Что такое файловая система ReFS: преимущества и лучшие практики

Windows Server 2019 предлагает множество захватывающих преимуществ во всех областях. Однако, когда мы думаем о функциях хранения в этом выпуске и, что более важно, о том, как они влияют на резервные копии, одна функция, на которую мы хотим более пристально посмотреть, это файловая система ReFS версии 3.4 для Windows Server 2019. Она предлагает огромные улучшения по сравнению с предыдущими файловыми системами в некоторых случаях использования, а также с предыдущими версиями ReFS, найденными в Windows Server 2012 и 2016.

Что такое файловая система ReFS?

Файловая система ReFS, что означает устойчивую файловую систему, является новейшей файловой системой, разработанной Microsoft, с первой версией, выпущенной с Windows Server 2012. Она получила свое название из-за функций устойчивости в этой файловой системе. Помимо устойчивости, файловая система Microsoft разработана с целью максимизации доступности, масштабируемости и целостности. Вы можете создавать тома с этой файловой системой в Windows Server 2019 и Windows 10 Pro для рабочих станций.

Администраторам больше не нужно беспокоиться о запуске утилиты chkdsk, которая обнаруживает ошибки в файловой системе. Это происходит в частности из-за того, что ReFS имеет возможность выполнять онлайн-проверки состояния файловой системы в реальном времени.

ReFS использует контрольные суммы, которые позволяют ему обнаруживать любое повреждение данных и быстро восстанавливаться от этого повреждения. Фактически, если вы посмотрите на том с форматированием ReFS и выполните Инструменты > Проверить на томе, вы получите сообщение: Вам не нужно проверять этот диск. Файловая система ReFS не требует проверки.

Преимущества Windows Server 2019 ReFS

Два из сценариев использования, где ReFS действительно выделяется, – это области виртуализации и использование современными решениями для резервного копирования. Некоторые из основных преимуществ файловой системы ReFS Windows Server 2019:

• ReFS использует деревья B+ в структуре файла. Дерево B+ очень эффективно хранит данные, поскольку в структуре имеется очень высокая ветвистость дочерних узлов. Используя указатели, дерево B+ может сократить количество операций ввода-вывода для извлечения элемента в дереве.

• Максимальный размер тома для ReFS составляет 1 иоттабайт или 1 триллион терабайт!

• Метаданные файла периодически проверяются путем чтения и выполнения операций контрольных сумм на данных. Этот новый “скурбер” – еще один механизм для обеспечения устойчивости файла.

• Потоки целостности файла предоставляют дополнительные контрольные суммы данных файла.

Примечание: с дополнительными преимуществами устойчивости, ReFS – рекомендуемая файловая система для местоположений базы данных/журнала Exchange Server 2019.

• ReFS Windows Server 2019 включает технологию блочного клонирования. Это позволяет ссылаться на блоки, которые в противном случае пришлось бы перемещать.
• Copy on write – механизм, используемый ReFS для обеспечения целостности данных при их записи и предотвращения повреждения данных в случае потери питания. Устойчивая файловая система создает копию метаданных в новых блоках при редактировании метаданных (вместо перезаписи существующих метаданных) и связывает последнюю копию метаданных с соответствующим файлом после записи данных на диск. Мы рассмотрим это подробнее ниже. Однако, когда речь идет о резервных копиях, блочное клонирование в ReFS значительно увеличивает производительность резервных решений, использующих технологию блочного клонирования. Синтетические полные резервные копии больше не будут нуждаться в перемещении данных, а вместо этого могут использовать указатели на существующие блоки для синтетической операции.

• Сжатый VDL. Сжатый VDL или длина допустимых данных позволяет ReFS очень быстро обнулять файлы. При создании диска VHD фиксированного размера в Hyper-V операция могла занимать минуты на выделение размера диска. Однако с сжатым VDL ReFS может быстро обнулить файлы диска Hyper-V. Теперь для создания большого диска фиксированного размера на томе ReFS требуется всего несколько секунд.

Создание диска фиксированного размера 127 ГБ по умолчанию в кластере Hyper-V с общим объемом кластера ReFS, показанное ниже, заняло всего несколько секунд. Эта операция заняла бы минуты на традиционном томе NTFS. В этом случае время создания дисков фиксированного размера сокращается.

Сценарии использования технологии резервного копирования

Использование клонирования блоков ReFS в современных резервных решениях может привести к отличным результатам. Многие резервные решения, резервирующие виртуальные среды, используют процесс, называемый синтетические полные резервные копии. Прежде чем мы определим синтетическую полную резервную копию, давайте рассмотрим традиционную полную резервную копию.

