NTFS oder ReFS: Welches System soll man wählen?

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Was ist NTFS?

NTFS ist ein Microsoft-Dateisystem, das standardmäßig in den früheren Versionen von Windows und Windows Serververfügbar ist. Das NTFS-Dateisystem bietet eine Reihe von Funktionen zur Verwaltung von Festplattendateien und zur Verhinderung von Festplattenausfällen. Dazu gehören Sicherheitszugriffskontrolle (ACL), Festplattenspeicherauslastung, verbesserte Metadaten, Dateisystem-Journaling, Verschlüsselung, Sparse-Dateien und Festplattenkontingente. Darüber hinaus können Cluster Shared Volumes mit der Hyper-V-Rolle verwendet werden, die den Zugriff auf eine gemeinsam genutzte Festplatte mit einem NTFS-Volume durch mehrere Knoten in einem Failover-Cluster ermöglicht.

Was ist ReFS?

ReFS, auch bekannt als Protogon, ist ein von Microsoft entwickeltes Dateisystem, das mit Windows Server 2012 eingeführt wurde. Die Idee hinter ReFS war es, ein fortschrittliches Dateisystem zu entwickeln, um größere Datenmengen sicher zu speichern. Zu diesem Zweck wurden die folgenden Funktionen eingeführt: integrierte Resilienz, automatische Integritätsprüfung, Datenbereinigung und Verhinderung von Datenverschlechterung.

Darüber hinaus lässt sich das ReFS-Dateisystem nahtlos in Storage Spaces integrieren, eine Speichervirtualisierungsschicht, die für Datenspiegelung und Striping sowie für die gemeinsame Nutzung von Speicherpools verwendet wird. Dadurch kann ReFS beschädigte Dateien auf einer Festplatte erkennen und automatisch reparieren. Die Idee hinter ReFS war es, ein Dateisystem zu schaffen, das eine hohe Resilienz gegen Datenbeschädigungen bietet und On-Demand-Skalierbarkeit für große Umgebungen bietet.

ReFS und NTFS Funktionsvergleich

Wie Sie sehen können, verfügen beide Systeme über verschiedene Funktionen, die sich in der Art und Weise unterscheiden, wie sie den Speicher schützen, seine Leistung verbessern und die Datenintegrität gewährleisten. Im folgenden Abschnitt wird erläutert, was jedes System leisten kann.

Dateisystem Zuverlässigkeit

Wenn wir ReFS und NTFS vergleichen, sollten wir auch über die Zuverlässigkeit sprechen. Im Falle eines Systemausfalls verwendet NTFS Checkpoints und Protokolldateien, um das System in seinen vorherigen Zustand wiederherzustellen. Wenn ein Fehler aufgrund eines fehlerhaften Sektors erkannt wird, markiert NTFS den beschädigten Cluster als fehlerhaft, verwirft ihn und weist einen neuen Cluster für den Speicher zu. Mit der Selbstheilungsfunktion von NTFS ist es möglich, das gesamte Dateisystem zu schützen, ohne das Volume offline zu schalten. NTFS scannt das System periodisch, um vorübergehende Probleme zu finden und zu beheben. Außerdem bietet NTFS aufgrund der Verwendung eines Journaling-Dateisystems ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, da dieses Dateisystem alle Änderungen auf der Festplatte verfolgt, sodass Sie die Infrastruktur im Falle eines Systemabsturzes oder einer fehlgeschlagenen Datenmigration schnell in den vorherigen Zustand zurückversetzen können.

Andererseits enthält ReFS auch eine Reihe von Funktionen, die die Zuverlässigkeit der Datenspeicherung gewährleisten. Wie oben erwähnt, kann ReFS in Storage Spaces integriert werden, was automatische Reparaturprozesse innerhalb des Systems ermöglicht, ohne dass es zu Ausfallzeiten des Volumes kommt. Darüber hinaus verwendet ReFS eine Copy-on-Write-Technik, was bedeutet, dass alle Änderungen an den Dateien in einen neu zugewiesenen Block auf der Festplatte geschrieben werden. Alle ReFS-Metadaten und die Dateidaten verfügen über Prüfsummen, mit denen Sie Datenbeschädigungsfehler erkennen und die Datenintegrität des Systems gewährleisten können. Mit der Funktion „Data Scrubbing” kann ReFS die Umgebung periodisch scannen, um die entsprechenden Prüfsummen zu überprüfen, Beschädigungen zu identifizieren und die beschädigten Daten zu reparieren.

