什麼是ReFS文件系統：好處和最佳實踐

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Windows Server 2019 提供許多令人振奮的好處。然而，在考慮到此版本的儲存功能，更重要的是，它們如何影響備份時，我們想更仔細地查看的一個功能是 Windows Server 2019 ReFS 檔案系統版本 3.4。它在某些使用情況下相較於之前的檔案系統以及 Windows Server 2012 和 2016 中的前身版本上有著巨大的改進。

什麼是 ReFS 檔案系統？

ReFS 檔案系統，全名為 Resilient File System，是由微軟開發的最新檔案系統，首個版本隨 Windows Server 2012 一同釋出。它的名稱來自於這個檔案系統中的彈性功能。除了彈性之外，微軟的檔案系統旨在實現最大化的可用性、可擴展性和完整性。您可以在 Windows Server 2019 和 Windows 10 專業工作站版中建立具有此檔案系統的卷。

管理員不再需要擔心運行 chkdsk 工具，該工具用於檢測檔案系統中的錯誤。這部分是因為 ReFS 具有實時執行檔案系統健康狀況的線上檢查的能力。

ReFS 使用校驗和檢查和修復任何數據損壞的功能。事實上，如果您查看一個使用 ReFS 格式化的卷，並在卷上運行 工具 > 檢查，您會收到消息：您不需要檢查此驅動器。ReFS 檔案系統不需要進行檢查。

Windows Server 2019 ReFS 好處

ReFS 在虛擬化和現代備份解決方案的使用情境中表現出色。Windows Server 2019 ReFS 檔案系統的一些高層次優點包括：

  • ReFS 充分利用檔案結構中的 B+ 樹。B+ 樹在存儲數據方面非常高效，因為結構中的子節點具有非常高的扇出。通過使用指針，B+ 樹可以減少樹中檢索元素的 I/O 操作次數。
  • ReFS 的最大容量為 1 世紀位元組 或 1 兆兆字節！
  • 檔案元數據定期進行清洗，讀取並對數據執行校驗操作。這種新的清洗器是確保檔案強韌性的另一種機制。
  • 檔案完整性流提供了額外的檔案數據校驗。

注意：由於增加了強韌性的優點，ReFS 是 Exchange Server 2019 數據庫/日誌位置的推薦檔案系統。

  • Windows Server 2019 ReFS 包括 塊克隆 技術。這允許對否則必須移動的塊進行指針引用。
  • 複製時寫入是 ReFS 使用的一種機制，用於在寫入數據時確保完整性，並在斷電情況下避免數據損壞。當編輯元數據時（而不是覆蓋現有的元數據），韌性文件系統將元數據的副本創建到新的塊中，並在將數據寫入磁盤後將最新的元數據副本與相應的文件鏈接。我們在下面更詳細地看一下這個。然而，就備份而言，ReFS 中的塊克隆大大提高了利用塊克隆技術的備份解決方案的性能。合成完整備份將不再需要移動數據，而是可以利用現有塊的指針進行合成操作。
  • 稀疏 VDL。稀疏 VDL 或有效數據長度允許 ReFS 非常迅速地將文件歸零。在 Hyper-V 中創建固定大小的 VHD 磁盤時，此操作可能需要幾分鐘才能完成以分配磁盤大小。但是，使用稀疏 VDL，ReFS 可以迅速歸零 Hyper-V 磁盤文件。現在，在 ReFS 卷上創建大型固定大小磁盤只需幾秒鐘。

在 ReFS 集群共享卷的 Hyper-V 集群 中創建默認大小為 127GB 的固定大小磁盤，如下所示，只需幾秒鐘。這個操作在傳統的 NTFS 格式化卷上可能需要幾分鐘。在這種情況下，創建固定大小磁盤的時間被減少了。

備份技術用例

利用現代備份解決方案中的 ReFS 塊複製可以產生出優異的結果。許多備份解決方案用於備份虛擬環境時會使用一個名為合成完整備份的流程。在我們定義合成完整備份之前，讓我們先考慮一下傳統的完整備份。

