Wat is het ReFS-bestandssysteem: voordelen en beste praktijken

Windows Server 2019 biedt veel spannende voordelen over de hele linie. Echter, bij het denken aan opslagfuncties met deze release en, nog belangrijker, hoe ze van invloed zijn op back-ups, is een functie waar we nader naar willen kijken het Windows Server 2019 ReFS-bestandssysteemversie 3.4. Het biedt enorme verbeteringen ten opzichte van eerdere bestandssystemen in bepaalde gebruiksscenario’s en ook ten opzichte van voorgaande versies van ReFS die te vinden zijn in Windows Server 2012 en 2016.

Wat Is het ReFS-bestandssysteem?

Het ReFS-bestandssysteem, wat staat voor Resilient File System, is het nieuwste bestandssysteem ontwikkeld door Microsoft, waarvan de eerste versie werd uitgebracht met Windows Server 2012. Het dankt zijn naam aan de veerkrachtigheidskenmerken in dit bestandssysteem. Naast veerkrachtigheid is het Microsoft-bestandssysteem ontworpen met als doel de beschikbaarheid, schaalbaarheid en integriteit te maximaliseren. U kunt volumes maken met dit bestandssysteem in Windows Server 2019 en Windows 10 Pro voor Workstations.

Beheerders hoeven zich niet langer zorgen te maken over het uitvoeren van het chkdsk hulpprogramma, dat fouten in het bestandssysteem detecteert. Dit komt mede doordat ReFS de mogelijkheid heeft om online controles van de gezondheid van het bestandssysteem in realtime uit te voeren.

ReFS gebruikt checksums waarmee het elke vorm van gegevenscorruptie kan detecteren en snel kan herstellen van die corruptie. Sterker nog, als je naar een ReFS-geformatteerd volume kijkt en Hulpprogramma’s > Controleren op het volume uitvoert, ontvang je de melding: Je hoeft dit station niet te controleren. Het ReFS-bestandssysteem hoeft niet te worden gecontroleerd.

Voordelen van Windows Server 2019 ReFS

Twee van de gebruiksscenario’s waarin ReFS echt uitblinkt zijn virtualisatie en gebruik door moderne back-upoplossingen. Enkele van de voordelen van het ReFS-bestandssysteem van Windows Server 2019 zijn:

• ReFS maakt gebruik van B+ trees in de bestandsstructuur. B+ tree is zeer efficiënt in het opslaan van gegevens, omdat er een zeer hoge fanout is van kindknopen in de structuur. Door pointers te gebruiken, kan de B+ tree het aantal I/O-bewerkingen verminderen dat nodig is om een element in de boom op te halen.

• De maximale volumesize voor ReFS is 1 yottabyte of 1 biljoen terabytes!

• Bestandsmetadata wordt periodiek gecontroleerd door gegevens te lezen en checksumbewerkingen uit te voeren. Deze nieuwe controlefunctie is een andere manier om bestandsbestendigheid te waarborgen.

• Bestandsintegriteitsstromen bieden extra checksums voor bestandsgegevens.

Opmerking: Met de toegevoegde veerkrachtvoordelen is ReFS het aanbevolen bestandssysteem voor de locaties van Exchange Server 2019-databases/logboeken.

• Windows Server 2019 ReFS bevat de block cloning-technologie. Hiermee kunnen verwijzingen naar blokken worden gemaakt die anders verplaatst zouden moeten worden.
• Kopiëren bij schrijven is een mechanisme dat door ReFS wordt gebruikt om integriteit te waarborgen bij het schrijven van gegevens en om gegevenscorruptie te voorkomen in geval van stroomuitval. Een veerkrachtig bestandssysteem maakt een kopie van metadata naar nieuwe blokken wanneer de metadata wordt bewerkt (in plaats van de bestaande metadata te overschrijven) en koppelt de laatste kopie van metadata aan een overeenkomstig bestand na het schrijven van gegevens naar de schijf. We bekijken dit hieronder gedetailleerder. Echter, als het gaat om back-ups, verhoogt blokklonen in ReFS aanzienlijk de prestaties van back-upoplossingen die gebruik maken van blokkloon-technologie. Synthetische volledige back-ups zouden niet langer gegevens hoeven te verplaatsen, maar kunnen in plaats daarvan gebruik maken van verwijzingen naar bestaande blokken voor de synthetische bewerkingen.

• Sparse VDL. Sparse VDL of geldige gegevenslengte stelt ReFS in staat om bestanden zeer snel leeg te maken. Bij het maken van een vaste grootte VHD-schijf in Hyper-V, kon de operatie enkele minuten duren om de schijfgrootte toe te wijzen. Met sparse VDL kan ReFS echter snel de Hyper-V schijfbestanden leegmaken. Het kost nu seconden om een grote vaste-grootte schijf te maken op een ReFS-volume.

Het maken van de standaard grootte 127-GB vaste-grootte schijf in een Hyper-V-cluster met een ReFS-geclusterd gedeeld volume, zoals hieronder weergegeven, kostte seconden. Deze operatie zou enkele minuten hebben geduurd op een traditioneel NTFS-geformatteerd volume. De tijd om vaste-grootte schijven te maken is in dit geval verminderd.

