Обзор файловой системы ReFSResilient File System (ReFS) overview

Область применения: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012Applies to: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

ReFS— это новейшая файловая система Майкрософт, которая повышает уровень доступности данных, обеспечивает эффективное масштабирование для очень крупных наборов данных и различных вариантов нагрузки и гарантирует целостность данных благодаря устойчивости к повреждениям.The Resilient File System (ReFS) is Microsoft's newest file system, designed to maximize data availability, scale efficiently to large data sets across diverse workloads, and provide data integrity by means of resiliency to corruption. Она используется для растущего числа сценариев хранения данных и служит основой для будущих нововведений.It seeks to address an expanding set of storage scenarios and establish a foundation for future innovations.

Основные преимуществаKey benefits

УстойчивостьResiliency

ReFS представляет новые функции, которые позволяют точно определить повреждения и исправить их, сохраняя систему в оперативном режиме и обеспечивая целостность и доступность данных.ReFS introduces new features that can precisely detect corruptions and also fix those corruptions while remaining online, helping provide increased integrity and availability for your data:

  • Потоки целостности — ReFS использует контрольные суммы для метаданных и, при необходимости, для данных файлов, что дает возможность точно определить повреждения ReFS.Integrity-streams - ReFS uses checksums for metadata and optionally for file data, giving ReFS the ability to reliably detect corruptions.
  • Интеграция дисковых пространств — при использовании в сочетании с зеркальным пространством или пространством с контролем четности ReFS может автоматически исправлять обнаруженные повреждения с помощью альтернативной копии данных, предоставляемой дисковыми пространствами.Storage Spaces integration - When used in conjunction with a mirror or parity space, ReFS can automatically repair detected corruptions using the alternate copy of the data provided by Storage Spaces. Процессы восстановления локализованы в области повреждения и выполняются в оперативном режиме без простоя томов.Repair processes are both localized to the area of corruption and performed online, requiring no volume downtime.
  • Утилизация данных — если том поврежден, а альтернативная копия данных не существует, ReFS удаляет поврежденные данные из пространства имен.Salvaging data - If a volume becomes corrupted and an alternate copy of the corrupted data doesn't exist, ReFS removes the corrupt data from the namespace. ReFS сохраняет том в оперативном режиме при обработке большинства неисправляемых повреждений, но в редких случаях ReFS необходимо перевести том в автономный режим.ReFS keeps the volume online while it handles most non-correctable corruptions, but there are rare cases that require ReFS to take the volume offline.
  • Упреждающее исправление ошибок — помимо проверки данных перед операциями чтения и записи, ReFS предоставляет сканер целостности данных, который называют средством очистки.Proactive error correction - In addition to validating data before reads and writes, ReFS introduces a data integrity scanner, known as a scrubber. Оно периодически сканирует том, пытаясь выявить скрытые повреждения и профилактически запуская процесс восстановления поврежденных данных.This scrubber periodically scans the volume, identifying latent corruptions and proactively triggering a repair of corrupt data.

ПроизводительностьPerformance

Помимо улучшения устойчивости, ReFS представляет новые функции для рабочих нагрузок, требующих высокой производительности, и виртуализированных рабочих нагрузок.In addition to providing resiliency improvements, ReFS introduces new features for performance-sensitive and virtualized workloads. Оптимизация уровней в режиме реального времени, клонирование блоков и разреженный метод VDL — вот примеры развивающихся возможностей ReFS, которые предназначены для поддержки динамических и разнообразных рабочих нагрузок.Real-time tier optimization, block cloning, and sparse VDL are good examples of the evolving capabilities of ReFS, which are designed to support dynamic and diverse workloads:

  • Четность с зеркальным ускорением. Четность с зеркальным ускорением обеспечивает высокую производительность и эффективное хранение данных.Mirror-accelerated parity - Mirror-accelerated parity delivers both high performance and also capacity efficient storage for your data.

    • Для обеспечения высокой производительности и эффективного хранения данных ReFS делит том на две логические группы памяти, которые называются уровнями.To deliver both high performance and capacity efficient storage, ReFS divides a volume into two logical storage groups, known as tiers. У них могут быть собственные типы диска и устойчивости, что позволяет каждому уровню оптимизировать производительность или емкость.These tiers can have their own drive and resiliency types, allowing each tier to optimize for either performance or capacity. Вот некоторые примеры конфигурации:Some example configurations include:
| <span data-ttu-id="d5fcd-123">Уровень производительности</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-123">Performance tier</span></span> | <span data-ttu-id="d5fcd-124">Уровень емкости</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-124">Capacity tier</span></span> |
|----------------|-----------------|
 <span data-ttu-id="d5fcd-125">Зеркальный SSD</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-125">Mirrored SSD</span></span> | <span data-ttu-id="d5fcd-126">Зеркальный жесткий диск</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-126">Mirrored HDD</span></span> |
 <span data-ttu-id="d5fcd-127">Зеркальный SSD</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-127">Mirrored SSD</span></span> | <span data-ttu-id="d5fcd-128">SSD с контролем четности</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-128">Parity SSD</span></span> |
 <span data-ttu-id="d5fcd-129">Зеркальный SSD</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-129">Mirrored SSD</span></span> | <span data-ttu-id="d5fcd-130">Жесткий диск с контролем четности</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-130">Parity HDD</span></span> |   