ReFS vs. NTFS Leistung

Sowohl NTFS als auch ReFS verfügen über spezifische Funktionen, mit denen sie die Leistung des Dateisystems erheblich verbessern können.

In Windows Server 2008 wurde Transactional NTFS eingeführt, wodurch die Systemleistung durch Transaktionen überwacht werden konnte. In diesem Fall werden die Dateioperationen durch atomare Transaktionen ausgeführt, was bedeutet, dass Sie eine Transaktion so einrichten können, dass sie mehrere Änderungen an Dateien im System anwendet. Die Transaktion ist so eingerichtet, dass entweder alle Operationen erfolgreich sind oder keine davon. Im Falle eines Systemausfalls werden die übernommenen Änderungen auf die Festplatte geschrieben und unvollständige Transaktionsarbeiten zurückgesetzt. Transaktionen ermöglichen es Ihnen also, Vorgänge ohne Unterbrechungen oder Fehler durchzuführen und den erzielten Fortschritt zu speichern.

Weitere Optionen zur Steigerung der Leistung sind Festplattenkontingente, Dateikomprimierung und Größenänderung. Mit Festplattenkontingenten kann der Administrator den Benutzern eine bestimmte Menge an Festplattenspeicher zuweisen und feststellen, ob das Limit überschritten wurde. Darüber hinaus kann NTFS Systemdateien mithilfe von Komprimierungsalgorithmen komprimieren und so die Speicherkapazität erhöhen. Mit der Funktion zur Größenänderung können Sie die Größe des NTFS-Volumes durch die Verwendung von nicht zugewiesenem Speicherplatz innerhalb des Systems erhöhen oder verringern.

Wie oben erwähnt, kann ReFS in Windows Storage Spaces integriert werden, was eine Echtzeit-Tier-Optimierung ermöglicht. Ein Volume in ReFS ist in zwei Sektoren unterteilt, nämlich den Bereich der Leistung und den Bereich der Kapazität. Jedem dieser Tiers werden eigene Laufwerks- und Resilienz-Typen zugewiesen, was eine Optimierung auf hohem Niveau gewährleistet. Schreibvorgänge werden in der Leistungsebene ausgeführt, und die in der Leistungsebene gespeicherten großen Datenmengen werden in Echtzeit in die Ebene der Kapazität übertragen.

Die folgenden Funktionen wurden speziell zur Beschleunigung der Leistung von Hyper-V-VMs eingeführt. Mit der Sparse-VDL-Funktion (Valid Data Length) kann ReFS Dateien schnell auf Null setzen, sodass Sie virtuelle Festplattendateien (VHD) in Sekundenschnelle erstellen können. Eine weitere Funktion ist das Blockklonen, das bei der Arbeit mit dynamischen Workloads wie dem Klonen von VMs und dem Zusammenführen von Checkpoints angewendet wird. In diesem Fall wird das Blockklonen auf der Grundlage von Metadaten statt von Dateidaten durchgeführt. Dadurch wird die Leistung von Kopiervorgängen beschleunigt und der Speicherplatzbedarf reduziert.

Skalierbarkeit

Im Vergleich der Skalierbarkeit von ReFS und NTFS kann Ersteres extrem große Datenmengen unterstützen. NTFS bietet theoretisch eine maximale Kapazität von 16 Exabyte, während ReFS über 262.144 Exabyte verfügt. ReFS ist daher leichter skalierbar als NTFS und gewährleistet eine effiziente Leistung des Speichers.

Es ist auch erwähnenswert, dass die maximale Länge von Dateinamen in NTFS und ReFS 255 Zeichen beträgt, während die maximale Länge von Pfadnamen 32.768 Zeichen beträgt. ReFS bietet jedoch standardmäßig Support für längere Dateinamen und Dateipfade. Bei NTFS müssen Sie die Begrenzung der Zeichenlänge manuell deaktivieren.

