Udostępnij przez

Omówienie systemu plików ReFS (Resilient File System)

Odporny system plików (ReFS) to nowoczesny system plików opracowany przez firmę Microsoft w celu zmaksymalizowania dostępności danych, wydajnego skalowania do dużych zestawów danych w różnych obciążeniach i zapewnienia integralności danych z odpornością na uszkodzenia. ReFS stara się rozwiązać rozszerzający się zestaw scenariuszy magazynowania i ustanowić podstawę dla przyszłych innowacji.

W tym omówieniu wyjaśniono, jak system plików ReFS pomaga chronić dane przed uszkodzeniem, obsługuje środowiska magazynu na dużą skalę i integruje się z kluczowymi technologiami systemu Windows Server. Skorzystaj z tego przewodnika, aby poznać korzyści z systemu plików ReFS, scenariusze wdrażania i porównania funkcji z systemem plików NTFS.

Najważniejsze korzyści

Poznaj najważniejsze korzyści zapewniane przez system plików ReFS, w tym: odporność, wydajność i skalowalność.

Resiliency

System plików ReFS oferuje funkcje, które umożliwiają precyzyjne wykrywanie uszkodzeń, a także naprawianie tych uszkodzeń podczas pozostawania w trybie online, co pomaga zapewnić większą integralność i dostępność danych:

  • Integrity-streams — system plików ReFS używa sum kontrolnych dla metadanych i opcjonalnie dla danych plików, co daje systemowi ReFS możliwość niezawodnego wykrywania uszkodzeń.
  • Integracja funkcji Storage Spaces — w przypadku użycia z przestrzenią lustrzaną lub parzystości, ReFS może automatycznie naprawić wykryte uszkodzenia, korzystając z alternatywnej kopii danych zapewnianych przez Storage Spaces. Procesy naprawy są skoncentrowane na obszarze uszkodzonych danych i wykonywane online, bez konieczności przestoju woluminu.
  • Odzyskiwanie danych — jeśli wolumin zostanie uszkodzony, a alternatywna kopia uszkodzonych danych nie istnieje, system plików ReFS usuwa uszkodzone dane z przestrzeni nazw. System plików ReFS utrzymuje wolumin w trybie online, gdy obsługuje większość niemożliwych do naprawienia uszkodzeń, ale istnieją rzadkie przypadki, które wymagają systemu plików ReFS przełączenia woluminu w tryb offline.
  • Proaktywna korekta błędów — oprócz sprawdzania poprawności danych przed odczytem i zapisem, ReFS wprowadza skaner integralności danych, znany jako skrubera. To narzędzie do czyszczenia okresowo skanuje wolumin, identyfikując ukryte uszkodzenia i aktywnie wyzwalając naprawę uszkodzonych danych.

Performance

Oprócz zapewniania ulepszeń odporności system plików ReFS oferuje funkcje dla obciążeń wrażliwych na wydajność i zwirtualizowanych. Optymalizacja warstw w czasie rzeczywistym, klonowanie bloków i rozrzedzanie prawidłowych długości danych (VDL) to dobre przykłady zmieniających się możliwości systemu plików ReFS, które są przeznaczone do obsługi dynamicznych i zróżnicowanych obciążeń:

  • parzystość przyspieszana przez lustrzane odbicie — parzystość przyspieszana przez lustrzane odbicie zapewnia wysoką wydajność, a także wydajne przechowywanie danych.

    Aby zapewnić zarówno wysoką wydajność, jak i wydajną pojemność magazynu, system plików ReFS dzieli wolumin na dwie logiczne grupy magazynów, znane jako warstwy. Te warstwy mogą mieć własne typy dysków i odporności, dzięki czemu każda warstwa może być zoptymalizowana pod kątem wydajności lub pojemności. Oto przykładowe konfiguracje:

    Warstwa wydajności Warstwa pojemności
    Dublowany dysk SSD Dublowany dysk TWARDY
    Dublowany dysk SSD Ssd parzystości
    Dublowany dysk SSD Dysk TWARDY parzystości

    Po skonfigurowaniu tych warstw system plików ReFS używa ich do zapewnienia szybkiego magazynowania na potrzeby gorących danych i wydajnego pod względem pojemności magazynu dla zimnych danych:

    • Wszystkie operacje zapisu występują w warstwie wydajności, a duże fragmenty danych, które pozostają w warstwie wydajności, są efektywnie przenoszone do warstwy pojemności w czasie rzeczywistym.