- <span data-ttu-id="d5fcd-131">После настройки этих уровней ReFS использует их для реализации быстрого хранилища для «горячих» данных и объемного хранилища «холодных» данных:</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-131">Once these tiers are configured, ReFS use them to deliver fast storage for hot data and capacity-efficient storage for cold data:</span></span>
    - <span data-ttu-id="d5fcd-132">Все операции записи происходят на уровне производительности, а большие блоки данных, которые остаются на уровне производительности, перемещаются на уровень емкости в режиме реального времени.</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-132">All writes will occur in the performance tier, and large chunks of data that remain in the performance tier will be efficiently moved to the capacity tier in real-time.</span></span>
    - <span data-ttu-id="d5fcd-133">При использовании [гибридного развертывания](../storage-spaces/choosing-drives.md) (сочетание твердотельных и жестких дисков) [кэша в локальных дисковых пространствах](../storage-spaces/understand-the-cache.md) ускоряет операции чтения, ослабляя эффект фрагментации данных виртуализированных рабочих нагрузок.</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-133">If using a [hybrid deployment](../storage-spaces/choosing-drives.md) (mixing flash and HDD drives), [the cache in Storage Spaces Direct](../storage-spaces/understand-the-cache.md) will help accelerate reads, reducing the effect of data fragmentation characteristic of virtualized workloads.</span></span> <span data-ttu-id="d5fcd-134">Если используется развертывание только с твердотельными дисками, операции чтения также выполняются на уровне производительности.</span><span class="sxs-lookup"><span data-stu-id="d5fcd-134">Otherwise, if using an all-flash deployment, reads will also occur in the performance tier.</span></span> 

Примечание

В средах Windows Server четность с зеркальным ускорение поддерживается только для локальных дисковых пространств.For Server deployments, mirror-accelerated parity is only supported on Storage Spaces Direct.

  • Ускорение операций виртуальных машин.В ReFS реализованы новые возможности, предназначенные для повышения производительности виртуализированных рабочих нагрузок.Accelerated VM operations - ReFS introduces new functionality specifically targeted to improve the performance of virtualized workloads:

    • Клонирование блоков — эта функция ускоряет операции копирования, позволяя выполнять быстрые операции слияния ВМ.Block cloning - Block cloning accelerates copy operations, enabling quick, low-impact VM checkpoint merge operations.
    • Разреженный метод VDL — этот метод позволяет ReFS быстро обнулять файлы, что уменьшает время, необходимое для создания фиксированных VHD, с десятков минут до нескольких секунд.Sparse VDL - Sparse VDL allows ReFS to zero files rapidly, reducing the time needed to create fixed VHDs from 10s of minutes to mere seconds.
  • Переменный размер кластера — ReFS поддерживает размер кластера 4 КБ и 64 КБ.Variable cluster sizes - ReFS supports both 4K and 64K cluster sizes. Рекомендуемый для большинства развертываний размер кластера — 4КБ, а кластеры размером 64 КБ подходят для работы с крупными, последовательными рабочими нагрузками ввода-вывода.4K is the recommended cluster size for most deployments, but 64K clusters are appropriate for large, sequential IO workloads.

МасштабируемостьScalability

Файловая система ReFS предназначена для поддержки очень больших наборов данных (до миллионов терабайтов) без снижения производительности и с недоступным ранее уровнем масштабирования.ReFS is designed to support extremely large data sets--millions of terabytes--without negatively impacting performance, achieving greater scale than prior file systems.

Поддерживаемые развертыванияSupported deployments

Локальные дисковые пространстваStorage Spaces Direct

Развертывать ReFS в локальных дисковых пространствах рекомендуется для виртуализированных рабочих нагрузок либо запоминающих устройств, подключенных к сети:Deploying ReFS on Storage Spaces Direct is recommended for virtualized workloads or network-attached storage:

  • Четность с зеркальным ускорением и кэш в локальных дисковых пространствах обеспечивают высокую производительность и эффективное хранение данных.Mirror-accelerated parity and the cache in Storage Spaces Direct deliver high performance and capacity-efficient storage.
  • Благодаря клонированию блоков и разреженным VDL значительно ускоряются операции с VHDX-файлами, такие как создание, объединение и расширение.The introduction of block clone and sparse VDL dramatically accelerates .vhdx file operations, such as creation, merge, and expansion.
  • Потоки целостности, оперативное восстановление и альтернативные копии данных позволяют ReFS и локальным дисковым пространствам обнаруживать и исправлять повреждения метаданных и данных.Integrity-streams, online repair, and alternate data copies enable ReFS and Storage Spaces Direct to jointly to detect and correct corruptions within both metadata and data.
  • ReFS предоставляет возможности масштабирования и поддержки крупных наборов данных.ReFS provides the functionality to scale and support large data sets.

