Was ist das ReFS-Dateisystem: Vorteile und bewährte Verfahren

Windows Server 2019 bietet eine Vielzahl aufregender Vorteile in allen Bereichen. Wenn es jedoch um Speicherfunktionen in dieser Version geht und insbesondere darum, wie sie sich auf Backups auswirken, möchten wir uns einen bestimmten Aspekt genauer ansehen: das Windows Server 2019 ReFS-Dateisystem in der Version 3.4. Es bietet enorme Verbesserungen gegenüber früheren Dateisystemen in bestimmten Anwendungsfällen sowie Vorgängerversionen von ReFS, die in Windows Server 2012 und 2016 zu finden sind.

Was ist das ReFS-Dateisystem?

Das ReFS-Dateisystem, das für resilientes Dateisystem steht, ist das neueste von Microsoft entwickelte Dateisystem, dessen erste Version mit Windows Server 2012 veröffentlicht wurde. Es verdankt seinen Namen den Robustheitsmerkmalen dieses Dateisystems. Neben der Robustheit ist das Microsoft-Dateisystem darauf ausgelegt, die Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Integrität zu maximieren. Sie können Volumes mit diesem Dateisystem in Windows Server 2019 und Windows 10 Pro for Workstations erstellen.

Administratoren müssen sich nicht mehr um die Ausführung des chkdsk-Dienstprogramms kümmern, das Fehler im Dateisystem erkennt. Dies liegt zum Teil daran, dass ReFS die Möglichkeit bietet, Echtzeitüberprüfungen der Dateisystemintegrität durchzuführen.

ReFS verwendet Prüfsummen, die es ihm ermöglichen, Datenkorruption zu erkennen und sich schnell davon zu erholen. Tatsächlich erhalten Sie, wenn Sie ein mit ReFS formatiertes Volume betrachten und Tools > Überprüfen auf dem Volume ausführen, die Meldung: Sie müssen dieses Laufwerk nicht überprüfen. Das ReFS-Dateisystem muss nicht überprüft werden.

Vorteile von Windows Server 2019 ReFS

Zwei der Anwendungsfälle, in denen ReFS wirklich glänzt, sind im Bereich der Virtualisierung und der Verwendung durch moderne Backup-Lösungen. Einige der wichtigsten Vorteile des Windows Server 2019 ReFS-Dateisystems sind:

• ReFS nutzt B+ Bäume in der Dateistruktur. B+ Baum ist sehr effizient beim Speichern von Daten, da es eine sehr hohe Ausbreitung von Kindknoten in der Struktur gibt. Durch die Verwendung von Zeigern kann der B+ Baum die Anzahl der Ein- und Ausgabeoperationen reduzieren, um ein Element im Baum abzurufen.

• Die maximale Volumengröße für ReFS beträgt 1 Yottabyte oder 1 Billion Terabyte!

• Dateimetadaten werden periodisch durch Lesen und Durchführen von Prüfsummenoperationen auf den Daten geprüft. Dieser neue Prüfer ist ein weiterer Mechanismus, um die Dateizuverlässigkeit sicherzustellen.

• Dateiintegritätsströme bieten zusätzliche Dateidatenprüfsummen.

Hinweis: Mit den zusätzlichen Zuverlässigkeitsvorteilen wird ReFS als das empfohlene Dateisystem für Exchange Server 2019-Datenbank-/Logdateienstandorte empfohlen.

• Windows Server 2019 ReFS umfasst die Blockklontechnologie. Dies ermöglicht Verweise auf Blöcke, die sonst verschoben werden müssten.
• Copy on write ist ein Mechanismus, den ReFS verwendet, um die Integrität beim Schreiben von Daten zu gewährleisten und Datenbeschädigungen im Falle eines Stromausfalls zu vermeiden. Ein belastbares Dateisystem erstellt eine Kopie der Metadaten in neuen Blöcken beim Bearbeiten der Metadaten (anstatt die vorhandenen Metadaten zu überschreiben) und verknüpft die neueste Kopie der Metadaten nach dem Schreiben von Daten auf die Festplatte mit einer entsprechenden Datei. Wir betrachten dies unten genauer. Wenn es jedoch um Backups geht, erhöht das Blockklonen in ReFS erheblich die Leistung von Backup-Lösungen, die die Blockklontechnologie nutzen. Synthetische Vollbackups müssten keine Daten mehr verschieben, sondern könnten stattdessen Zeiger auf vorhandene Blöcke für den synthetischen Betrieb verwenden.

• Spärliche VDL. Spärliche VDL oder gültige Datenlänge ermöglicht es ReFS, Dateien sehr schnell zu nullen. Wenn Sie eine VHD-Festplatten mit fester Größe in Hyper-V erstellen, könnte der Vorgang Minuten dauern, um die Festplattengröße zuzuweisen. Mit spärlichen VDL kann ReFS jedoch die Hyper-V-Datendateien schnell nullen. Es dauert jetzt Sekunden, um eine große Festplatten mit fester Größe auf einem ReFS-Volume zu erstellen.

Das Erstellen der standardmäßigen Größe einer 127-GB-Festplatten mit fester Größe in einem Hyper-V-Cluster mit einem freigegebenen ReFS-Cluster-Volume, wie unten gezeigt, dauerte Sekunden. Dieser Vorgang hätte auf einem traditionell formatierten NTFS-Volume Minuten gedauert. Die Zeit zur Erstellung von Festplatten mit fester Größe wird in diesem Fall reduziert.

