Panoramica del file system ReFS (Resilient File System)

Si applica a: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Resilient File System (ReFS) è il nuovo file system di Microsoft, progettato per ottimizzare la disponibilità dei dati, ridimensionare in modo efficiente set di dati di grandi dimensioni in diversi carichi di lavoro e garantire l'integrità dei dati con resilienza al danneggiamento. Cerca di risolvere una serie di scenari di archiviazione a espansione e stabilire una base per le innovazioni future.

Vantaggi principali

Resilienza

ReFS introduce nuove funzionalità in grado di rilevare con precisione i danneggiamenti e di risolverli, rimanendo, nel contempo, online. In questo modo vengono fornite una maggiore integrità e disponibilità dei dati:

  • Flussi di integrità: ReFS usa checksum per i metadati e facoltativamente per i dati dei file. In questo modo, ha la possibilità di rilevare in modo affidabile i danneggiamenti.
  • Spazi di archiviazione integrazione: se usato con uno spazio mirror o di parità, ReFS può correggere automaticamente i danneggiamenti rilevati usando la copia alternativa dei dati forniti da Spazi di archiviazione. I processi di ripristino sono entrambi localizzati nell'area del danneggiamento ed eseguiti online, senza alcun tempo di inattività per i volumi.
  • Recupero dei dati: se un volume viene danneggiato e non esiste una copia alternativa dei dati danneggiati, ReFS rimuove i dati danneggiati dallo spazio dei nomi. ReFS mantiene il volume online gestendo, nel contempo, la maggior parte dei danneggiamenti non correggibili. Tuttavia, esistono rari casi per cui ReFS deve portare offline il volume.
  • Correzione proattiva degli errori: oltre a convalidare i dati prima di leggere e scrivere, ReFS introduce uno scanner di integrità dei dati, noto come scrubber. Questo strumento di pulitura analizza periodicamente il volume, identificando i danneggiamenti latenti e attivando in modo proattivo il ripristino dei dati danneggiati.

Prestazioni

Oltre a fornire miglioramenti della resilienza, ReFS introduce nuove funzionalità per carichi di lavoro sensibili alle prestazioni e virtualizzati. L'ottimizzazione del livello in tempo reale, la clonazione dei blocchi e VDL di tipo sparse sono ottimi esempi delle funzionalità in evoluzione di ReFS, progettate per supportare carichi di lavoro dinamici e diversi.

  • Parità con accelerazione del mirror: la parità con accelerazione del mirroring offre prestazioni elevate e capacità di archiviazione efficiente per i dati.

    Per offrire prestazioni elevate e capacità di archiviazione efficienti, ReFS divide un volume in due gruppi di archiviazione logici, noti come livelli. Questi livelli possono disporre di propri tipi di resilienza e unità consentendone quindi l'ottimizzazione delle prestazioni o della capacità. Alcune configurazioni di esempio sono:

    Livello di prestazioni Livello capacità
    Unità SSD con mirroring Unità HDD con mirroring
    Unità SSD con mirroring Unità SSD con parità
    Unità SSD con mirroring Unità HDD con parità

    Dopo aver configurato questi livelli, ReFS li usa per offrire archiviazione rapida per i dati ad accesso rapido e archiviazione efficiente della capacità per i dati a freddo:

    • Tutte le scritture verranno eseguite nel livello di prestazioni e grandi blocchi di dati che rimangono nel livello di prestazioni verranno spostati in modo efficiente al livello di capacità in tempo reale.
    • Se si usa una distribuzione ibrida (combinazione di unità flash e HDD), la cache in Spazi di archiviazione Direct consente di accelerare le operazioni di lettura, riducendo l'effetto della caratteristica di frammentazione dei dati dei carichi di lavoro virtualizzati. In caso contrario, se si usa una distribuzione all-flash, le operazioni di lettura vengono eseguite anche nel livello di prestazioni.

    Nota

    Per Windows server, la parità con accelerazione mirror è supportata solo in Spazi di archiviazione Direct. È consigliabile usare la parità con accelerazione mirror solo con carichi di lavoro di archiviazione e backup. Per carichi di lavoro casuali virtualizzati e ad alte prestazioni, è consigliabile usare mirror a tre elementi per migliorare le prestazioni.

  • Operazioni VM con accelerazione: ReFS introduce una nuova funzionalità destinata in particolar modo al miglioramento delle prestazioni di carichi di lavoro virtualizzati:

    • Clonazione a blocchi: la clonazione a blocchi accelera le operazioni di copia, consentendo operazioni di unione rapide e a basso impatto dei checkpoint delle macchine virtuali.
    • Sparse VDL: il file VDL di tipo sparse consente a ReFS di azzerare rapidamente i file, riducendo il tempo necessario per creare dischi rigidi virtuali fissi da 10 minuti a pochi secondi.
  • Dimensioni variabili del cluster: ReFS supporta dimensioni del cluster di 4 KB e 64 KB. 4 KB è la dimensione del cluster consigliata per la maggior parte delle distribuzioni, ma i cluster di 64 KB sono appropriati per grandi carichi di lavoro I/O sequenziali.

Scalabilità

ReFS è progettato per supportare set di dati estremamente grandi, milioni di terabyte, senza influire negativamente sulle prestazioni, ottenendo una scalabilità maggiore rispetto ai file system precedenti.

Distribuzioni supportate

Microsoft ha sviluppato NTFS specificamente per uso generico con un'ampia gamma di configurazioni e carichi di lavoro. Per i clienti che richiedono in particolare la disponibilità, la resilienza e/o la scalabilità offerta da ReFS, Microsoft supporta ReFS per l'uso con le configurazioni e gli scenari seguenti:

Nota

Tutte le configurazioni supportate da ReFS devono usare Windows hardware certificato del catalogo server e soddisfare i requisiti dell'applicazione.

