Panoramica del file system ReFS (Resilient File System)

Si applica a: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Resilient File System (ReFS) è il file system più recente di Microsoft, progettato per ottimizzare la disponibilità dei dati, ridimensionare in modo efficiente i set di dati di grandi dimensioni in carichi di lavoro diversi e garantire l'integrità dei dati con resilienza al danneggiamento. Cerca di risolvere una serie di scenari di archiviazione a espansione e stabilire una base per le innovazioni future.

Vantaggi principali

Resilienza

ReFS introduce nuove funzionalità in grado di rilevare con precisione i danneggiamenti e di risolverli, rimanendo, nel contempo, online. In questo modo vengono fornite una maggiore integrità e disponibilità dei dati:

  • Flussi di integrità: ReFS usa checksum per i metadati e facoltativamente per i dati dei file. In questo modo, ha la possibilità di rilevare in modo affidabile i danneggiamenti.
  • Spazi di archiviazione'integrazione: se usata con uno spazio mirror o parità, ReFS può riparare automaticamente i danneggiamenti rilevati usando la copia alternativa dei dati forniti da Spazi di archiviazione. I processi di ripristino sono entrambi localizzati nell'area del danneggiamento ed eseguiti online, senza alcun tempo di inattività per i volumi.
  • Salvataggio dei dati : se un volume viene danneggiato e non esiste una copia alternativa dei dati danneggiati, ReFS rimuove i dati danneggiati dallo spazio dei nomi. ReFS mantiene il volume online gestendo, nel contempo, la maggior parte dei danneggiamenti non correggibili. Tuttavia, esistono rari casi per cui ReFS deve portare offline il volume.
  • Correzione proattiva degli errori : oltre a convalidare i dati prima di leggere e scrivere, ReFS introduce uno scanner di integrità dei dati, noto come strumento di pulimento. Questo strumento di pulitura analizza periodicamente il volume, identificando i danneggiamenti latenti e attivando in modo proattivo il ripristino dei dati danneggiati.

Prestazioni

Oltre a fornire miglioramenti della resilienza, ReFS introduce nuove funzionalità per carichi di lavoro sensibili alle prestazioni e virtualizzati. L'ottimizzazione del livello in tempo reale, la clonazione dei blocchi e VDL di tipo sparse sono ottimi esempi delle funzionalità in evoluzione di ReFS, progettate per supportare carichi di lavoro dinamici e diversi.

  • Parità accelerata con mirroring: la parità accelerata con mirroring offre prestazioni elevate e anche l'archiviazione efficiente della capacità per i dati.

    Per offrire archiviazione efficiente sia a prestazioni elevate che a capacità, ReFS divide un volume in due gruppi di archiviazione logici, noti come livelli. Questi livelli possono disporre di propri tipi di resilienza e unità consentendone quindi l'ottimizzazione delle prestazioni o della capacità. Alcune configurazioni di esempio sono:

    Livello di prestazioni Livello capacità
    Unità SSD con mirroring Unità HDD con mirroring
    Unità SSD con mirroring Unità SSD con parità
    Unità SSD con mirroring Unità HDD con parità

    Una volta configurati questi livelli, ReFS li usa per distribuire archiviazione rapida per i dati ad accesso frequente e l'archiviazione efficiente per i dati ad accesso sporadico:

    • Tutte le scritture verranno eseguite nel livello di prestazioni e blocchi di dati di grandi dimensioni che rimangono nel livello di prestazioni verranno spostati in modo efficiente nel livello di capacità in tempo reale.
    • Se si usa una distribuzione ibrida (combinazione di unità flash e HDD), la cache in Spazi di archiviazione diretta consente di accelerare le letture, riducendo l'effetto della frammentazione dei dati caratteristica dei carichi di lavoro virtualizzati. In caso contrario, se si usa una distribuzione all-flash, le letture si verificano anche nel livello di prestazioni.

    Nota

    Per le distribuzioni di Windows Server, la parità con accelerazione mirror è supportata solo in Spazi di archiviazione diretta. È consigliabile usare la parità accelerata con mirroring solo con carichi di lavoro di archiviazione e backup. Per carichi di lavoro casuali virtualizzati e ad altre prestazioni elevate, è consigliabile usare mirror a tre vie per ottenere prestazioni migliori.

  • Operazioni VM con accelerazione: ReFS introduce una nuova funzionalità destinata in particolar modo al miglioramento delle prestazioni di carichi di lavoro virtualizzati:

    • Clonazione a blocchi: la clonazione di blocchi accelera le operazioni di copia, consentendo operazioni di unione dei checkpoint delle macchine virtuali a impatto ridotto e rapido.
    • VDL sparse: VDL sparse consente a ReFS di zero file rapidamente, riducendo il tempo necessario per creare dischi rigidi virtuali fissi da 10 a pochi secondi.
  • Dimensioni variabili del cluster: ReFS supporta dimensioni del cluster di 4 KB e 64 KB. 4 KB è la dimensione del cluster consigliata per la maggior parte delle distribuzioni, ma i cluster di 64 KB sono appropriati per grandi carichi di lavoro I/O sequenziali.

Scalabilità

ReFS è progettato per supportare set di dati estremamente grandi, milioni di terabyte, senza influire negativamente sulle prestazioni, ottenendo una scalabilità maggiore rispetto ai file system precedenti.

Distribuzioni supportate

Microsoft ha sviluppato NTFS specificamente per l'uso generico con un'ampia gamma di configurazioni e carichi di lavoro. Per i clienti che richiedono in modo speciale la disponibilità, la resilienza e/o la scalabilità fornita da ReFS, Microsoft supporta ReFS per l'uso con le configurazioni e gli scenari seguenti:

Nota

Tutte le configurazioni supportate da ReFS devono usare l'hardware certificato di Windows Server Catalog e soddisfare i requisiti dell'applicazione.

