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Vue d’ensemble du système de fichiers résilient (ReFS)

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ReFS (Resilient File System) est le système de fichiers de Microsoft le plus récent. Il a été conçu pour optimiser la disponibilité des données, s’adapter efficacement aux jeux de données volumineux sur diverses charges de travail et garantir l’intégrité des données avec une résilience face aux altérations. Ce système a vocation à prendre en charge davantage de scénarios de stockage et à constituer une base pour les innovations futures.

Principaux avantages

Résilience

ReFS fournit de nouvelles fonctionnalités qui permettent de détecter avec précision les endommagements, mais aussi de les corriger en ligne, ce qui contribue à améliorer l’intégrité et la disponibilité de vos données :

  • Flux d’intégrité. ReFS utilise des sommes de contrôle pour les métadonnées et, éventuellement, pour les données de fichier, ce qui lui permet de détecter les endommagements de manière fiable.
  • Intégration aux espaces de stockage : quand ReFS est utilisé avec un espace en miroir ou de parité, il peut automatiquement réparer les altérations détectées à l’aide de la copie des données fournie par les espaces de stockage. Les processus de réparation sont effectués en ligne, sur la zone endommagée, et n’entraînent aucune inactivité du volume.
  • Récupération des données : si un volume est endommagé et qu’il n’existe pas de copie des données endommagées, ReFS supprime les données endommagées dans l’espace de noms. ReFS peut traiter la plupart des endommagements non réparables en maintenant le volume en ligne, mais il doit mettre le volume hors connexion dans de rares cas.
  • Correction proactive des erreurs : en plus de valider les données avant les lectures et les écritures, ReFS utilise maintenant un scanneur d’intégrité des données, appelé programme de nettoyage. Ce programme de nettoyage analyse régulièrement le volume pour identifier les endommagements latents et déclencher de manière proactive la réparation des données endommagées.

Performances

En plus des améliorations apportées à la résilience, ReFS propose de nouvelles fonctionnalités pour les charges de travail virtualisées et dépendantes des performances. L'optimisation des niveaux en temps réel, le clonage de blocs et la longueur des données valides (VDL) éparses sont de bons exemples des capacités évolutives de ReFS, qui sont conçues pour supporter des charges de travail dynamiques et diversifiées :

  • Parité accélérée par la mise en miroir : la parité accélérée par la mise en miroir offre à la fois des performances élevées et un stockage de haute capacité pour vos données.

    Pour fournir à la fois des performances élevés et un stockage de haute capacité, ReFS divise un volume en deux groupes de stockage logiques, appelés niveaux. Ces niveaux peuvent avoir des types de disque et de résilience qui leur sont propres, ce qui permet à chaque niveau d’optimiser les performances ou la capacité. Voici des exemples de configurations :

    Niveau de performance Niveau de capacité
    SSD en miroir HDD en miroir
    SSD en miroir SSD de parité
    SSD en miroir HDD de parité

    Une fois que ces niveaux sont configurés, ReFS les utilise pour fournir un stockage rapide pour les données chaudes (« hot ») et un stockage de haute capacité pour les données froides (« cold ») :

    • Toutes les écritures sont effectuées dans le niveau des performances. Les blocs de données volumineux qui restent dans ce niveau sont transférés efficacement en temps réel dans le niveau de capacité.
    • Dans un déploiement hybride (combinant des lecteurs flash et des disques HDD), le cache dans les espaces de stockage direct contribue à accélérer les lectures, en limitant l’impact de la fragmentation des données propre aux charges de travail virtualisées. Sinon, dans un déploiement avec uniquement des lecteurs flash, les lectures s’effectuent également dans le niveau de performances.

    Notes

    Pour les déploiements Windows Server, la parité accélérée par mise en miroir n’est prise en charge que sur les espaces de stockage direct. Nous vous recommandons d’utiliser la parité accélérée par la mise en miroir uniquement avec les charges de travail d’archivage et de sauvegarde. Pour les charges de travail virtualisées et autres charges de travail aléatoires hautes performances, nous vous recommandons d’utiliser des miroirs triples pour des performances optimales.