透過對虛擬機器進行傳統的主動完整備份，所需的所有數據都從實際 VMware 或 Hyper-V 虛擬機器本身檢索出來進行完整備份。這樣一來，基本上生產網絡和存儲都被用來創建該完整備份。

對於合成備份，完整備份的數據是從備份存儲庫中已有的備份數據合成出來的。新的完整備份被合成，備份鏈條也被推進。由於移動指針而不是移動塊本身，Windows Server 2019 ReFS 的塊克隆技術可以極大地加速過去的備份解決方案合成備份的過程。

不過，對於現代的備份解決方案，如 NAKIVO 備份與復原，這是不需要的。VM 備份以完整合成模式存儲。每個恢復點都知道完全恢復虛擬機器所需的塊。這意味著無需運行備份文件的轉換或使用合成過程重新創建完整備份。

Windows Server 2019 ReFS 最佳實踐雖然 ReFS 當然是一個引人注目的文件系統，帶來了許多改進，但有哪些情況下我們不使用 ReFS 嗎？是的，ReFS 有一些缺點。以下是一些需要注意的方面：

ReFS 不能用於 Windows 操作系統的系統驅動器/開機驅動器。事實上，在 Windows 安裝期間，您不會看到使用 ReFS 格式化開機驅動器的選項，因為 NTFS 仍然是操作系統的首選。

  • ReFS 支援從 Windows Server 2019 1809 LTSC 開始的 Windows 數據去重。如果您使用舊版本並且想要利用本機 Windows 去重功能為 Windows 卷進行去重，您需要堅持使用 NTFS。
  • ReFS 不支援文件級加密。您可以使用 ReFS 進行 BitLocker 加密。但是，這是一種卷級加密技術。如果您想要在文件/文件夾級別加密，您需要使用 NTFS。
  • Microsoft ReFS 不支援磁盤配額。
  • ReFS 不支援短 8.3（DOS 兼容）文件名，例如在 NTFS 中支援的 progra~1.txt，以確保兼容性。
  • ReFS 在操作時消耗更多系統資源。較大的 ReFS 數組消耗更多的 RAM、CPU 資源和每秒磁盤輸入/輸出操作（IOPS）。
  • 不建議將應用程序安裝在 ReFS 卷上。ReFS 不支援硬鏈接（直到 ReFS v.3.5）。
  • 為了充分利用 Microsoft ReFS，在以下情況下建議使用此服務器文件系統：

構建支持超大卷大小和文件大小的文件伺服器。

  • 創建用於存儲 Hyper-V 虛擬機的卷。在 Windows 伺服器上選擇 ReFS 而不是在 Windows 工作站上。
  • 建立儲存 Hyper-V 虛擬機器的磁碟區。
  • 在 Windows 伺服器上選擇 ReFS 而不是在 Windows 工作站上。
  • 如果您在伺服器上使用 Storage Spaces 和 Storage Space Direct，則偏好使用 ReFS。

注意：Storage Spaces 是一項功能，允許您通過使用一台計算機上的多個物理磁碟來創建虛擬磁碟區。Storage Spaces 支持類似 RAID 1 的鏡像。

想法

Windows Server 2019 ReFS 中包含的功能極大地受益於具有彈性、可擴展性和性能改進的環境。現在您知道了 ReFS 的優勢、限制以及何時不應使用此文件系統。ReFS 3.4 版在某些方面具有優勢，但不是 NTFS 的直接替代品。您可以在 ReFS 磁碟區上儲存 Hyper-V VM 以獲得更好的結果，但不要忘記 Hyper-V 備份。

下載 NAKIVO Backup & Replication 的免費版以保護您的 Hyper-V 環境。NAKIVO 解決方案支持帶有加密和壓縮的合成備份。遵循最佳實踐使用 ReFS 文件系統並使用 NAKIVO 解決方案，可以讓您獲得最佳結果。

Source:
https://www.nakivo.com/blog/windows-server-refs-file-system-benefits/