    • W przypadku korzystania z wdrożenia hybrydowego (mieszanie dysków flash i HDD) pamięć podręczna w Storage Spaces Direct pomaga przyspieszyć odczyty, zmniejszając efekt fragmentacji danych charakterystyczny dla zwirtualizowanych obciążeń. W przeciwnym razie, jeśli korzystasz z wdrożenia w pełni opartego na pamięci flash, operacje odczytu również odbywają się w warstwie wydajnościowej.

    • W przypadku wdrożeń systemu Windows Server parzystość przyspieszana przez mirror jest obsługiwana tylko w Storage Spaces Direct. Zalecamy używanie parzystości przyspieszonej przez mirroring wyłącznie z obciążeniami związanymi z archiwizacją i kopiami zapasowymi. W przypadku zwirtualizowanych i innych losowych obciążeń o wysokiej wydajności zalecamy użycie potrójnych luster dla lepszej wydajności.

  • Przyspieszone operacje maszyny wirtualnej — system plików ReFS zwiększa wydajność zwirtualizowanych obciążeń:

    • Klonowanie bloków — klonowanie bloków przyspiesza operacje kopiowania, umożliwiając szybkie operacje scalania punktów kontrolnych maszyn wirtualnych z niskim obciążeniem.
    • Sparse VDL — Sparse VDL umożliwia systemowi plików ReFS szybkie zerowanie plików, skracając czas potrzebny do utworzenia stałych dysków VHD z dziesiątek minut do zaledwie kilku sekund.

  • zmienne rozmiary klastrów — system plików ReFS obsługuje zarówno rozmiary klastrów 4K, jak i 64K. 4K jest zalecanym rozmiarem klastra dla większości wdrożeń, ale klastry 64K są odpowiednie dla dużych obciążeń we/wy sekwencyjnych.

Scalability

System plików ReFS został zaprojektowany tak, aby obsługiwał bardzo duże zestawy danych — miliony terabajtów — bez negatywnego wpływu na wydajność, osiągając większą skalę niż wcześniejsze systemy plików.

Obsługiwane wdrożenia

Firma Microsoft opracowała system NTFS specjalnie do użytku ogólnego przeznaczenia z szeroką gamą konfiguracji i obciążeń. Wszystkie konfiguracje obsługiwane przez system ReFS muszą używać sprzętu certyfikowanego w katalogu systemu Windows Server i spełniać wymagania aplikacji.

W przypadku klientów wymagających szczególnie dostępności, odporności i/lub skali zapewnianej przez system plików ReFS firma Microsoft obsługuje system plików ReFS do użycia z następującymi konfiguracjami i scenariuszami:

Important

Jeśli planujesz używać systemu plików ReFS dla udostępnionych woluminów klastra (CSV), zobacz Używanie udostępnionych woluminów klastra w Klastrze Przełączania Awaryjnego po ważne informacje.

Bezpośrednie miejsca do magazynowania

Wdrażanie systemu plików ReFS w Storage Spaces Direct jest zalecane dla zwirtualizowanych obciążeń lub sieciowych magazynów danych.

  • ** Parzystość przyspieszana przez zwierciadło i pamięci podręcznej w funkcji Bezpośrednie miejsca do magazynowania zapewniają wysoką wydajność i wysoką efektywność pojemnościową.
  • Wprowadzenie klonowania blokowego i rozrzedzonego VDL znacznie przyspiesza operacje na plikach .vhdx, takie jak tworzenie, scalanie i rozszerzanie.
  • Strumienie integralności, naprawa online i alternatywne kopie danych umożliwiają systemowi plików ReFS i funkcji Storage Spaces Direct wspólne wykrywanie i korektę korupcji kontrolera magazynu oraz nośnika magazynowego zarówno w metadanych, jak i danych.
  • System plików ReFS udostępnia funkcje skalowania i obsługi dużych zestawów danych.

Miejsca do magazynowania

Wdrażanie systemu plików ReFS w miejscach do magazynowania z udostępnionymi obudowami SAS jest odpowiednie do hostowania danych archiwalnych i przechowywania dokumentów użytkownika:

  • Strumienie integralności, naprawa online i alternatywne kopie danych umożliwiają systemowi plików ReFS i Przestrzeniom magazynowym wspólne wykrywanie i korygowanie uszkodzeń kontrolera magazynowania i nośników danych w obrębie metadanych i danych.
  • Wdrożenia funkcji Miejsca do magazynowania mogą również korzystać z klonowania bloków i skalowalności oferowanej w systemie plików ReFS.

Pule magazynów obsługują lokalne, nieruchome bezpośrednie podłączenie przez typy magistrali SATA, SAS, NVME, lub podłączenie przez kartę HBA (znaną również jako kontroler RAID w trybie przejściowym).