Importante

Se si prevede di usare ReFS per volumi condivisi del cluster, vedere Usare volumi condivisi del cluster in un cluster di failover per informazioni importanti.

Spazi di archiviazione diretta

La distribuzione di ReFS Spazi di archiviazione Direct è consigliata per carichi di lavoro virtualizzati o archiviazione collegata alla rete:

  • La parità con accelerazione del mirroring e la cache in Spazi di archiviazione direct offrono prestazioni elevate e archiviazione efficiente in termini di capacità.
  • L'introduzione della clonazione dei blocchi e di VDL di tipo sparse accelera in modo significativo le operazioni di file .vhdx, quali la creazione, l'unione e l'espansione.
  • I flussi di integrità, la riparazione online e le copie alternative dei dati consentono a ReFS e Spazi di archiviazione Direct di rilevare e correggere congiuntamente i danneggiamenti del controller di archiviazione e dei supporti di archiviazione all'interno di metadati e dati.
  • ReFS offre la funzionalità per ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Spazi di archiviazione

La distribuzione di ReFS in Spazi di archiviazione con alloggiamenti SAS condivisi è appropriata per l'hosting di dati di archiviazione e l'archiviazione dei documenti dell'utente:

  • I flussi di integrità, la riparazione online e le copie alternative dei dati consentono a ReFS e Spazi di archiviazione di rilevare e correggere congiuntamente i danneggiamenti del controller di archiviazione e dei supporti di archiviazione all'interno di metadati e dati.
  • Spazi di archiviazione le distribuzioni possono anche usare la clonazione a blocchi e la scalabilità offerta in ReFS.

Nota

Spazi di archiviazione supporta l'associazione diretta non rimovibile locale tramite BusTypes SATA, SAS, NVME o collegata tramite HBA (noto anche come controller RAID in modalità pass-through).

Dischi di base

La distribuzione di ReFS su dischi di base è ideale per le applicazioni che implementano soluzioni di resilienza e disponibilità software personalizzate:

  • Le applicazioni che introducono soluzioni software di resilienza e disponibilità personalizzate possono usare flussi di integrità, clonazione a blocchi e la possibilità di ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Nota

I dischi di base includono collegamenti diretti non rimovibili locali tramite BusTypes SATA, SAS, NVME o RAID. I dischi di base non includono Spazi di archiviazione.

Destinazione backup

La distribuzione di ReFS come destinazione di backup è più adatta per applicazioni e hardware che implementano soluzioni di resilienza e disponibilità specifiche:

  • Le applicazioni che introducono soluzioni software di resilienza e disponibilità personalizzate possono usare flussi di integrità, clonazione a blocchi e la possibilità di ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Nota

Le destinazioni di backup includono le configurazioni supportate sopra. Per informazioni dettagliate sul supporto sulle reti SAN Fiber Channel e iSCSI, contattare i fornitori di applicazioni e array di archiviazione. Per le reti SAN, se sono necessarie funzionalità come thin provisioning, TRIM/UNMAP o Offloaded Data Transfer (ODX), è necessario usare NTFS.

Confronto tra le funzionalità

Limiti

Funzionalità ReFS NTFS
Lunghezza massima del nome del file 255 caratteri Unicode 255 caratteri Unicode
Lunghezza massima del nome del percorso 32.000 caratteri Unicode 32.000 caratteri Unicode
Dimensione massima dei file 35 PB (petabyte) 256 TB
Dimensioni massime volume 35 PB 256 TB

Funzionalità

Con ReFS e NTFS sono disponibili le funzionalità seguenti:

Funzionalità ReFS NTFS
Crittografia BitLocker
Deduplicazione dati 1
Supporto di Volume condiviso cluster 2 3
Giunzioni/Collegamenti soft
Collegamenti reali 4
Supporto per cluster di failover
Elenchi di controllo di accesso (ACL)
Journal USN
Notifiche di modifiche
Punti di giunzione
Punti di montaggio
Punti di analisi
Snapshot del volume
ID file
Blocchi opportunistici (oplock)
File sparse
Flussi denominati
Thin provisioning 5
Taglia/Annulla mapping 5
  1. Disponibile in Windows Server, versione 1709 e successive, Windows Server 2019 (1809) LTSC o versioni successive.

  2. Disponibile in Windows Server 2012 R2 e versioni successive.

  3. CSV non userà l'I/O diretto con Spazi di archiviazione, Spazi di archiviazione Direct (S2D) o SAN.

  4. Versione ReFS 3.5 formattata Windows 10 Enterprise Insider Preview build 19536 e successive. Il supporto dei collegamenti rigidi è stato aggiunto solo per i volumi appena formattati. I collegamenti rigidi non possono essere usati nei volumi aggiornati dalle versioni precedenti.

  5. Spazi di archiviazione solo.

Le funzionalità seguenti sono disponibili solo con ReFS:

Funzionalità ReFS NTFS
Clonazione dei blocchi No
VDL di tipo sparse No
Parità con accelerazione speculare Sì (in Spazi di archiviazione diretta) No
Snapshot a livello di file 1 No
  1. Disponibile in Windows Server 2022 e versioni successive.

In ReFS non sono al momento disponibili le seguenti funzionalità:

Funzionalità ReFS NTFS
Compressione del file system No
Crittografia del file system No
Transazioni No
ID oggetto No
ODX (Offloaded Data Transfer) No
Nomi brevi No
Attributi estesi No
Quote disco No
Avviabile No
Supporto dei file di pagina No
Supportato in supporti rimovibili No

Riferimenti aggiuntivi