Дисковые пространства с дисковыми полками SASStorage Spaces with SAS drive enclosures

Развертывание ReFS в дисковых пространствах с общими полками SAS подходит для размещения архивных данных и хранения документов пользователей.Deploying ReFS on Storage Spaces with shared SAS enclosures is suitable for hosting archival data and storing user documents:

  • Потоки целостности, оперативное восстановление и альтернативные копии данных позволяют ReFS и дисковым пространствам обнаруживать и исправлять повреждения метаданных и данных.Integrity-streams, online repair, and alternate data copies enable ReFS and Storage Spaces to jointly to detect and correct corruptions within both metadata and data.
  • Кроме того, в средах дисковых пространств можно использовать функции клонирования блоков и масштабирования, доступные в ReFS.Storage Spaces deployments can also utilize block-cloning and the scalability offered in ReFS.

Базовые дискиBasic disks

Развертывание ReFS на базовом диске лучше всего подходит для приложений, в которых реализованы собственные программные решения для устойчивости и доступности.Deploying ReFS on basic disks is best suited for applications that implement their own software resiliency and availibility solutions.

  • Приложения, в которых реализованы собственные программные решения для устойчивости и доступности, могут использовать потоки целостности, клонирование блоков и возможность масштабирования и поддержки крупных наборов данных.Applications that introduce their own resiliency and availability software solutions can leverage integrity-streams, block-cloning, and the ability to scale and support large data sets.

Примечание

ReFS не поддерживается в хранилище SAN.ReFS is not supported on SAN-attached storage.

Сравнение функцийFeature comparison

ОграниченияLimits

ФункцияFeature ReFSReFS NTFSNTFS
Максимальная длина имени файлаMaximum file name length 255 символов Юникода255 Unicode characters 255 символов Юникода255 Unicode characters
Максимальная длина имени путиMaximum path name length 32КБ символов Юникода32K Unicode characters 32КБ символов Юникода32K Unicode characters
Максимальный размер файлаMaximum file size 18 ЭБ (эксабайт)18 EB (exabytes) 18 ЭБ (эксабайт)18 EB (exabytes)
Максимальный размер томаMaximum volume size 4,7 ЗБ (зетабайт)4.7 ZB (zettabytes) 256 ТБ256 TB

ФункцияFunctionality

В ReFS и NTFS доступны следующие функции:The following features are available on ReFS and NTFS:

ФункцияFunctionality ReFSReFS NTFSNTFS
Шифрование BitLockerBitLocker encryption ДаYes ДаYes
Поддержка общих томов кластера (CSV)Cluster Shared Volume (CSV) support ДаYes ДаYes
Гибкие ссылкиSoft links ДаYes ДаYes
Поддержка отказоустойчивого кластераFailover cluster support ДаYes ДаYes
Списки управления доступомAccess-control lists ДаYes ДаYes
Журнал номеров последовательного обновления (USN)USN journal ДаYes ДаYes
Уведомления об измененияхChanges notifications ДаYes ДаYes
Точки соединенияJunction points ДаYes ДаYes
Точки подключенияMount points ДаYes ДаYes
Точки повторного анализаReparse points ДаYes ДаYes
Моментальные снимки томовVolume snapshots ДаYes ДаYes
Идентификаторы файловFile IDs ДаYes ДаYes
Нежесткая блокировкаOplocks ДаYes ДаYes
разреженные файлы;Sparse files ДаYes ДаYes
Именованные потокиNamed streams ДаYes ДаYes

Следующие функции доступны только в ReFS:The following features are only available on ReFS:

ФункцияFunctionality ReFSReFS NTFSNTFS
Клонирование блоковBlock clone ДаYes НетNo
Разреженный метод VDLSparse VDL ДаYes НетNo
Четность с зеркальным ускорениемMirror-accelerated parity Да (в локальных дисковых пространствах)Yes (on Storage Spaces Direct) НетNo

Следующие функции недоступны в ReFS в настоящее время:The following features are unavailable on ReFS at this time:

ФункцияFunctionality ReFSReFS NTFSNTFS
Сжатие файловой системыFile system compression НетNo ДаYes
Шифрование файловой системыFile system encryption НетNo ДаYes
Дедупликация данныхData Deduplication НетNo ДаYes
ТранзакцииTransactions НетNo ДаYes
Жесткие ссылкиHard links НетNo ДаYes
Идентификаторы объектовObject IDs НетNo ДаYes
Короткие именаShort names НетNo ДаYes
Дополнительные атрибутыExtended attributes НетNo ДаYes
Дисковые квотыDisk quotas НетNo ДаYes
ЗагружаемыйBootable НетNo ДаYes
Поддерживается на съемном носителеSupported on removable media НетNo ДаYes
Уровни хранилища NTFSNTFS storage tiers НетNo ДаYes

См. такжеSee also