Verwendungszwecke von Backup-Technologie

Die Nutzung von ReFS-Blockklonierung in modernen Backup-Lösungen kann großartige Ergebnisse liefern. Viele Backup-Lösungen, die virtuelle Umgebungen sichern, verwenden einen Prozess namens synthetische Vollbackups. Bevor wir ein synthetisches Vollbackup definieren, sollten wir ein traditionelles Vollbackup betrachten.

Bei einem traditionellen aktiven Vollbackup einer virtuellen Maschine werden alle benötigten Daten für das Vollbackup aus der Produktions-VMware- oder Hyper-V-Umgebung selbst abgerufen. Dabei werden im Wesentlichen sowohl das Produktionsnetzwerk als auch der Speicher verwendet, um dieses Vollbackup zu erstellen.

Mit synthetischen Backups wird die Daten für das Vollbackup aus Backup-Daten synthetisiert, die bereits im Backup-Repository vorhanden sind. Neue Vollbackups werden synthetisiert, und die Backup-Kette wird vorangetrieben. Die Blockklonierungstechnologie mit Windows Server 2019 ReFS kann den Prozess, mit dem Legacy-Backup-Lösungen Backups synthetisieren können, aufgrund der Verschiebung von Zeigern anstelle der Blöcke selbst, erheblich beschleunigen.

Bei modernen Backup-Lösungen wie NAKIVO Backup & Replication ist dies jedoch nicht erforderlich. VM-Backups werden im vollständig synthetischen Modus gespeichert. Jeder Wiederherstellungspunkt ist sich der Blöcke bewusst, die benötigt werden, um eine virtuelle Maschine vollständig wiederherzustellen. Dies bedeutet, dass es nicht erforderlich ist, die Transformation von Backup-Dateien durchzuführen oder Vollbackups mithilfe des synthetischen Prozesses neu zu erstellen.

Best Practices für Windows Server 2019 ReFSAuch wenn ReFS sicherlich ein bemerkenswertes Dateisystem ist, das viele Verbesserungen mit sich bringt, gibt es Anwendungsfälle, in denen wir ReFS nicht verwenden. Ja, es gibt einige Nachteile von ReFS. Hier sind einige Bereiche, die zu beachten sind:

ReFS kann nicht für das Systemlaufwerk/Bootlaufwerk des Windows-Betriebssystems verwendet werden. Tatsächlich sehen Sie während der Windows-Installation keine Option zum Formatieren Ihres Bootlaufwerks mit ReFS, da NTFS immer noch der Weg ist, den das Betriebssystem geht.

• ReFS unterstützt die Windows-Datenoptimierung ab Windows Server 2019 1809 LTSC. Wenn Sie eine ältere Version verwenden und die Datenoptimierung für ein Windows-Volume mit der nativen Windows-Datenoptimierungsfunktion nutzen möchten, müssen Sie bei NTFS bleiben.

• ReFS unterstützt keine Dateiverschlüsselung auf Dateiebene. Sie können jedoch die BitLocker-Verschlüsselung mit ReFS verwenden. Dies ist jedoch eine Verschlüsselungstechnologie auf Volumenebene. Wenn Sie auf Datei-/Ordner-Ebene verschlüsseln möchten, müssen Sie NTFS verwenden.

• Disk-Quoten werden mit Microsoft ReFS nicht unterstützt.
• ReFS unterstützt keine kurzen 8.3 (DOS-kompatiblen) Dateinamen wie progra~1.txt, die in NTFS für die Kompatibilität unterstützt werden.

• ReFS verbraucht mehr Systemressourcen für den Betrieb. Ein größeres ReFS-Array verbraucht mehr RAM, CPU-Ressourcen und Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS).

• Es wird nicht empfohlen, Anwendungen auf ReFS-Volumes zu installieren. ReFS unterstützt keine Hardlinks (bis ReFS v.3.5).

• Um von Microsoft ReFS zu profitieren, wird empfohlen, dieses Serverdateisystem in den folgenden Szenarien zu verwenden:

Erstellung eines Dateiservers mit Unterstützung für extra große Volumen- und Dateigrößen.

• Erstellung von Volumes zur Speicherung von Hyper-V-Virtualisierungsmaschinen.Entscheiden Sie sich auf Windows-Servern für ReFS, nicht auf Windows-Arbeitsstationen.

• Erstellen von Volumes zur Speicherung von Hyper-V-Virtuellen Maschinen.

• Wählen Sie ReFS auf Windows-Servern anstelle von Windows-Arbeitsstationen.

• ReFS wird bevorzugt, wenn Sie Storage Spaces und Storage Space Direct auf Ihrem Server verwenden.

Hinweis: Storage Spaces ist eine Funktion, die es Ihnen ermöglicht, einen virtuellen Volume durch Verwendung mehrerer physischer Laufwerke auf einem Computer zu erstellen. Storage Spaces unterstützt das Spiegeln wie RAID1.

Gedanken

Die in Windows Server2019 ReFS enthaltenen Funktionen profitieren in hohem Maße Umgebungen mit Ausfallsicherheit, Skalierbarkeit und Leistungsverbesserungen. Nun kennen Sie die Vorteile von ReFS, die Einschränkungen und wann Sie dieses Dateisystem nicht verwenden sollten. Die Version3.4 von ReFS hat Vorteile in einigen Aspekten, ist jedoch kein direkter Ersatz für NTFS. Sie können Hyper-V-VMs auf ReFS-Volumes speichern, um bessere Ergebnisse zu erzielen, aber vergessen Sie nicht die Hyper-V-Backups.

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