Dyski podstawowe

Wdrażanie systemu plików ReFS na dyskach podstawowych najlepiej nadaje się dla aplikacji, które implementują własne rozwiązania odporności i dostępności oprogramowania:

  • Aplikacje, które wprowadzają własne rozwiązania w zakresie odporności i dostępności, mogą używać strumieni integralności, klonowania bloków oraz możliwości skalowania i obsługi dużych zestawów danych.

Dyski podstawowe obejmują lokalne, niewymienne bezpośrednio podłączone przez typy magistrali SATA, SAS, NVME lub RAID. Dyski podstawowe nie obejmują miejsc do magazynowania.

Element docelowy kopii zapasowej

Wdrażanie systemu plików ReFS jako celu tworzenia kopii zapasowych najlepiej nadaje się dla aplikacji i sprzętu, który implementuje własne rozwiązania odporności i dostępności:

  • Aplikacje, które wprowadzają własne rozwiązania w zakresie odporności i dostępności, mogą używać strumieni integralności, klonowania bloków oraz możliwości skalowania i obsługi dużych zestawów danych.

Skontaktuj się z dostawcami aplikacji i macierzy magazynowej, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat sieci SAN Fibre Channel i iSCSI. W sieciach SAN, jeśli wymagane są funkcje, takie jak cienkie provisionowanie, TRIM/UNMAP lub odciążony transfer danych (ODX), należy użyć systemu plików NTFS.

Porównanie funkcji

Limits

Feature ReFS NTFS
Maksymalna długość nazwy pliku 255 znaków Unicode 255 znaków Unicode
Maksymalna długość nazwy ścieżki 32K znaków Unicode 32K znaków Unicode
Maksymalny rozmiar pliku 35 PB (petabajty) 256 TB
Maksymalny rozmiar woluminu 35 PB 256 TB

Functionality

Funkcje dostępne w systemie plików ReFS i NTFS

Feature ReFS NTFS
Szyfrowanie funkcją BitLocker ✅ ✅
Blokuj kompresję systemu ✅ ✅
Deduplikacja danych ✅ 1 ✅
Atrybuty rozszerzone ✅ ✅
Obsługa udostępnionego woluminu klastra (CSV) ✅ 2 ✅
Połączenia/łącza miękkie ✅ ✅
Twarde łącza ✅ ✅
Obsługa klastra przełączania awaryjnego ✅ ✅
Szyfrowanie systemu plików ✅ 3 ✅
Listy kontroli dostępu ✅ ✅
Dziennik USN ✅ ✅
Powiadomienia o zmianach ✅ ✅
Punkty skrzyżowań ✅ ✅
Punkty instalacji ✅ ✅
Punkty ponownej analizy ✅ ✅
Migawki woluminów ✅ ✅
Identyfikatory plików ✅ ✅
Oplocks ✅ ✅
Pliki rozrzedłe ✅ ✅
Nazwane strumienie ✅ ✅
Alokowanie ✅ 4 ✅
Trim/Unmap ✅ 4 ✅
Obsługa plików stronicowych ✅ ✅
  1. Dostępne w systemie Windows Server w wersji 1709 lub nowszej, Windows Server 2019 (1809) LTSC lub nowszej.
  2. Woluminy CSV sformatowane w systemie plików ReFS nie korzystają z funkcji Direct I/O z Przestrzeniami Dyskowymi, Storage Spaces Direct (S2D) ani siecią SAN. W przypadku magazynowania SAN, sformatuj pliki CSV z systemem plików NTFS, aby używać bezpośredniego I/O (Direct I/O).
  3. Dostępne tylko w systemie Windows Server 2025.
  4. Tylko miejsca do magazynowania.

Funkcje dostępne tylko w systemie plików ReFS

Functionality ReFS NTFS
Klonowanie blokowe ✅ ❌
Rozrzednia VDL ✅ ❌
Parzystość przyspieszana przez dublowanie ✅ (w funkcji Bezpośrednie miejsca do magazynowania) ❌
Migawki na poziomie pliku ✅ 1 ❌
  1. Dostępne w systemie Windows Server 2022 lub nowszym.

Funkcje niedostępne w systemie plików ReFS

Functionality ReFS NTFS
Transactions ❌ ✅
Identyfikatory obiektów ❌ ✅
Odciążony transfer danych (ODX) ❌ ✅
Krótkie nazwy ❌ 1 ✅
Przydziały dysku ❌ ✅
Obsługiwane na nośnikach wymiennych ❌ ✅
Bootable ❌ ✅
Zmniejszanie ❌ ✅
  1. Krótkie nazwy nie są oficjalnie obsługiwane, wiele z nich jest symulowanych za pośrednictwem symlinków.

Treści powiązane

  • Last updated on