  • Opérations de machine virtuelle plus rapides. ReFS introduit de nouvelles fonctionnalités dont le principal objectif est d’améliorer les performances des charges de travail virtualisées :

    • Clonage de bloc : cette fonctionnalité rend les opérations de copie plus rapides, en permettant d’effectuer rapidement et avec peu d’impact les opérations de fusion des points de contrôle de machine virtuelle.
    • VDL fragmenté : cette fonctionnalité permet à ReFS de mettre rapidement à zéro les fichiers, réduisant ainsi le temps nécessaire pour créer des disques durs virtuels fixe de quelques dizaines de minutes à quelques secondes seulement.

  • Tailles de cluster variables : ReFS prend en charge les tailles de cluster de 4 Ko et 64 Ko. Pour la plupart des déploiements, nous vous recommandons d’utiliser une taille de cluster de 4 Ko. Les clusters de 64 Ko sont appropriés pour les charges de travail d’E/S séquentielles volumineuses.

Extensibilité

ReFS est conçu pour prendre en charge des jeux de données extrêmement volumineux (millions de téraoctets) sans baisse des performances, offrant ainsi une plus grande extensibilité que les systèmes de fichiers antérieurs.

Déploiements pris en charge

Microsoft a développé NTFS spécifiquement pour une utilisation à usage général avec une grande diversité de configurations et de charges de travail. Pour les clients qui ont spécifiquement besoin de la disponibilité, de la résilience et/ou de la mise à l’échelle fournies par ReFS, Microsoft prend en charge ReFS pour une utilisation avec les configurations et scénarios suivants :

Notes

Toutes les configurations prises en charge par ReFS doivent utiliser du matériel certifié du catalogue Windows Server et répondre aux exigences de l’application.

Important

Si vous envisagez d’utiliser ReFS pour les volumes partagés de cluster (CSV), consultez Utiliser des volumes partagés de cluster dans un cluster de basculement pour obtenir des informations importantes.

Espaces de stockage direct

Le déploiement de ReFS sur des espaces de stockage direct est recommandé pour les charges de travail virtualisées ou un dispositif de stockage réseau (NAS) :

  • La parité accélérée par la mise en miroir et le cache dans les espaces de stockage direct offrent des performances élevées et un stockage de haute capacité.
  • Le clonage de bloc et le VDL fragmenté accélèrent considérablement les opérations sur les fichiers .vhdx, telles que la création, la fusion et l’extension.
  • Les flux d’intégrité, les opérations de réparation en ligne et les copies de données permettent à ReFS et aux espaces de stockage direct de détecter et de réparer conjointement les endommagements de contrôleur de stockage et de support à la fois dans les métadonnées et les données.
  • ReFS fournit les fonctionnalités nécessaires pour effectuer une mise à l’échelle et prendre en charge les jeux de données volumineux.

Espaces de stockage

Le déploiement de ReFS sur les espaces de stockage avec des boîtiers SAS partagés permet l’hébergement des données d’archive et le stockage des documents utilisateur :

  • Les flux d’intégrité, les opérations de réparation en ligne et les copies de données permettent à ReFS et aux espaces de stockage de détecter et de réparer conjointement les endommagements de contrôleur de stockage et de support à la fois dans les métadonnées et les données.
  • Les déploiements d’espaces de stockage peuvent également utiliser le clonage de bloc et la scalabilité offerte dans ReFS.

Notes

La fonctionnalité Espaces de stockage prend en charge l’attachement direct local non amovible via BusTypes SATA, SAS, NVME ou l’attachement via HBA (également appelé « contrôleur RAID » en mode pass-through).

Disques de base

Le déploiement de ReFS sur des disques de base convient tout particulièrement aux applications qui implémentent leurs propres solutions logicielles de disponibilité et de résilience :

  • Les applications qui introduisent leurs propres solutions logicielles de résilience et de disponibilité peuvent utiliser des flux d’intégrité, le clonage de bloc et la possibilité de mettre à l’échelle et de prendre en charge des jeux de données volumineux.

Notes

Les disques de base incluent l’attachement direct local non amovible via BusTypes SATA, SAS, NVME ou RAID. Les disques de base n’incluent pas les espaces de stockage.

