsdatenströme, Onlinereparaturvorgänge und Ersatzdatenkopien ermöglichen es ReFS und Speicherplätzen, gemeinsam Beschädigungen bei Speichercontrollern und Speichermedien sowohl in Metadaten als auch in Daten zu erkennen und zu beheben.
- Die Bereitstellungen von Storage Spaces unterstützen auch Block-Cloning und die in ReFS angebotene Skalierbarkeit.
„Speicherplätze“ unterstützt lokale, nicht wechselbare, über Bustypen wie SATA, SAS oder NVME direkt angeschlossene oder über HBA (auch als RAID-Controller im Passthrough-Modus bezeichnet) angeschlossene Speicher.
Grundlegende Datenträger
Die Bereitstellung von ReFS auf Basisfestplatten eignet sich am besten für Anwendungen mit eigenen Softwarelösungen für Resilienz und Verfügbarkeit:
- Anwendungen mit eigenen Softwarelösungen für Resilienz und Verfügbarkeit können Integritätsdatenströme, Block-Klonen und die Möglichkeit zur Skalierung und Unterstützung großer Datenmengen verwenden.
Zu den Basisfestplatten gehören lokale, nicht austauschbare, über Bustypen wie SATA, SAS, NVME oder RAID direkt angeschlossene Festplatten. Grundlegende Datenträger enthalten keine Speicherplätze.
Sicherungsziel
Die Bereitstellung von ReFS als Sicherungsziel eignet sich am besten für Anwendungen und Hardware mit eigenen Resilienz- und Verfügbarkeitslösungen:
- Anwendungen mit eigenen Softwarelösungen für Resilienz und Verfügbarkeit können Integritätsdatenströme, Block-Klonen und die Möglichkeit zur Skalierung und Unterstützung großer Datenmengen verwenden.
Wenden Sie sich an Anbieter von Anwendungs- und Speicherarrays, um Supportdetails zu Fibre Channel und iSCSI SANs zu erhalten. Wenn für SANs Features wie die schlanke Speicherzuweisung, TRIM/UNMAP oder ODX (Offloaded Data Transfer) erforderlich sind, muss NTFS verwendet werden.
Featurevergleich
Limits
| Feature | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Maximale Dateinamenslänge | 255 Unicode-Zeichen | 255 Unicode-Zeichen |
| Maximale Pfadnamenslänge | 32.000 Unicode-Zeichen | 32.000 Unicode-Zeichen |
| Maximale Dateigröße | 35 PB (Petabyte) | 256 TB |
| Maximale Volumegröße | 35 PB | 256 TB |
Functionality
Features, die mit ReFS und NTFS verfügbar sind
| Feature | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| BitLocker-Verschlüsselung | ✅ | ✅ |
| Blocksystemkomprimierung | ✅ | ✅ |
| Datendeduplizierung | ✅ 1 | ✅ |
| Erweiterte Attribute | ✅ | ✅ |
| Unterstützung für Cluster Shared Volume (CSV) | ✅ 2 | ✅ |
| Verbindungen/Weiche Verbindungen | ✅ | ✅ |
| Feste Links | ✅ | ✅ |
| Failover-Clusterunterstützung | ✅ | ✅ |
| Verschlüsseln des Dateisystems | ✅ 3 | ✅ |
| Zugriffssteuerungslisten | ✅ | ✅ |
| USN Journal | ✅ | ✅ |
| Änderungsbenachrichtigungen | ✅ | ✅ |
| Verbindungspunkte | ✅ | ✅ |
| Bereitstellungspunkte | ✅ | ✅ |
| Analysepunkte | ✅ | ✅ |
| Volumemomentaufnahmen | ✅ | ✅ |
| Datei-IDs | ✅ | ✅ |
| Oplocks | ✅ | ✅ |
| Sparsame Dateien | ✅ | ✅ |
| Benannte Datenströme | ✅ | ✅ |
| Schlanke Speicherzuweisung | ✅ 4 | ✅ |
| Trim/Unmap | ✅ 4 | ✅ |
| Unterstützung für Auslagerungsdateien | ✅ | ✅ |
- Verfügbar unter Windows Server ab Version 1709, Windows Server 2019 (1809) LTSC oder höher.
- ReFS-formatierte CSVs verwenden keine direkte E/A mit Speicherplätzen, Storage Spaces Direct (S2D) oder SAN. Formatieren Sie FÜR SAN-Speicher CSVs mit NTFS, um Direct I/O zu verwenden.
- Nur unter Windows Server 2025 verfügbar.
- Nur Speicherplätze.
Features, die nur mit ReFS verfügbar sind
| Functionality | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Klon blockieren | ✅ | ❌ |
| Spärliche VDL | ✅ | ❌ |
| Spiegelbeschleunigte Parität | ✅ (auf "Storage Spaces Direct") | ❌ |
| Momentaufnahmen auf Dateiebene | ✅ 1 | ❌ |
- Verfügbar unter Windows Server 2022 R2 und höher.
Features, die auf ReFS nicht verfügbar sind
| Functionality | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Transactions | ❌ | ✅ |
| Objekt-IDs | ❌ | ✅ |
| ODX (Offloaded Data Transfer) | ❌ | ✅ |
| Kurznamen | ❌ 1 | ✅ |
| Datenträgerkontingente | ❌ | ✅ |
| Auf Wechselmedien unterstützt | ❌ | ✅ |
| Bootable | ❌ | ✅ |
| Schrumpfend | ❌ | ✅ |
- Kurznamen werden nicht offiziell unterstützt, viele Kurznamen werden über Symlinks simuliert.