Funktionsvergleich

Da NTFS der Vorgänger von ReFS ist, hat Letzteres die meisten Funktionen von NTFS übernommen. Die folgende Tabelle zeigt, wie sich die beiden Dateisysteme in ihren Funktionen unterscheiden und welches von ihnen über ein umfassenderes Toolset verfügt.

Warum ReFS NTFS noch nicht ersetzen kann

Wie Sie der obigen Tabelle entnehmen können, ist die Frage „ReFS oder NTFS?“ nach wie vor relevant, da ReFS im Vergleich zu NTFS noch sehr eingeschränkt in seiner Funktionalität ist. Wichtige NTFS-Funktionen wie Datenkomprimierung, Verschlüsselung, Transaktionen, Hardlinks, Festplattenkontingente und erweiterte Attribute sind in ReFS nicht vorhanden. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass ReFS im Gegensatz zu NTFS bietet ReFS nicht die Möglichkeit, Windows von einem ReFS-Volume zu starten.

Die eingeschränkte Funktionalität lässt sich durch den Grund für seine Entwicklung erklären, nämlich den Schutz vor Datenkorruption und eine höhere Skalierbarkeit des Dateisystems. ReFS kann jedoch nicht als weniger effizientes Dateisystem abgetan werden, da es über eine Vielzahl von Funktionen verfügt, die seine Leistung verbessern können. Beispielsweise enthält ReFS nicht die in NTFS verwendete EFS-Funktion (Encrypting File System), die eine Verschlüsselung auf Dateisystemebene ermöglicht. Stattdessen verfügt ReFS über die BitLocker-Verschlüsselungsfunktion, die eine vollständige Verschlüsselung der Festplatte bietet.

Die Wahl zwischen ReFS und NTFS hängt daher in erster Linie von der spezifischen Aufgabe ab, für die es verwendet werden soll. Derzeit ist NTFS die bevorzugte Option, wenn es um die Speicherung weniger sensibler Daten und eine detailliertere Kontrolle über Dateien im System geht. Auf der anderen Seite kann ReFS für Benutzer interessant sein, die Daten in großen Umgebungen verwalten müssen und die Integrität ihrer Daten im Falle einer Dateibeschädigung sicherstellen möchten.

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Eine Auslagerungsdatei unter Windows und eine Auslagerungspartition unter Linux dienen dazu, zusätzlichen virtuellen Speicher bereitzustellen, und fungieren im Grunde genommen als Erweiterung des physischen RAM. Auslagerungsdateien und -partitionen helfen Ihnen, die Größe des physischen Speichers eines Computers zu erhöhen, indem sie diesen simulieren. Der Nachteil dabei ist, dass Auslagerungsdateien mit der Zeit tendenziell immer größer werden, was sich letztendlich auf die Leistung Ihrer Backup- und Replikationsaufträge auswirken kann. Um das Problem eines überfüllten Speichers zu vermeiden, NAKIVO Backup & Replication kann Swap-Dateien und Partitionen automatisch aus VM-Backups und Replikaten ausschließen. Auf diese Weise können Sie die Größe Ihres Speicherplatzes reduzieren und die Geschwindigkeit Ihrer Backup- und Replikationsaufträge erhöhen.

Deduplizierung und Komprimierung

NAKIVO Backup & Replikation verwendet Deduplizierungs- und Komprimierungstechniken, um die Nutzung des Speicherplatzes durch Backups zu optimieren. Die Deduplizierung stellt sicher, dass alle doppelten Kopien sich wiederholender Datenblöcke aus den VM-Backups gelöscht werden. Auf diese Weise werden nur eindeutige Datenblöcke im Backup-Repository gespeichert. Darüber hinaus kann NAKIVO Backup & Replikation jeden Datenblock komprimieren und so die Datengröße reduzieren. Sowohl die Deduplizierung als auch die Datenkomprimierung sind standardmäßig aktiviert und werden automatisch ausgeführt. & >Inkrementelle Aufträge