При традиционной активной полной резервной копии виртуальной машины все необходимые данные извлекаются для полной резервной копии непосредственно из производственной виртуальной машины VMware или Hyper-V. При этом, по сути, как сеть производства, так и хранилище используются для создания этой полной резервной копии.

С синтетическими резервными копиями данные для полной резервной копии синтезируются из данных резервного копирования, которые у вас уже есть в хранилище резервных копий. Создаются новые полные резервные копии, и цепочка резервного копирования сдвигается вперед. Технология клонирования блоков с использованием Windows Server 2019 ReFS может значительно ускорить процесс, в котором устаревшие резервные решения могут синтезировать резервные копии из-за перемещения указателей, а не самих блоков.

С современными резервными решениями, такими как NAKIVO Backup & Replication, это не требуется, однако. Резервные копии ВМ хранятся в полном синтетическом режиме. Каждая точка восстановления осведомлена о блоках, необходимых для полного восстановления виртуальной машины. Это означает, что нет необходимости запускать преобразование резервных файлов или создавать полные резервные копии с использованием синтетического процесса.

Лучшие практики по использованию ReFS в Windows Server 2019Хотя ReFS безусловно является выдающейся файловой системой, приносящей множество улучшений, есть ли случаи, когда мы не используем ReFS? Да, есть некоторые недостатки ReFS. Ниже приведены несколько областей, на которые стоит обратить внимание:

ReFS нельзя использовать для системного диска/загрузочного диска операционной системы Windows. Фактически, вы не увидите опции форматирования загрузочного диска с ReFS во время установки Windows, так как NTFS по-прежнему является предпочтительным выбором для операционной системы.

• ReFS поддерживает Дедупликацию данных Windows, начиная с Windows Server 2019 1809 LTSC. Если вы используете более старую версию и хотите использовать дедупликацию для тома Windows с помощью встроенной возможности дедупликации Windows, вам нужно придерживаться NTFS.

• ReFS не поддерживает шифрование файлов на уровне файла. Вы можете использовать шифрование BitLocker с ReFS. Однако это технология шифрования на уровне тома. Если вы хотите зашифровать файлы/папки на уровне файла, вам нужно использовать NTFS.

• Квоты диска не поддерживаются с Microsoft ReFS.
• ReFS не поддерживает короткие 8.3 (совместимые с DOS) имена файлов, такие как progra~1.txt, которые поддерживаются в NTFS для совместимости.

• ReFS потребляет больше системных ресурсов для работы. Больший массив ReFS потребляет больше оперативной памяти, ресурсов ЦП и операций ввода/вывода диска в секунду (IOPS).

• Не рекомендуется устанавливать приложения на томах ReFS. ReFS не поддерживает жесткие ссылки (до версии ReFS v.3.5).

• Чтобы воспользоваться преимуществами Microsoft ReFS, рекомендуется использовать эту файловую систему сервера в следующих сценариях:

Создание файлового сервера с поддержкой очень большого размера тома и размера файла.

• Создание томов для хранения виртуальных машин Hyper-V.Выберите ReFS на серверах Windows, а не на рабочих станциях Windows.

• Создание томов для хранения виртуальных машин Hyper-V.

• Выбирайте ReFS на серверах Windows, а не на рабочих станциях Windows.

• ReFS предпочтителен, если вы используете Storage Spaces и Storage Space Direct на своем сервере.

Примечание: Storage Spaces – это функция, которая позволяет создать виртуальный том с использованием нескольких физических дисков на одном компьютере. Storage Spaces поддерживает зеркалирование, как RAID 1.

Мысли

Возможности, включенные в ReFS Windows Server 2019, значительно выгодны для сред с устойчивостью, масштабируемостью и улучшениями производительности. Теперь вы знаете преимущества ReFS, ограничения и когда не следует использовать эту файловую систему. Версия 3.4 ReFS имеет преимущества в некоторых аспектах, но не является прямой заменой для NTFS. Вы можете хранить виртуальные машины Hyper-V на томах ReFS для получения лучших результатов, но не забывайте о резервных копиях Hyper-V.

Скачайте бесплатную версию NAKIVO Backup & Replication для защиты вашей среды Hyper-V. Решение NAKIVO поддерживает синтетическую резервную копию с шифрованием и сжатием. Использование файловой системы ReFS, следуя лучшим практикам и решение NAKIVO, позволяет достичь наилучших результатов.