Cos’è il sistema di file ReFS: vantaggi e migliori pratiche

Windows Server 2019 offre molti vantaggi eccitanti in generale. Tuttavia, quando si pensa alle funzionalità di archiviazione di questa versione e, più importantemente, come esse influenzano i backup, una funzionalità su cui vogliamo dare un’occhiata più da vicino è il sistema di file ReFS versione 3.4 di Windows Server 2019. Offre enormi miglioramenti rispetto ai precedenti sistemi di file in alcuni casi d’uso così come alle versioni precedenti di ReFS trovate in Windows Server 2012 e 2016.

Cosa è il Sistema di File ReFS?

Il sistema di file ReFS, che sta per Resilient File System, è il sistema di file più recente sviluppato da Microsoft, con la prima versione rilasciata con Windows Server 2012. Prende il nome dalle caratteristiche di resilienza presenti in questo sistema di file. Oltre alla resilienza, il sistema di file Microsoft è progettato con l’obiettivo di massimizzare la disponibilità, la scalabilità e l’integrità. È possibile creare volumi con questo sistema di file in Windows Server 2019 e Windows 10 Pro per Workstations.

Gli amministratori non devono più preoccuparsi di eseguire l’utilità chkdsk, che rileva gli errori nel sistema di file. Questo è in parte dovuto al fatto che ReFS ha la capacità di eseguire controlli online sulla salute del sistema di file in tempo reale.

ReFS utilizza checksum che gli permettono di rilevare eventuali corruzioni dei dati e recuperare rapidamente da tali corruzioni. Infatti, se si guarda a un volume formattato ReFS ed esegue Strumenti > Verifica sul volume, si riceve il messaggio: Non è necessario controllare questo disco. Il sistema di file ReFS non ha bisogno di essere controllato.

Vantaggi di Windows Server 2019 ReFS

Due dei casi d’uso in cui ReFS brilla davvero sono nelle aree della virtualizzazione e dell’uso da parte delle moderne soluzioni di backup. Alcuni dei vantaggi di alto livello del sistema di file ReFS di Windows Server 2019 sono:

• ReFS sfrutta gli alberi B+ nella struttura del file. L’albero B+ è molto efficiente nello stoccaggio dei dati poiché c’è un numero molto alto di nodi figli nella struttura. Utilizzando puntatori, l’albero B+ può ridurre il numero di operazioni di I/O per recuperare un elemento nell’albero.

• La dimensione massima del volume per ReFS è di 1 yottabyte o 1 trilione di terabyte!

• I metadati del file vengono periodicamente puliti leggendo e eseguendo operazioni di checksum sui dati. Questo nuovo scrubber è un altro meccanismo per garantire la resilienza dei file.

• Le stringhe di integrità del file forniscono ulteriori checksum dei dati del file.

Nota: Con i vantaggi aggiunti di resilienza, ReFS è il sistema di file consigliato per le posizioni dei database/log di Exchange Server 2019.

• Windows Server 2019 ReFS include la tecnologia clonazione a blocchi. Questo consente riferimenti a blocchi che altrimenti dovrebbero essere spostati.
• Copia su scrittura è un meccanismo utilizzato da ReFS per garantire l’integrità durante la scrittura dei dati e per evitare la corruzione dei dati in caso di perdita di alimentazione. Un file system resiliente crea una copia dei metadati su nuovi blocchi durante la modifica dei metadati (anziché sovrascrivere i metadati esistenti) e collega la copia più recente dei metadati a un file corrispondente dopo aver scritto i dati sul disco. Vedremo questo in dettaglio di seguito. Tuttavia, per quanto riguarda i backup, il clonaggio di blocchi in ReFS aumenta notevolmente le prestazioni delle soluzioni di backup che sfruttano la tecnologia di clonazione di blocchi. I backup completi sintetici non avrebbero più bisogno di spostare i dati, ma potrebbero invece utilizzare puntatori ai blocchi esistenti per l’operazione sintetica.

• VDL sparso. VDL sparso o lunghezza dati valida consente a ReFS di azzerare i file molto rapidamente. Quando si crea un disco VHD di dimensioni fisse in Hyper-V, l’operazione potrebbe richiedere minuti per completare l’allocazione della dimensione del disco. Tuttavia, con VDL sparso ReFS può azzerare rapidamente i file disco Hyper-V. Ora ci vogliono secondi per creare un grande disco di dimensioni fisse su un volume ReFS.

Creare il disco di dimensioni fisse predefinito da 127 GB in un cluster Hyper-V con un volume condiviso cluster ReFS, mostrato di seguito, ha richiesto pochi secondi. Questa operazione avrebbe richiesto minuti su un volume formattato NTFS tradizionale. Il tempo per creare dischi di dimensioni fisse è ridotto in questo caso.