Cible de sauvegarde

Le déploiement de ReFS en tant que cible de sauvegarde convient tout particulièrement aux applications et au matériel qui implémente ses propres solutions de résilience et de disponibilité :

  • Les applications qui introduisent leurs propres solutions logicielles de résilience et de disponibilité peuvent utiliser des flux d’intégrité, le clonage de bloc et la possibilité de mettre à l’échelle et de prendre en charge des jeux de données volumineux.

Notes

Les cibles de sauvegarde incluent les configurations prises en charge ci-dessus. Contactez les fournisseurs d’applications et de baies de stockage pour plus d’informations sur les réseaux SAN Fiber Channel et iSCSI. Pour les réseaux SAN, si des fonctionnalités telles que l’allocation dynamique, TRIM/UNMAP ou le transfert de données déchargées (ODX, Offloaded Data Transfer) sont requises, NTFS doit être utilisé.

Comparaison des fonctionnalités

Limites

Fonctionnalité ReFS NTFS
Longueur maximale des noms de fichier 255 caractères Unicode 255 caractères Unicode
Longueur maximale des chemins 32 000 caractères Unicode 32 000 caractères Unicode
Taille maximale du fichier 35 Po (pétaoctets) 256 To
Taille de volume maximale 35 Po 256 To

Fonctionnalités

Les fonctionnalités suivantes sont disponibles avec ReFS et NTFS :

Fonctionnalité ReFS NTFS
Chiffrement BitLocker Oui Oui
Déduplication des données Oui1 Oui
Prise en charge des volumes CSV (volumes partagés de cluster) Oui2 3 Oui
Jonctions/liens virtuels Oui Oui
Liens physiques Oui4 Oui
Prise en charge des clusters de basculement Oui Oui
Listes de contrôle d’accès Oui Oui
Journal USN Oui Oui
Notifications de modifications Oui Oui
Points de jonction Oui Oui
Points de montage Oui Oui
Points d’analyse Oui Oui
Clichés instantanés de volume Oui Oui
ID de fichier Oui Oui
Oplocks Oui Oui
Fichiers partiellement alloués Oui Oui
Flux avec nom Oui Oui
Allocation dynamique Oui5 Oui
TRIM/UNMAP Oui5 Oui
Prise en charge des fichiers d’échange Oui6 Oui
  1. Disponible sur Windows Server, version 1709 et ultérieure, Windows Server 2019 (1809) LTSC ou version ultérieure.
  2. Disponible sur Windows Server 2012 R2 et versions ultérieures.
  3. Les volumes partagés de cluster (CSV) n’utilisera pas d’E/S directes avec les espaces de stockage, les espaces de stockage direct (S2D) ou un réseau SAN.
  4. Version ReFS 3.5 formatté par Windows 10 Enterprise Insider Preview build 19536 et ultérieures. La prise en charge des liens physiques est ajoutée uniquement pour les volumes nouvellement formaté. Les liens physiques ne peuvent pas être utilisés sur les volumes qui ont été mis à niveau à partir de versions précédentes
  5. Espaces de stockage uniquement.
  6. Disponible sur ReFS 3.7 et versions ultérieures.

Les fonctionnalités suivantes sont disponibles uniquement avec ReFS :

Fonctionnalités ReFS NTFS
Clonage de bloc Oui Non
VDL fragmenté Oui Non
Parité avec accélération par miroir Oui (sur les espaces de stockage direct) Non
Instantanés au niveau du fichier Oui1 Non
  1. Disponible sur Windows Server 2022 et versions ultérieures.

Les fonctionnalités suivantes ne sont pas actuellement disponibles sur ReFS :

Fonctionnalités ReFS NTFS
Compression de système de fichiers Non Oui
Chiffrement du système de fichiers Non Oui
Transactions Non Oui
ID d'objet ; Non Oui
Transfert de données déchargées (ODX) Non Oui
Noms courts Non Oui
Attributs étendus Non Oui
Quotas de disque Non Oui
Démarrable Non Oui
Prise en charge sur les médias amovibles Non Oui

Références supplémentaires