Was ist das ReFS-Dateisystem: Vorteile und Best Practices

Windows Server 2019 bietet durchweg viele spannende Vorteile. Wenn man jedoch über die Speicherfunktionen dieser Version nachdenkt und vor allem darüber, wie sie sich auf Backups auswirken, möchten wir uns insbesondere das Dateisystem „ Windows Server 2019 ReFS “ in der Version 3.4 genauer ansehen. Es bietet in bestimmten Verwendungsfällen erhebliche Verbesserungen gegenüber früheren Dateisystemen sowie gegenüber den Vorgängerversionen von „ ReFS “, die in „ Windows Server 2012 “ und 2016 zu finden waren.

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Was ist das ReFS-Dateisystem?

Das Dateisystem „ ReFS “, dessen Abkürzung für „ Resilient File System“ steht, ist das neueste von Microsoft entwickelte Dateisystem, dessen erste Version mit „ Windows Server 2012“ freigegeben wurde. Seinen Namen verdankt es den Funktionen der Resilienz dieses Dateisystems. Neben der Resilienz wurde das Microsoft-Dateisystem mit dem Ziel entwickelt, Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Integrität zu maximieren. Sie können Volumes mit diesem Dateisystem in „ Windows Server 2019 “ und „ Windows 10 Pro “ für Arbeitsstationen erstellen.

Administratoren müssen sich nicht mehr um die Ausführung des Dienstprogramms „ chkdsk “ kümmern, das Fehler im Dateisystem erkennt. Dies liegt zum Teil daran, dass „ ReFS “ in der Lage ist, Online-Prüfungen des Dateisystemzustands in Echtzeit durchzuführen. „

ReFS “ verwendet „ checksums “, die es ihm ermöglichen, Datenbeschädigungen zu erkennen und diese schnell zu wiederherstellen. Wenn Sie sich ein mit ReFS formatiertes Volume ansehen und den Befehl T ools > Check auf dem Volume ausführen, erhalten Sie die folgende Meldung: You don’t need to check this drive. The ReFS file system does not need to be checked.

Windows Server 2019 ReFS Vorteile

Zwei Verwendungsfälle, in denen ReFS besonders glänzt, sind die Bereiche Virtualisierung und der Einsatz in modernen Backup-Lösungen. Zu den wichtigsten Vorteilen des Windows Server 2019 ReFS Dateisystems gehören:

• ReFS nutzt die Vorteile von B+ trees in der Dateistruktur. B+ tree ist sehr effizient bei der Datenspeicherung, da es in der Struktur eine sehr hohe Verzweigung von untergeordneten Knoten gibt. Durch die Verwendung von Zeigern kann das B+ tree die Anzahl der I/O Operationen zum Abrufen eines Elements im treereduzieren.

• Die maximale Volume-Größe für ReFS beträgt 1 Yottabyte bzw. 1 Billion Terabyte !

• Dateimetadaten werden regelmäßig bereinigt, indem die Daten gelesen und checksum Operationen daran durchgeführt werden. Dieser neue Scrubber ist ein weiterer Mechanismus zur Gewährleistung der Dateiausfallsicherheit.

• File integrity streams bieten zusätzliche Dateidaten checksums.

Hinweis: Aufgrund der zusätzlichen Vorteile hinsichtlich der Resilienz ist ReFS das empfohlene Dateisystem für Exchange Server 2019 Datenbank- und Protokoll-Standorte.

• Windows Server 2019 ReFS enthält die {33} Technologie. Dies ermöglicht Zeigerverweise auf Blöcke, die andernfalls verschoben werden müssten.
• Copy on write ist ein Mechanismus, der von ReFS verwendet wird, um die Integrität beim Schreiben von Daten zu gewährleisten und Datenverluste bei Stromausfall zu vermeiden. Ein widerstandsfähiges Dateisystem erstellt beim Bearbeiten der Metadaten eine Kopie der Metadaten in neue Blöcke (anstatt die vorhandenen Metadaten zu überschreiben) und verknüpft die aktuellste Kopie der Metadaten mit der entsprechenden Datei, nachdem die Daten auf die Festplatte geschrieben wurden. Wir werden dies im Folgenden genauer betrachten. Was Backups betrifft, steigert jedoch block cloning in ReFS die Leistung von Backup-Lösungen, die die block cloning Technologie nutzen, erheblich. Synthetic full Backups müssten keine Daten mehr verschieben, sondern können stattdessen Zeiger auf vorhandene Blöcke für den synthetischen Vorgang verwenden.

• Sparse VDL. Sparse VDL oder die gültige Datenlänge ermöglicht es ReFS , Dateien sehr schnell auf Null zu setzen. Beim Erstellen einer VHD-Festplatte mit fester Größe in Hyper-V kann der Vorgang zur Zuweisung der Festplattengröße mehrere Minuten dauern. Mit sparse VDL ReFS können die Hyper-V-Festplattendateien jedoch schnell auf Null gesetzt werden. Das Erstellen einer großen Festplatte mit fester Größe auf einem ReFS -Volume dauert nun nur noch Sekunden.

Das Erstellen einer Festplatte mit fester Größe von standardmäßig 127 GB in einem Hyper-V-Cluster mit einem ReFS Clustered Shared Volume (CSV), wie unten gezeigt, dauerte nur Sekunden. Dieser Vorgang hätte auf einem herkömmlichen, NTFS-formatierten Volume Minuten gedauert. Die Zeit zum Erstellen von Festplatten mit fester Größe wird in diesem Fall reduziert.

