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復原檔案系統 (ReFS) 概觀

適用於:Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2012

復原檔案系統 (ReFS) 是 Microsoft 的最新檔案系統,其設計目的是將資料可用性最大化、有效率地調整到各種工作負載的大型資料集,並提供資料完整性與損毀復原能力。 其試圖解決一組不斷擴大的儲存體案例,並建立未來創新的基礎。

重點優勢

災害復原

ReFS 引進可精確偵測損毀同時可在保持連線時修正這些損毀的新功能,協助提高您資料的完整性和可用性:

  • Integrity-streams - ReFS 會針對中繼資料使用總和檢查碼,並選擇性地針對檔案資料使用總和檢查碼,讓 ReFS 能夠可靠地偵測損毀。
  • 存空間整合 - 與鏡像或同位空間搭配使用時,ReFS 可以使用儲存空間所提供資料的替代複本來自動修復偵測到的損毀。 修復程序可以當地語系化為毀損區域並在線上執行,而不需要讓任何磁碟區停機。
  • 搶救資料 - 如果磁碟區損毀,而且沒有損毀資料的替代複本,則 ReFS 會從命名空間中移除損毀資料。 ReFS 會在處理大部分無法更正的損毀時讓磁碟區保持連線,但有些罕見的情況需要 ReFS 讓磁碟區離線。
  • 主動式錯誤修正 - 除了在讀取和寫入之前驗證資料之外,ReFS 還引進稱為「清除程式」的資料完整性掃描器。 此清除程式會定期掃描磁碟區、識別隱藏的損毀,以及主動觸發毀損資料的修復。

績效

除了提供復原改善之外,ReFS 還引進針對效能敏感和虛擬化工作負載的新功能。 即時層優化、區塊複製和疏鬆有效數據長度 (VDL) 是 ReFS 不斷演進功能的良好範例,其設計目的是支援動態和多樣化的工作負載:

  • 鏡像加速同位 - 鏡像加速同位可針對資料提供高效能和具容量效率的儲存體。

    為了提供高效能且具容量效率的儲存體,ReFS 將磁碟區分成兩個邏輯儲存體群組 (稱為「層」)。 這些層可以有自己的磁碟機和復原類型,以讓每層都能針對效能或容量進行最佳化。 一些設定範例包括:

    效能層級 容量層
    已鏡像的 SSD 已鏡像的 HDD
    已鏡像的 SSD 同位 SSD
    已鏡像的 SSD 同位 HDD

    設定這些層之後,ReFS 會使用它們為經常存取的資料提供快速儲存,並為極非經常性存取的資料提供具容量效率的儲存體:

    • 所有寫入都會在效能層中發生,而保留在效能層中的大量資料將有效率地即時移至容量層。
    • 如果使用混合式部署 (混合使用快閃和 HDD 磁碟機),則儲存空間直接存取中的快取有助於加速讀取,並降低虛擬化工作負載資料分散特性的影響。 否則,如果使用全快閃部署,則效能層中也會發生讀取。

    注意

    針對 Windows Server 部署,只有儲存空間直接存取才支援鏡像加速同位。 建議僅搭配使用鏡像加速同位與封存和備份工作負載。 針對虛擬化和其他高效能隨機工作負載,建議使用三向鏡像來提升效能。

  • 加速 VM 作業 - ReFS 引進特別針對改善虛擬化工作負載效能的新功能:

    • 區塊複製 - 區塊複製可加速複製作業,以啟用快速、影響低的 VM 檢查點合併作業。
    • 疏鬆 VDL - 疏鬆 VDL 允許 ReFS 快速清除檔案,以將建立固定 VHD 所需的時間從 10 分鐘縮短到僅幾秒鐘。
  • 變數叢集大小 - ReFS 同時支援 4K 和 64K 叢集大小。 4K 是大部分部署的建議叢集大小,但 64K 叢集適合大型循序 IO 工作負載。

延展性

ReFS 的設計目的是支援超大型資料集 (數百萬 TB),而不會對效能造成負面影響,並達到比先前的檔案系統更大的規模。

支援的部署

Microsoft 已特別針對具有各種設定和工作負載的一般用途使用來開發 NTFS。 針對特別需要 ReFS 所提供可用性、復原和/或調整的客戶,Microsoft 支援 ReFS,以與下列設定和案例搭配使用:

注意

所有 ReFS 支援的設定都必須使用 Windows Server Catalog 認證硬體,並且符合應用程式需求。

重要

如果您打算針對叢集共用磁碟區 (CSV) 使用 ReFS,則請參閱在容錯移轉叢集中使用叢集共用磁碟區以取得重要資訊。

儲存空間直接存取

針對虛擬化工作負載或網路連接儲存體,建議在儲存空間直接存取上部署 ReFS:

  • 鏡像加速同位以及儲存空間直接存取中的快取可提供高效能和具容量效率的儲存體。
  • 區塊複製和疏鬆 VDL 的引進大幅加速 .vhdx 檔案作業,例如建立、合併和擴充。
  • Integrity-streams、線上修復和替代資料複本可讓 ReFS 和儲存空間直接存取在中繼資料和資料內聯合偵測和更正儲存體控制器和儲存體媒體損毀。
  • ReFS 提供可調整和支援大型資料集的功能。

儲存空間

在具有共用 SAS 機箱的儲存空間上部署 ReFS 適用於裝載封存資料以及儲存使用者文件:

  • Integrity-streams、線上修復和替代資料複本可讓 ReFS 和儲存空間在中繼資料和資料內聯合偵測和更正儲存體控制器和儲存體媒體損毀。
  • 儲存空間部署也可以利用 ReFS 中提供的 block-cloning 和可擴縮性。

注意

儲存空間支援透過 BusTypes SATA、SAS、NVME 或透過 HBA 連結的本機非卸除式直接連結 (也稱為傳遞模式中的 RAID 控制站)。

基本磁碟

在基本磁碟上部署 ReFS 最適合實作其專屬復原和可用性解決方案的應用程式:

  • 引進其專屬復原和可用性軟體解決方案的應用程式可以使用 integrity-streams、block-cloning,以及調整及支援大型資料集的能力。

注意

基本磁碟包括透過 BusTypes SATA、SAS、NVME 或 RAID 的本機非卸除式直接連結。 基本磁碟不會包括儲存空間。

備份目標

將 ReFS 部署為備份目標最適合實作其專屬復原和可用性解決方案的應用程式和硬體:

  • 引進其專屬復原和可用性軟體解決方案的應用程式可以使用 integrity-streams、block-cloning,以及調整及支援大型資料集的能力。

注意

備份目標包括上述支援的設定。 如需光纖通道和 iSCSI SAN 的支援詳細資料,請連絡應用程式和儲存體陣列廠商。 針對 SAN,如果需要精簡佈建、TRIM/UNMAP 或卸載的資料傳輸 (ODX) 這類功能,則必須使用 NTFS。

功能比較

限制

功能 ReFS NTFS
檔案名稱長度上限 255 個 Unicode 字元 255 個 Unicode 字元
路徑名稱長度上限 32K 個 Unicode 字元 32K 個 Unicode 字元
檔案大小上限 35 PB 256 TB
磁碟區大小上限 35 PB 256 TB

功能

ReFS 和 NTFS 提供下列功能:

功能 ReFS NTFS
BitLocker 加密 Yes Yes
重複資料刪除 1 Yes
叢集共用磁碟區 (CSV) 支援 23 Yes
連接點/軟連結 Yes Yes
永久連結 4 Yes
容錯移轉叢集支援 Yes Yes
存取控制清單 Yes Yes
USN 日誌 Yes Yes
變更通知 Yes Yes
連接點 Yes Yes
掛接點 Yes Yes
重新剖析點 Yes Yes
磁碟區快照 Yes Yes
檔案識別碼 Yes Yes
Oplock Yes Yes
疏鬆檔案 Yes Yes
具名資料流 Yes Yes
精簡佈建 5 Yes
修剪/取消對應 5 Yes
分頁檔支援 6 Yes
  1. Windows Server 1709 版和更新版本、Windows Server 2019 (1809) LTSC 或更新版本上提供。
  2. Windows Server 2012 R2 和更新版本上提供。
  3. CSV 將不會搭配使用直接 I/O 與儲存空間、儲存空間直接存取 (S2D) 或 SAN。
  4. Windows 10 Enterprise Insider Preview 組建 19536 和更新版本所格式化的 ReFS 3.5 版。 只會針對「新格式化磁碟區」新增永久連結支援。 無法在已從舊版本升級的磁碟區上使用永久連結
  5. 僅限儲存空間。
  6. ReFS 3.7 和更新版本上提供。

ReFS 僅提供下列功能:

功能 ReFS NTFS
區塊複製 No
疏鬆 VDL No
鏡像加速同位 是 (在儲存空間直接存取上) No
檔案層級快照 1 No
  1. Windows Server 2022 和更新版本上提供。

目前在 ReFS 中無法使用下列功能:

功能 ReFS NTFS
檔案系統壓縮 No Yes
檔案系統加密 No Yes
交易 No Yes
物件識別碼 No Yes
卸載的資料傳輸 (ODX) No Yes
簡短名稱 No Yes
擴充屬性 No Yes
磁碟配額 No Yes
可開機 No Yes
抽取式媒體上支援 No Yes

其他參考