O Que é o Sistema de Arquivos ReFS: Benefícios e Melhores Práticas

O Windows Server 2019 oferece muitos benefícios emocionantes em todos os aspectos. No entanto, ao pensar sobre os recursos de armazenamento com esta versão e, mais importante, como eles afetam os backups, um recurso que queremos examinar mais de perto é o sistema de arquivos ReFS do Windows Server 2019 versão 3.4. Ele oferece grandes melhorias em relação aos sistemas de arquivos anteriores em determinados casos de uso, bem como às versões anteriores do ReFS encontradas no Windows Server 2012 e 2016.

O que é o Sistema de Arquivos ReFS?

O sistema de arquivos ReFS, que significa Sistema de Arquivos Resistente, é o mais novo sistema de arquivos desenvolvido pela Microsoft, com a primeira versão lançada com o Windows Server 2012. Ele recebe seu nome dos recursos de resistência neste sistema de arquivos. Além da resistência, o sistema de arquivos da Microsoft é projetado com os objetivos de maximizar disponibilidade, escalabilidade e integridade. Você pode criar volumes com este sistema de arquivos no Windows Server 2019 e no Windows 10 Pro para Estações de Trabalho.

Os administradores não precisam mais se preocupar em executar a utilidade chkdsk, que detecta erros no sistema de arquivos. Isso se deve em parte ao ReFS ter a capacidade de realizar verificações online da saúde do sistema de arquivos em tempo real.

O ReFS usa checksums que permitem detectar qualquer corrupção de dados e se recuperar dessa corrupção rapidamente. Na verdade, se você olhar para um volume formatado com ReFS e executar Ferramentas > Verificar no volume, você recebe a mensagem: Você não precisa verificar este disco. O sistema de arquivos ReFS não precisa ser verificado.

Benefícios do Windows Server 2019 ReFS

Dois dos casos de uso em que o ReFS realmente se destaca estão nas áreas de virtualização e uso por soluções modernas de backup. Alguns dos benefícios de alto nível do sistema de arquivos ReFS do Windows Server 2019 são:

• O ReFS aproveita as árvores B+ na estrutura de arquivos. A árvore B+ é muito eficiente no armazenamento de dados, pois há um número muito alto de nós filhos na estrutura. Ao usar ponteiros, a árvore B+ pode reduzir a quantidade de operações de E/S para recuperar um elemento na árvore.

• O tamanho máximo de volume para o ReFS é de 1 yottabyte ou 1 trilhão de terabytes!

• Os metadados de arquivo são periodicamente limpos lendo e realizando operações de checksum nos dados. Este novo limpador é outro mecanismo para garantir a resiliência do arquivo.

• Fluxos de integridade de arquivo fornecem checksums adicionais de dados de arquivo.

Observação: Com os benefícios adicionados de resiliência, o ReFS é o sistema de arquivos recomendado para locais de banco de dados/registo do Exchange Server 2019.

• O ReFS do Windows Server 2019 inclui a tecnologia de clonagem de bloco . Isso permite referências de ponteiro a blocos que, de outra forma, teriam que ser movidos ao redor.
• O Copy on write é um mecanismo usado pelo ReFS para garantir a integridade ao escrever dados e evitar a corrupção de dados em caso de falta de energia. Um sistema de arquivos resiliente cria uma cópia de metadados para novos blocos ao editar os metadados (em vez de sobrescrever os metadados existentes) e vincula a cópia mais recente de metadados a um arquivo correspondente após escrever dados no disco. Vamos analisar isso com mais detalhes abaixo. No entanto, quando se trata de backups, a clonagem de blocos no ReFS aumenta muito o desempenho das soluções de backup que aproveitam a tecnologia de clonagem de blocos. Backups completos sintéticos não precisariam mais mover dados, mas sim podem utilizar ponteiros para blocos existentes para a operação sintética.

• Sparse VDL. Sparse VDL ou comprimento de dados válido permite que o ReFS zere rapidamente arquivos. Ao criar um disco VHD de tamanho fixo no Hyper-V, a operação poderia levar minutos para ser concluída para alocar o tamanho do disco. No entanto, com Sparse VDL, o ReFS pode zerar rapidamente os arquivos de disco do Hyper-V. Agora, leva segundos para criar um grande disco de tamanho fixo em um volume ReFS.

A criação do disco de tamanho fixo padrão de 127 GB em um cluster Hyper-V com um volume compartilhado clusterizado do ReFS, mostrado abaixo, levou segundos. Essa operação teria levado minutos em um volume formatado em NTFS tradicional. O tempo para criar discos de tamanho fixo é reduzido neste caso.

