Panoramica di Resilient File System (ReFS)

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

Vantaggi chiave

Resilienza

ReFS introduce nuove funzionalità in grado di rilevare con precisione i danneggiamenti e correggere i danneggiamenti mentre rimangono online, consentendo di offrire maggiore integrità e disponibilità per i dati:

• Flussi di integrità: ReFS usa i checksum per i metadati e facoltativamente per i dati dei file, offrendo a ReFS la possibilità di rilevare in modo affidabile i danneggiamenti.
• Integrazione di Spazi di archiviazione: se usato con uno spazio mirror o a parità, ReFS può correggere automaticamente i danneggiamenti rilevati usando la copia alternativa dei dati fornita da Spazio di archiviazione. I processi di riparazione sono localizzati nell'area di danneggiamento e vengono eseguiti online, senza causare tempi di inattività del volume.
• Salvataggio 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 mentre gestisce la maggior parte delle corruzioni non correggibili, ma ci sono rari casi che richiedono a ReFS di mettere offline il volume.
• Correzione proattiva degli errori, oltre alla convalida dei 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 una riparazione dei dati danneggiati.

Prestazioni

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

• Parità accelerata con mirroring: la parità accelerata con mirroring offre sia prestazioni elevate che spazio di archiviazione efficiente per i dati.

  Per offrire spazio di archiviazione efficiente con prestazioni e capacità elevate, ReFS divide un volume in due gruppi di archiviazione logici, noti come livelli. Questi livelli possono avere i propri tipi di unità e resilienza, consentendo a ogni livello di ottimizzare sia le prestazioni che la capacità. Alcune configurazioni di esempio includono:

  Livello di prestazioni	Livello di capacità
  SSD con mirroring	HDD specchiato
  SSD con funzione di mirroring	Unità SSD di parità
  SSD con mirroring	Disco di parità

  Dopo aver configurato questi livelli, ReFS li usa per distribuire l'archiviazione veloce per i dati ad accesso frequente e l'archiviazione efficiente in termini di capacità per i dati ad accesso sporadico:

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

  Nota

  Per le distribuzioni di Windows Server, la parità con accelerazione mirror è supportata solo in Storage Spaces Direct. Si consiglia di utilizzare la parità accelerata con mirroring solo con carichi di lavoro di archivio e backup. Per carichi di lavoro casuali a prestazioni elevate e virtualizzati, è consigliabile usare mirror a tre vie per ottenere prestazioni migliori.

• Operazioni accelerate delle macchine virtuali: ReFS introduce nuove funzionalità specifiche per migliorare le prestazioni dei carichi di lavoro virtualizzati:

  • Clonazione di blocchi: la clonazione di blocchi accelera le operazioni di copia, consentendo unioni rapide e a basso impatto dei checkpoint delle macchine virtuali.
  • VDL sparse: VDL sparse consente a ReFS di azzerare i file rapidamente, riducendo il tempo necessario per creare dischi rigidi virtuali fissi da 10 minuti a pochi secondi.

• Dimensioni del cluster variabili: ReFS supporta sia dimensioni del cluster 4K che 64K. 4K è la dimensione del cluster consigliata per la maggior parte delle distribuzioni, ma i cluster 64K sono appropriati per carichi di lavoro di I/O sequenziali di grandi dimensioni.

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.

Implementazioni supportate

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

Spazi di archiviazione diretta

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

• Parità accelerata dal mirroring e la cache in Spazi di archiviazione diretta offrono un'archiviazione ad alte prestazioni ed efficiente dal punto di vista della capacità.
• L'introduzione di block clone e sparse VDL accelera notevolmente le operazioni sui file .vhdx, ad esempio la creazione, l'unione e l'espansione.
• I flussi di integrità, il ripristino online e le copie dei dati alternative consentono a ReFS e a Storage Spaces Direct di rilevare e correggere i danneggiamenti nei controller di archiviazione e nei supporti di archiviazione sia all'interno dei metadati che dei dati.
• ReFS offre la funzionalità per ridimensionare e supportare set di dati di grandi dimensioni.

Spazi di archiviazione

La distribuzione di ReFS su Spazi di archiviazione con enclosure SAS condivisi è ideale per ospitare dati di archiviazione a lungo termine e per conservare documenti utente.

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

Dischi di base

La distribuzione di ReFS in dischi di base è più adatta alle applicazioni che implementano soluzioni di disponibilità e resilienza software personalizzate:

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

Obiettivo di backup

La distribuzione di ReFS come destinazione di backup è più adatta alle applicazioni e all'hardware che implementa le proprie soluzioni di resilienza e disponibilità:

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

Confronto delle funzionalità

Limiti

Funzionalità

Le funzionalità seguenti sono disponibili con ReFS e NTFS:

1. Disponibile in Windows Server, versione 1709 e successive, Windows Server 2019 (1809) LTSC o versione successiva.
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 diretta (S2D) o SAN.
4. Versione ReFS 3.5 formattata da Windows 10 Enterprise Insider Preview build 19536 e nelle versioni successive. Il supporto per collegamenti reali è aggiunto solo per i volumi appena formattati. I collegamenti rigidi non possono essere usati nei volumi che sono stati aggiornati dalle versioni precedenti
5. Solo Spazi di archiviazione.
6. Disponibile in ReFS 3.7 e versioni successive.

Le funzionalità seguenti sono disponibili solo con ReFS:

1. Disponibile in Windows Server 2022 e versioni successive.

Al momento, le funzionalità seguenti non sono disponibili in ReFS:

Riferimenti aggiuntivi

• Consigli sulle dimensioni del cluster per ReFS e NTFS
• Panoramica di Storage Spaces Direct
• Clonazione di blocchi ReFS
• Flussi di integrità di ReFS
• risolvere i problemi di ReFS con ReFSUtil
• Uso di ReFS con volumi condivisi cluster
• Versioni reFS e matrice di compatibilità