NAKIVO Backup & Replikation Aufträge & Replikation ist inkrementell, d. h. nach dem ersten vollständigen Backup- oder Replikationsauftrag werden bei allen folgenden Auftragsausführungen nur die geänderten Datenblöcke übertragen. Zu diesem Zweck werden VMware Changed Block Tracking (CBT) oder Hyper-V Resilient Change Tracking (RCT) verwendet, mit denen Sie feststellen können, welche Daten sich seit der letzten Sicherung oder Replikation geändert haben. Durch die Ausführung inkrementeller Aufträge wird der Zeitaufwand für Backup- und Replikationsaufträge reduziert und die Netzwerkbelastung verringert.

Vollständig synthetische Datenspeicherung

NAKIVO Backup & Replication verwendet den synthetischen Ansatz zum Erstellen und Speichern von VM-Backups. Durch die Verwendung des synthetischen Modus kann das Produkt die geänderten Datenblöcke innerhalb einer VM identifizieren und diese dann an ein Backup-Repository senden. Am Ende eines Backupauftrags kann NAKIVO Backup & Replikation einen Wiederherstellungspunkt erstellen, der als Referenz für bestimmte Datenblöcke dient, die für die Wiederherstellung der VM zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt werden. Synthetische Backups sorgen dafür, dass Ihre Backups schnell und sicher sind, der Datenspeicherplatz effizient genutzt wird und die VM zu einem bestimmten Zeitpunkt schnell wiederhergestellt werden kann.

Deduplizierungs-Geräte unterstützen

Das Deduplizierungs-Gerät ist eine spezielle Art von Hardware, die doppelte Kopien wiederholter Daten eliminiert. NAKIVO Backup & Replication bietet Support für verschiedene Deduplizierungs-Geräte wie NEC HYDRAstor, Data Domain, Quantum DXi, HP StoreOnce usw. Jedes dieser Deduplizierungs-Geräte kann als primäres oder sekundäres Backup-Ziel verwendet werden. Im Gegensatz zum Forever-Incremental-Backup, bei dem nur die inkrementellen Datenblöcke gespeichert werden, speichert das neue Backup-Repository VM-Backup-Ketten, die periodische Voll-Backups und inkrementelle Backup-Dateien enthalten, die zwischen diesen Voll-Backups verfolgt werden.

Durch den Support für Deduplizierungs-Geräte können Sie VMs 53-mal schneller sichern als mit den herkömmlichen Backup-Repositorys. Darüber hinaus lassen sich der Speicherplatz und die Backup-Vorgänge mit den Deduplizierungs-Geräten einfacher verwalten.

Fazit

Microsoft Hyper-V ist eine effiziente Virtualisierungssoftware, deren Funktionalität ständig verbessert wird. Da sich die Anforderungen an den Speicher im Laufe der Zeit drastisch verändert haben, wurde das hochmoderne ReFS als Dateisystem eingeführt, das die Probleme von NTFS überwinden kann.

Im Vergleich zu NTFS besteht der Hauptzweck von ReFS darin, die Resilienz des Systems gegenüber Datenbeschädigungen zu verbessern und eine hohe Skalierbarkeit zu gewährleisten. Allerdings ist ReFS noch ein relativ neues Dateisystem und seine Funktionalität ist noch nicht so weit entwickelt wie die von NTFS. Daher sollten Sie bei der Wahl zwischen den beiden Optionen den Umfang Ihrer Geschäftsabläufe, die Anforderungen Ihrer virtuellen Umgebung und die Sensibilität Ihrer Daten berücksichtigen.

Um sicherzustellen, dass Ihre virtuelle Umgebung sicher geschützt ist, installieren Sie NAKIVO Backup & Replikation, das eine Reihe von erweiterten Funktionen zur Verbesserung von VM-Backup- und Replikationsaufträgen sowie zur Verfeinerung von DR-Strategien enthält. Mit NAKIVO Backup & Replikation können Sie nicht nur Zeit und Geld sparen, sondern auch Ihren Speicherplatzbedarf reduzieren.

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