Casi d’uso della tecnologia di backup

Utilizzare il clonaggio a blocchi ReFS nelle moderne soluzioni di backup può produrre ottimi risultati. Molte soluzioni di backup che effettuano il backup di ambienti virtuali utilizzano un processo chiamato backup completi sintetici. Prima di definire un backup completo sintetico, consideriamo un tradizionale backup completo.

Con un tradizionale backup completo attivo di una macchina virtuale, tutti i dati necessari per il backup completo vengono recuperati dalla macchina virtuale di produzione VMware o Hyper-V stessa. Facendo ciò, essenzialmente sia la rete di produzione che lo storage vengono utilizzati per creare quel backup completo.

Con i backup sintetici, i dati per il backup completo vengono sintetizzati dai dati di backup che hai già nel repository di backup. Vengono sintetizzati nuovi backup completi e la catena di backup viene spostata avanti. La tecnologia di clonazione a blocchi con Windows Server 2019 ReFS può velocizzare notevolmente il processo con cui le soluzioni di backup legacy possono sintetizzare i backup grazie allo spostamento dei puntatori anziché dei blocchi stessi.

Con moderne soluzioni di backup come NAKIVO Backup & Replication, questo non è richiesto, però. I backup delle macchine virtuali sono memorizzati nella modalità sintetica completa. Ogni punto di ripristino è consapevole dei blocchi necessari per ripristinare completamente una macchina virtuale. Ciò significa che non c’è bisogno di eseguire la trasformazione dei file di backup o ricreare backup completi utilizzando il processo sintetico.

Pratiche consigliate per ReFS su Windows Server 2019Pur essendo ReFS sicuramente un notevole sistema di file che porta molti miglioramenti, ci sono casi d’uso in cui non utilizziamo ReFS? Sì, ci sono alcuni svantaggi di ReFS. Di seguito sono riportate alcune aree da notare:

ReFS non può essere utilizzato per l’unità di sistema/avvio del sistema operativo Windows. Infatti, durante l’installazione di Windows non si vede un’opzione per formattare l’unità di avvio con ReFS, poiché NTFS è ancora la scelta migliore per il sistema operativo.

• ReFS supporta la Deduplicazione dati di Windows a partire da Windows Server 2019 1809 LTSC. Se si utilizza una versione più vecchia e si desidera utilizzare la deduplicazione per un volume Windows utilizzando la capacità di deduplicazione nativa di Windows, è necessario attenersi a NTFS.

• ReFS non supporta la crittografia a livello di file. È possibile utilizzare la crittografia BitLocker con ReFS. Tuttavia, questa è una tecnologia di crittografia a livello di volume. Se si desidera crittografare a livello di file/cartella, è necessario utilizzare NTFS.

• Le quote disco non sono supportate con Microsoft ReFS.
• ReFS non supporta nomi file brevi 8.3 (compatibili con DOS) come progra~1.txt che sono supportati in NTFS per la compatibilità.

• ReFS consuma più risorse di sistema per il funzionamento. Un array ReFS più grande consuma più RAM, risorse CPU e operazioni di input/output disco al secondo (IOPS).

• Non è consigliabile installare applicazioni sui volumi ReFS. ReFS non supporta i collegamenti rigidi (fino a ReFS v.3.5).

• Per sfruttare al meglio Microsoft ReFS, è consigliabile utilizzare questo sistema file server nei seguenti scenari:

Costruzione di un server file con supporto di dimensioni di volume e dimensioni di file extra-large.

• Creazione di volumi per memorizzare macchine virtuali Hyper-V.Optare per ReFS su server Windows piuttosto che su workstation Windows.

• Creare volumi per memorizzare macchine virtuali Hyper-V.

• Scegliere ReFS su server Windows invece che su workstation Windows.

• ReFS è preferibile se si utilizzano Storage Spaces e Storage Space Direct sul proprio server.

Nota: Storage Spaces è una funzionalità che consente di creare un volume virtuale utilizzando più dischi fisici su un singolo computer. Storage Spaces supporta la replicazione come RAID 1.

Pensieri

Le funzionalità incluse in Windows Server 2019 ReFS offrono grandi vantaggi per ambienti con miglioramenti di resilienza, scalabilità e prestazioni. Ora si conoscono i vantaggi di ReFS, le limitazioni e quando non si dovrebbe utilizzare questo file system. La versione 3.4 di ReFS ha vantaggi in alcuni aspetti ma non è una sostituzione diretta per NTFS. È possibile memorizzare macchine virtuali Hyper-V su volumi ReFS per ottenere risultati migliori, ma non dimenticare i backup Hyper-V.

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