Обзор файловой системы ReFSResilient File System (ReFS) overview

Относится к: Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Windows Server (Semi-Annual Channel)Applies to: Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Windows Server (Semi-Annual Channel)

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:

  • Зеркальный аппаратным ускорением четности -ускорением зеркальной четности обеспечивает как высокий уровень производительности, а также емкость эффективного хранения 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:

      Уровень производительностиPerformance tier Уровень емкостиCapacity tier
      Зеркальный SSDMirrored SSD Зеркальный жесткий дискMirrored HDD
      Зеркальный SSDMirrored SSD SSD с контролем четностиParity SSD
      Зеркальный SSDMirrored SSD Жесткий диск с контролем четностиParity HDD
    • После настройки этих уровней ReFS использует их для реализации быстрого хранилища для «горячих» данных и объемного хранилища «холодных» данных:Once these tiers are configured, ReFS use them to deliver fast storage for hot data and capacity-efficient storage for cold data:

      • Все операции записи происходят на уровне производительности, а большие блоки данных, которые остаются на уровне производительности, перемещаются на уровень емкости в режиме реального времени.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.
      • Если используется гибридное развертывание (смешивания flash и жесткого диска), кэша в Storage Spaces Direct помогает ускорить операции чтения, помогая уменьшить эффект данных фрагментации характеристик виртуализированных рабочих нагрузок.If using a hybrid deployment (mixing flash and HDD drives), the cache in Storage Spaces Direct helps accelerate reads, reducing the effect of data fragmentation characteristic of virtualized workloads. В противном случае если использование развертывания флэш-памяти, считывает также возникает в уровень производительности.Otherwise, if using an all-flash deployment, reads also occur in the performance tier.

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. Мы рекомендуем использовать зеркальный аппаратным ускорением четности только рабочих нагрузок архивации и резервного копирования.We recommend using mirror-accelerated parity with archival and backup workloads only. Для высокой производительности виртуализированной и других произвольных рабочих нагрузок рекомендуется использовать зеркала для повышения производительности.For virtualized and other high performance random workloads, we recommend using three-way mirrors for better performance.

  • 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 — 4 КБ, 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 терабайт) 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

Корпорация Майкрософт разработала NTFS специально для использования общего назначения с широкий спектр конфигураций и рабочие нагрузки, однако для клиентов, специально которым требуется доступность, устойчивость и шкалой, ReFS, корпорация Майкрософт поддерживает ссылки для использования в разделе следующие конфигурации и сценариев.Microsoft has developed NTFS specifically for general-purpose use with a wide range of configurations and workloads, however for customers specially requiring the availability, resiliency, and/or scale that ReFS provides, Microsoft supports ReFS for use under the following configurations and scenarios.

Примечание

Все поддерживаемые ReFS конфигурации необходимо использовать каталоге Windows Server сертифицированного оборудования и отвечают требованиям приложения.All ReFS supported configurations must use Windows Server Catalog certified hardware and meet application requirements.

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, интерактивный ремонт и другой копии включите ReFS и дисковые пространства для совместно для обнаружения и исправления контроллера хранилища и повреждений носителя хранения в метаданных и данных.Integrity-streams, online repair, and alternate data copies enable ReFS and Storage Spaces Direct to jointly to detect and correct storage controller and storage media 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 пространстваStorage Spaces

  • Потоки целостности, интерактивный ремонт и другой копии включить ReFS и дисковых для совместно для обнаружения и исправления контроллера хранилища и повреждений носителя хранения в метаданных и данных.Integrity-streams, online repair, and alternate data copies enable ReFS and Storage Spaces to jointly to detect and correct storage controller and storage media 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.
  • Развертывание ссылок на дисковых пространств с помощью общих корпусах SAS подходит для размещения архивных данных и хранение документов пользователя.Deploying ReFS on Storage Spaces with shared SAS enclosures is suitable for hosting archival data and storing user documents.

Примечание

Хранилище локального поддерживает пробелы несъемные непосредственно подключенное через BusTypes SATA, SAS или NVME или подключены через адаптер ШИНЫ (также называемые RAID-контроллер в сквозном режиме).Storage Spaces supports local non-removable direct-attached via BusTypes SATA, SAS, NVME, or attached via HBA (aka RAID controller in pass-through mode).

Базовые дискиBasic disks

Развертывание ссылок на базовых дисках лучше всего подходит для приложений, которые реализуют собственные решения программного обеспечения устойчивости и доступности.Deploying ReFS on basic disks is best suited for applications that implement their own software resiliency and availability 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

Базовые диски включают локальной несъемные непосредственно подключенное через BusTypes SATA, SAS, NVME или RAID-МАССИВА.Basic disks include local non-removable direct-attached via BusTypes SATA, SAS, NVME, or RAID.

Целевого объекта архивацииBackup target

Развертывание ссылок, как лучше всего целевого объекта архивации подходит для приложений и оборудования, реализовывать собственные решения для обеспечения устойчивости и доступности.Deploying ReFS as a backup target is best suited for applications and hardware that implement their own resiliency and availability 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

Целевые объекты резервного копирования включают выше поддерживаемых конфигураций.Backup targets include the above supported configurations. Обратитесь в службу приложений и хранения поставщики массивов дополнительную информацию о поддержке на Fiber Channel и iSCSI SAN.Please contact application and storage array vendors for support details on Fiber Channel and iSCSI SANs. Для сетей SAN, если требуются функции, такие как тонкой подготовки, операций TRIM и UNMAP или Offloaded Data Transfer (ODX), NTFS необходимо использовать.For SANs, if features such as thin provisioning, TRIM/UNMAP, or Offloaded Data Transfer (ODX) are required, NTFS must be used.

Сравнение функцийFeature comparison

ОграниченияLimits

КомпонентFeature 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 32 КБ символов Юникода32K Unicode characters 32 КБ символов Юникода32K Unicode characters
Максимальный размер файлаMaximum file size 35 PB (петабайтов)35 PB (petabytes) 256 ТБ256 TB
Максимальный размер томаMaximum volume size 35 PB35 PB 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
Дедупликация данныхData Deduplication Да1Yes1 ДаYes
Поддержка общих томов кластера (CSV)Cluster Shared Volume (CSV) support Да2Yes2 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
Тонкая подготовкаThin Provisioning Да3Yes3 ДаYes
Операций Trim и UnmapTrim/Unmap Да3Yes3 ДаYes
  1. Доступен в Windows Server версии 1709 и более поздних версий.Available on Windows Server, version 1709 and later.
  2. Доступен в Windows Server 2012 R2 и более поздних версий.Available on Windows Server 2012 R2 and later.
  3. Только для дисковых пространствStorage Spaces only

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
ТранзакцииTransactions НетNo ДаYes
Жесткие ссылкиHard links НетNo ДаYes
Идентификаторы объектовObject IDs НетNo ДаYes
Прямая передача данных (ODX)Offloaded Data Transfer (ODX) НетNo ДаYes
Короткие именаShort names НетNo ДаYes
Расширенные атрибутыExtended attributes НетNo ДаYes
Дисковые квотыDisk quotas НетNo ДаYes
ЗагружаемыйBootable НетNo ДаYes
Поддержка файла страницыPage file support НетNo ДаYes
Поддерживается на съемном носителеSupported on removable media НетNo ДаYes

См. такжеSee also