Importante

Se si prevede di usare ReFS per volumi condivisi cluster, vedere Usare volumi condivisi cluster in un cluster di failover per informazioni importanti.

Spazi di archiviazione diretta

La distribuzione di ReFS in Spazi di archiviazione diretta è consigliata per carichi di lavoro virtualizzati o archiviazione collegata alla rete:

  • Parità accelerata con mirroring e cache in Spazi di archiviazione diretta offrono prestazioni elevate e spazio di archiviazione efficiente per la capacità.
  • L'introduzione della clonazione dei blocchi e di VDL di tipo sparse accelera in modo significativo le operazioni di file .vhdx, quali la creazione, l'unione e l'espansione.
  • I flussi di integrità, la riparazione online e le copie di dati alternative consentono a ReFS e Spazi di archiviazione diretta di rilevare e correggere congiuntamente i danneggiamenti dei controller di archiviazione e dei supporti di archiviazione all'interno di metadati e dati.
  • ReFS offre la funzionalità per ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Spazi di archiviazione

La distribuzione di ReFS in Spazi di archiviazione con alloggiamenti SAS condivisi è appropriata per l'hosting di dati di archiviazione e l'archiviazione dei documenti dell'utente:

  • I flussi di integrità, la riparazione online e le copie di dati alternative consentono a ReFS e Spazi di archiviazione di rilevare e correggere congiuntamente i danneggiamenti dei controller di archiviazione e dei supporti di archiviazione all'interno di metadati e dati.
  • Spazi di archiviazione distribuzioni possono anche usare la clonazione a blocchi e la scalabilità offerta in ReFS.

Nota

Spazi di archiviazione supporta il collegamento diretto locale non rimovibile tramite BusTypes SATA, SAS, NVME o collegato tramite HBA (noto anche come controller RAID in modalità pass-through).

Dischi di base

La distribuzione di ReFS su dischi di base è ideale per le applicazioni che implementano soluzioni di disponibilità e resilienza software personalizzate:

  • Le applicazioni che introducono soluzioni software di resilienza e disponibilità personalizzate possono usare flussi di integrità, clonazione di blocchi e la possibilità di ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Nota

I dischi di base includono i dischi locali non rimovibili collegati direttamente tramite BusTypes SATA, SAS, NVME o RAID. I dischi di base non includono Spazi di archiviazione.

Destinazione backup

La distribuzione di ReFS come destinazione di backup è più adatta alle applicazioni e all'hardware che implementa soluzioni di resilienza e disponibilità specifiche:

  • Le applicazioni che introducono soluzioni software di resilienza e disponibilità personalizzate possono usare flussi di integrità, clonazione di blocchi e la possibilità di ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Nota

Le destinazioni di backup includono le configurazioni supportate sopra. Contattare i fornitori di array di applicazioni e archiviazione per informazioni dettagliate sul supporto di Fibre Channel e san iSCSI. Per le reti SAN, se sono necessarie funzionalità quali thin provisioning, TRIM/UNMAP o ODX (Offloaded Data Transfer), è necessario usare NTFS.

Confronto tra le funzionalità

Limiti

Funzionalità ReFS NTFS
Lunghezza massima del nome del file 255 caratteri Unicode 255 caratteri Unicode
Lunghezza massima del nome del percorso 32.000 caratteri Unicode 32.000 caratteri Unicode
Dimensione massima dei file 35 PB (petabyte) 256 TB
Dimensioni massime volume 35 PB 256 TB

Funzionalità

Le funzionalità seguenti sono disponibili con ReFS e NTFS:

Funzionalità ReFS NTFS
Crittografia BitLocker
Deduplicazione dati 1
Supporto di Volume condiviso cluster 23
Collegamenti a giunzioni/soft
Collegamenti reali 4
Supporto per cluster di failover
Elenchi di controllo di accesso (ACL)
Journal USN
Notifiche di modifiche
Punti di giunzione
Punti di montaggio
Punti di analisi
Snapshot del volume
ID file
Blocchi opportunistici (oplock)
File sparse
Flussi denominati
Thin provisioning 5
Ritaglio/Annullamento mappa 5
Supporto file di pagina 6
  1. Disponibile in Windows Server, versione 1709 e versioni successive, Windows Server 2019 (1809) LTSC o versioni successive.
  2. Disponibile in Windows Server 2012 R2 e versioni successive.
  3. CSV non userà L/O diretto con Spazi di archiviazione, Spazi di archiviazione diretta (S2D) o SAN.
  4. Versione ReFS 3.5 formattata da Windows 10 Enterprise Insider Preview build 19536 e versioni successive. Il supporto dei collegamenti rigidi viene aggiunto solo per i volumi appena formattati. I collegamenti rigidi non possono essere usati nei volumi che sono stati aggiornati dalle versioni precedenti
  5. solo Spazi di archiviazione.
  6. Disponibile in ReFS 3.7 e versioni successive.

Le funzionalità seguenti sono disponibili solo con ReFS:

Funzionalità ReFS NTFS
Clonazione dei blocchi No
VDL di tipo sparse No
Parità accelerata con mirroring Sì (in Spazi di archiviazione diretta) No
Snapshot a livello di file 1 No
  1. Disponibile in Windows Server 2022 e versioni successive.

In ReFS non sono al momento disponibili le seguenti funzionalità:

Funzionalità ReFS NTFS
Compressione del file system No
Crittografia del file system No
Transazioni No
ID oggetto No
Trasferimento dati disattivato (ODX) No
Nomi brevi No
Attributi estesi No
Quote disco No
Avviabile No
Supportato in supporti rimovibili No

Riferimenti aggiuntivi