Casos de Uso de Tecnologia de Backup

Utilizando a clonagem de blocos ReFS em soluções de backup modernas pode proporcionar excelentes resultados. Muitas soluções de backup que fazem backup de ambientes virtuais utilizam um processo chamado backups completos sintéticos. Antes de definirmos um backup completo sintético, vamos considerar um backup completo tradicional.

Com um backup completo tradicional ativo de uma máquina virtual, todos os dados necessários são recuperados para o backup completo da própria máquina virtual de produção VMware ou Hyper-V. Ao fazer isso, essencialmente tanto a rede de produção quanto o armazenamento são usados para criar esse backup completo.

Com backups sintéticos, os dados para o backup completo são sintetizados a partir dos dados de backup que você já tem no repositório de backup. Novos backups completos são sintetizados, e a cadeia de backup é movida para frente. A tecnologia de clonagem de blocos com o ReFS do Windows Server 2019 pode acelerar significativamente o processo no qual as soluções de backup legadas podem sintetizar backups devido ao movimento de ponteiros em vez dos próprios blocos.

Com soluções de backup modernas como o NAKIVO Backup & Replication, isso não é necessário, porém. Os backups de VM são armazenados no modo sintético completo. Cada ponto de recuperação está ciente dos blocos necessários para recuperar totalmente uma máquina virtual. Isso significa que não há necessidade de executar a transformação de arquivos de backup ou recriar backups completos usando o processo sintético.

Práticas recomendadas do ReFS do Windows Server 2019Embora o ReFS seja certamente um sistema de arquivos notável trazendo muitas melhorias, existem casos de uso onde não utilizamos o ReFS? Sim, existem algumas desvantagens do ReFS. Abaixo estão algumas áreas a serem observadas:

O ReFS não pode ser usado para a unidade do sistema/unidade de inicialização do sistema operacional Windows. Na verdade, você não verá uma opção para formatar sua unidade de inicialização com ReFS durante a instalação do Windows, já que o NTFS ainda é a opção preferencial para o sistema operacional.

• O ReFS suporta a Dedução de Dados do Windows a partir do Windows Server 2019 1809 LTSC. Se você estiver usando uma versão mais antiga e quiser utilizar a deduplicação para um volume do Windows usando a capacidade nativa de deduplicação do Windows, você precisará ficar com o NTFS.

• O ReFS não suporta criptografia em nível de arquivo. Você pode usar a criptografia BitLocker com o ReFS. No entanto, esta é uma tecnologia de criptografia em nível de volume. Se você deseja criptografar em nível de arquivo/pasta, precisará usar o NTFS.

• As cotas de disco não são suportadas com o Microsoft ReFS.
• O ReFS não suporta nomes de arquivo curtos 8.3 (compatíveis com o DOS) como progra~1.txt, que são suportados no NTFS para compatibilidade.

• O ReFS consome mais recursos do sistema para operação. Um array ReFS maior consome mais RAM, recursos da CPU e operações de entrada/saída de disco por segundo (IOPS).

• Não é recomendado instalar aplicativos em volumes ReFS. O ReFS não suporta links rígidos (até o ReFS v.3.5).

• Para aproveitar ao máximo o Microsoft ReFS, é recomendável usar este sistema de arquivos de servidor nos seguintes cenários:

Construir um servidor de arquivos com suporte a tamanho de volume e tamanho de arquivo extra grande.

• Criar volumes para armazenar máquinas virtuais Hyper-V.Opte pelo ReFS em servidores Windows em vez de em estações de trabalho Windows.

• Criando volumes para armazenar máquinas virtuais Hyper-V.

• Opte pelo ReFS em servidores Windows em vez de em estações de trabalho Windows.

• O ReFS é preferido se você usa Espaços de Armazenamento e Espaço de Armazenamento Direto em seu servidor.

Nota: Espaços de Armazenamento é um recurso que permite criar um volume virtual usando vários discos físicos em um computador. O suporte a Espaços de Armazenamento inclui espelhamento como o RAID 1.

Pensamentos

Os recursos incluídos no ReFS do Windows Server 2019 trazem grandes benefícios a ambientes com melhorias de resiliência, escalabilidade e desempenho. Agora você conhece as vantagens do ReFS, as limitações e quando não deve usar esse sistema de arquivos. A versão 3.4 do ReFS tem vantagens em alguns aspectos, mas não é uma substituição direta para o NTFS. Você pode armazenar VMs Hyper-V em volumes ReFS para obter melhores resultados, mas não se esqueça dos backups Hyper-V.

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