Gebruiksscenario’s voor back-uptechnologie

Gebruik van ReFS block cloning in moderne back-up oplossingen kan geweldige resultaten opleveren. Veel back-up oplossingen die virtuele omgevingen back-uppen, maken gebruik van een proces genaamd synthetische volledige back-ups. Voordat we een synthetische volledige back-up definiëren, laten we een traditionele volledige back-up overwegen.

Bij een traditionele actieve volledige back-up van een virtuele machine wordt alle benodigde data voor de volledige back-up verkregen vanuit de productie-VMware- of Hyper-V-virtuele machine zelf. Bij het doen daarvan worden in feite zowel het productienetwerk als de opslag gebruikt om die volledige back-up te maken.

Met synthetische back-ups wordt de data voor de volledige back-up gesynthetiseerd uit back-upgegevens die al in het back-uprepository aanwezig zijn. Nieuwe volledige back-ups worden gesynthetiseerd en de back-upketen wordt voortgezet. Block cloning-technologie met Windows Server 2019 ReFS kan het proces waarin legacy back-up oplossingen back-ups synthetiseren aanzienlijk versnellen vanwege de verplaatsing van pointers in plaats van de blokken zelf.

Met moderne back-up oplossingen zoals NAKIVO Backup & Replication is dit echter niet vereist. VM-back-ups worden opgeslagen in de volledig synthetische modus. Elke herstelpunt is op de hoogte van de blokken die nodig zijn om een virtuele machine volledig te herstellen. Dit betekent dat er geen noodzaak is om de transformatie van back-upbestanden uit te voeren of volledige back-ups opnieuw te maken met behulp van het synthetische proces.

Best Practices voor Windows Server 2019 ReFSHoewel ReFS zeker een opmerkelijk bestandssysteem is dat veel verbeteringen met zich meebrengt, zijn er gevallen waarin we geen ReFS gebruiken? Ja, er zijn enkele nadelen van ReFS. Hieronder volgen een paar punten om op te merken:

ReFS kan niet worden gebruikt voor de systeemschijf/opstartschijf van het Windows-besturingssysteem. Sterker nog, u ziet geen optie om uw opstartschijf te formatteren met ReFS tijdens de Windows-installatie, aangezien NTFS nog steeds de voorkeur heeft voor het besturingssysteem.

• ReFS ondersteunt Windows Data Deduplication vanaf Windows Server 2019 1809 LTSC. Als u een oudere versie gebruikt en als u deduplicatie wilt gebruiken voor een Windows-volume met behulp van de native Windows-deduplicatiefunctie, moet u bij NTFS blijven.

• ReFS ondersteunt geen versleuteling op bestandsniveau. U kunt BitLocker-versleuteling gebruiken met ReFS. Dit is echter een versleutelingstechnologie op volumeniveau. Als u op bestands-/mapniveau wilt versleutelen, moet u NTFS gebruiken.

• Disk Quotas worden niet ondersteund met Microsoft ReFS.
• ReFS ondersteunt geen korte 8.3 (DOS-compatibele) bestandsnamen zoals progra~1.txt die worden ondersteund in NTFS voor compatibiliteit.

• ReFS verbruikt meer systeembronnen voor de werking. Een groter ReFS-array verbruikt meer RAM, CPU-bronnen en schijf-invoer-/uitvoeroperaties per seconde (IOPS).

• Het wordt niet aanbevolen om toepassingen te installeren op ReFS-volumes. ReFS ondersteunt geen harde koppelingen (tot ReFS v.3.5).

• Om optimaal gebruik te maken van Microsoft ReFS, wordt aanbevolen om dit serverbestandssysteem te gebruiken in de volgende scenario’s:

Het bouwen van een bestandsserver met ondersteuning voor extra grote volumegrootte en bestandsgrootte.

• Het maken van volumes om Hyper-V virtuele machines op te slaan.Kies voor ReFS op Windows-servers in plaats van op Windows-werkstations.

• Het creëren van volumes om Hyper-V virtuele machines op te slaan.

• Kies voor ReFS op Windows servers in plaats van op Windows werkstations.

• ReFS wordt voorgesteld als u Storage Spaces en Storage Space Direct op uw server gebruikt.

Opmerking: Storage Spaces is een functie die u toestaat om een virtueel volume te creëren door meerdere fysieke schijven op één computer te gebruiken. Storage Spaces ondersteunt mirroring zoals RAID 1.

Gedachten

De functies die zijn opgenomen in Windows Server 2019 ReFS profiteren in sterke mate van omgevingen met betere betrouwbaarheid, schaalbaarheid en prestatieverbeteringen. Nu weet u de voordelen van ReFS, de beperkingen en wanneer u deze bestandssysteem niet zou moeten gebruiken. De versie 3.4 van ReFS heeft voordelen op sommige aspecten, maar is geen directe vervanging voor NTFS. U kunt Hyper-V VMs opslaan op ReFS volumes om betere resultaten te krijgen, maar vergeet niet over Hyper-V back-ups.

Download de Free Edition van NAKIVO Backup & Replication om uw Hyper-V omgeving te beschermen. De NAKIVO oplossing ondersteunt synthetische back-ups met versleuteling en compressie. Door het gebruik van het ReFS bestandssysteem volgens de beste praktijken en de NAKIVO oplossing kunt u de beste resultaten bereiken.