什么是ReFS文件系统：好处和最佳实践

Windows Server 2019 在各个方面都提供了许多令人兴奋的好处。然而，在考虑到此版本的存储特性以及它们对备份的影响时，我们想要仔细看一下的一个特性是 Windows Server 2019 的 ReFS 文件系统版本 3.4。它在某些用例中相较于先前的文件系统以及 Windows Server 2012 和 2016 中的 ReFS 前身版本上有了巨大的改进。

什么是 ReFS 文件系统？

ReFS 文件系统是微软最新开发的文件系统，全称为弹性文件系统，其第一个版本是随 Windows Server 2012 发布的。它的名称来源于该文件系统中的弹性特性。除了弹性外，微软文件系统还旨在最大程度地提高可用性、可伸缩性和完整性。您可以在 Windows Server 2019 和 Windows 10 Pro for Workstations 中使用此文件系统创建卷。

管理员再也不必担心运行 chkdsk 实用程序来检测文件系统中的错误。这部分原因是 ReFS 具有实时执行文件系统健康检查的能力。

ReFS 使用校验和，使其能够检测到任何数据损坏并迅速从中恢复。事实上，如果您查看一个 ReFS 格式化的卷并在卷上运行 工具 > 检查，您会收到以下消息：您无需检查此驱动器。ReFS 文件系统无需检查。

Windows Server 2019 ReFS 好处

ReFS真正发挥作用的两个用例是虚拟化和现代备份解决方案的使用。Windows Server 2019 ReFS文件系统的一些高级好处是：

• ReFS利用文件结构中的B+树。B+树在存储数据方面非常高效，因为结构中子节点的扇出非常高。通过使用指针，B+树可以减少检索树中元素的I/O操作的数量。

• ReFS的最大卷大小是1尧字节或1万亿TB！

• 文件元数据定期通过对数据进行读取和执行校验和操作来清理。这个新的清洁工是确保文件弹性的另一种机制。

• 文件完整性流提供额外的文件数据校验和。

注意：由于增加了弹性的好处，ReFS是推荐的Exchange Server 2019数据库/日志位置的文件系统。

• Windows Server 2019 ReFS包括块克隆技术。这允许对本应该移动的块的指针引用。
• 写时复制是 ReFS 使用的一种机制，用于在写入数据时确保完整性，避免因断电而导致数据损坏。当编辑元数据时（而不是覆盖现有的元数据）时，弹性文件系统会将元数据的副本创建到新的块中，并在将数据写入磁盘后将最新的元数据副本链接到相应的文件上。我们将在下面更详细地讨论这个问题。然而，当涉及到备份时，ReFS 中的块克隆极大地提高了利用块克隆技术的备份解决方案的性能。合成完整备份将不再需要移动数据，而是可以利用指向现有块的指针进行合成操作。

• 稀疏 VDL。稀疏 VDL 或有效数据长度使得 ReFS 能够非常快速地将文件置零。在 Hyper-V 中创建固定大小的 VHD 磁盘时，该操作可能需要几分钟来完成以分配磁盘大小。然而，有了稀疏 VDL，ReFS 可以快速地将 Hyper-V 磁盘文件置零。现在在 ReFS 卷上创建大型固定大小的磁盘只需要几秒钟。

在 ReFS 集群共享卷的 Hyper-V 集群 中创建默认大小为 127 GB 的固定大小磁盘，如下所示，只需几秒钟。在传统的 NTFS 格式化卷上，此操作可能需要几分钟。在这种情况下，创建固定大小磁盘的时间减少了。

备份技术用例

利用现代备份解决方案中的ReFS块克隆可以产生很好的效果。许多备份解决方案用于备份虚拟环境的过程被称为合成完整备份。在我们定义合成完整备份之前，让我们考虑传统的完整备份。

通过传统的虚拟机活动完整备份，所需的所有数据都是从生产VMware或Hyper-V虚拟机本身检索到的。通过这样做，基本上使用了生产网络和存储来创建完整备份。

通过合成备份，完整备份的数据是从备份存储库中已经存在的备份数据合成的。新的完整备份被合成，备份链被推进。Windows Server 2019 ReFS的块克隆技术可以极大地加速遗留备份解决方案合成备份的过程，因为它移动的是指针而不是块本身。

不过，对于现代备份解决方案如NAKIVO Backup & Replication，这并非必需。VM备份以完整合成模式存储。每个恢复点都知道完全恢复虚拟机所需的块。这意味着无需运行备份文件的转换或使用合成过程重新创建完整备份。

Windows Server 2019 ReFS最佳实践虽然ReFS无疑是一种引人注目的文件系统，带来了许多改进，但是否存在不使用ReFS的用例？是的，有一些ReFS的缺点。以下是一些需要注意的领域：

ReFS不能用于Windows操作系统的系统驱动器/启动驱动器。实际上，在Windows安装过程中，您看不到使用ReFS格式化引导驱动器的选项，因为对于操作系统来说，NTFS仍然是首选的方式。

• ReFS支持从Windows Server 2019 1809 LTSC开始的Windows数据去重。如果您使用较旧的版本，并且想要利用本机Windows去重功能为Windows卷进行去重，您需要坚持使用NTFS。

• ReFS不支持文件级加密。您可以使用ReFS进行BitLocker加密。但是，这是一种卷级加密技术。如果您想在文件/文件夹级别加密，则需要使用NTFS。

• Microsoft ReFS不支持磁盘配额。
• ReFS不支持像NTFS那样支持的短8.3（DOS兼容）文件名，例如progra~1.txt。

• ReFS在操作时消耗更多的系统资源。更大的ReFS阵列消耗更多的RAM、CPU资源和每秒的磁盘输入/输出操作（IOPS）。

• 不建议您在ReFS卷上安装应用程序。ReFS不支持硬链接（直到ReFS v.3.5）。

• 要充分利用Microsoft ReFS，建议您在以下场景中使用这个服务器文件系统：

构建支持超大卷大小和文件大小的文件服务器。

• 创建用于存储Hyper-V虚拟机的卷。在Windows服务器上选择ReFS而不是在Windows工作站上。

• 创建卷以存储Hyper-V虚拟机。

• 在Windows服务器上选择ReFS而不是在Windows工作站上。

• 如果您在服务器上使用存储空间和存储空间直接，则首选ReFS。

注意：存储空间是一种功能，允许您通过使用一台计算机上的多个物理磁盘创建虚拟卷。存储空间支持镜像，如RAID 1。

思考

Windows Server 2019 ReFS中包含的功能极大地有利于具有弹性、可扩展性和性能改进的环境。现在您知道了ReFS的优势、限制以及何时不应使用此文件系统。ReFS的3.4版本在某些方面具有优势，但不是NTFS的直接替代品。您可以在ReFS卷上存储Hyper-V VM以获得更好的结果，但不要忘记Hyper-V备份。

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