Verwendungsfälle für Backup-Technologie

Die Nutzung von ReFS block cloning in modernen Backup-Lösungen kann zu hervorragenden Ergebnissen führen. Viele Backup-Lösungen, die virtuelle Umgebungen sichern, nutzen einen Prozess namens „ {47} Backups“. Bevor wir ein „ synthetic full “-Backup „ “ definieren, betrachten wir zunächst ein herkömmliches Vollbackup.

Bei einem herkömmlichen „ active full “-Backup einer virtuellen Maschine werden alle für das Vollbackup benötigten Daten aus der produktiven VMware- oder Hyper-V-Maschine selbst abgerufen. Dabei werden im Wesentlichen sowohl das Produktionsnetzwerk als auch der Produktionsspeicher zur Erstellung dieses Vollbackups genutzt.

Bei synthetischen Backups werden die Daten für das Vollbackup aus Backup-Daten synthetisiert, die bereits im Backup-Repository vorhanden sind. Neue Vollbackups werden synthetisiert, und die Backup-Kette wird fortgesetzt. Block cloning Technologie mit Windows Server 2019 ReFS kann den Prozess, in dem ältere Backup-Lösungen Backups synthetisieren, erheblich beschleunigen, da nicht die Blöcke selbst, sondern nur die Zeiger verschoben werden.

Bei modernen Backup-Lösungen wie NAKIVO Backup & Replication ist dies jedoch nicht erforderlich. VM-Backups werden im full synthetic -Modus gespeichert. Jeder Wiederherstellungspunkt kennt die Blöcke, die zur vollständigen Wiederherstellung einer Virtuellen Maschine benötigt werden. Das bedeutet, dass keine Transformation der Backup-Dateien durchgeführt oder Voll-Backups mithilfe des synthetischen Prozesses neu erstellt werden müssen.

Windows Server 2019 ReFS Best Practices

Obwohl ReFS zweifellos ein bemerkenswertes Dateisystem ist, das viele Verbesserungen mit sich bringt, gibt es Verwendungsfälle, in denen wir ReFSnicht verwenden? Ja, es gibt einige ReFS Nachteile. Nachfolgend sind einige Bereiche aufgeführt, die zu beachten sind:

• ReFS kann nicht für das Systemlaufwerk bzw. das Startlaufwerk des Windows-Betriebssystems verwendet werden. Tatsächlich wird Ihnen während der Windows-Installation keine Option zum Formatieren Ihres Startlaufwerks mit ReFS angeboten, da NTFS für das Betriebssystem nach wie vor die erste Wahl ist.

• ReFS unterstützt Windows Data Deduplication ab Windows Server 2019 1809 LTSC. Wenn Sie eine ältere Version verwenden und die Deduplizierung für ein Windows-Volume mithilfe der nativen Windows-Deduplizierungsfunktion nutzen möchten, müssen Sie bei NTFS bleiben.

• ReFS unterstützt keine Verschlüsselung auf Dateiebene. Sie können die Verschlüsselung von BitLocker mit ReFSverwenden. Dabei handelt es sich jedoch um eine Verschlüsselungstechnologie auf Volume-Ebene. Wenn Sie auf Datei- oder Ordnerebene verschlüsseln möchten, müssen Sie NTFS verwenden.
• Disk Quotas werden mit Microsoft ReFSnicht unterstützt.

• ReFS unterstützt keine kurzen 8.3 (DOS-compatible) Dateinamen wie progra~1.txt , die in NTFS aus Kompatibilitätsgründen unterstützt werden.

• ReFS verbraucht im Betrieb mehr Systemressourcen. Ein größeres ReFS Array beansprucht mehr RAM, CPU-Ressourcen und Festplatten-E/A-Vorgänge pro Sekunde (IOPS).

• Es wird nicht empfohlen, Anwendungen auf ReFS Volumes zu installieren. ReFS Unterstützt keine Hardlinks (bis ReFS v.3.5).

Um die Vorteile von Microsoft ReFSzu nutzen, wird empfohlen, dieses Server-Dateisystem in den folgenden Szenarien zu verwenden:

• Einrichtung eines Dateiservers mit Support für besonders große Volume- und Dateigrößen.

• Erstellen von Volumes zur Speicherung virtueller Hyper-V-Maschinen.

• Entscheiden Sie sich für ReFS auf Windows-Servern statt auf Windows-Workstations.

• ReFS wird bevorzugt, wenn Sie Storage Spaces und Storage Space Direct auf Ihrem Server verwenden.

Hinweis : Storage Spaces ist eine Funktion, mit der Sie ein virtuelles Volume unter Verwendung mehrerer physischer Festplatten auf einem Computer erstellen können. Storage Spaces unterstützt Spiegelung wie RAID 1.

Überlegungen

Die in Windows Server 2019 ReFS enthaltenen Funktionen bieten erhebliche Vorteile für Umgebungen hinsichtlich Ausfallsicherheit, Skalierbarkeit und Leistungssteigerungen. Nun kennen Sie die Vorteile von ReFS, die Einschränkungen und wissen, wann Sie dieses Dateisystem nicht verwenden sollten. Die Version 3.4 von ReFS bietet in einigen Aspekten Vorteile, ist jedoch kein direkter Ersatz für NTFS. Sie können Hyper-V-VMs auf ReFS -Volumes speichern, um bessere Ergebnisse zu erzielen, sollten dabei jedoch die Hyper-V-Backups nicht außer Acht lassen.

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