NTFS o ReFS: quale scegliere?

& & Gli ambienti Hyper-V non possono funzionare correttamente senza uno storage affidabile, poiché questo ha un impatto significativo sulle prestazioni delle VM. Ciò è dovuto al fatto che lo scopo principale dello storage è quello di salvare e conservare i dati disponibili in un formato appropriato. Microsoft Hyper-V offre diverse opzioni di archiviazione tra cui scegliere, che differiscono per una serie di aspetti.

Tuttavia, senza un file system, sarebbe impossibile archiviare, gestire e accedere ai dati conservati nell’archiviazione. In questo post del blog, discuteremo le funzioni di Hyper-V Resilient File System (ReFS) e New Technology File System (NTFS) e ciò che li differenzia.

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Che cos’è NTFS?

NTFS è un file system Microsoft disponibile di default nelle versioni precedenti di Windows e Windows Server. Il file system NTFS offre una serie di funzioni utilizzate per la gestione dei file su disco e la prevenzione dei guasti del disco. Queste includono il controllo degli accessi di sicurezza (ACL), l’utilizzo dello spazio su disco, metadati migliorati, journaling del file system, crittografia, file sparsi e quote disco. Inoltre, i volumi condivisi in cluster possono essere utilizzati con il ruolo Hyper-V, che consente l’accesso a un disco condiviso contenente un volume NTFS da parte di più nodi in un cluster di failover.

Che cos’è ReFS?

ReFS, noto anche come Protogon, è un file system sviluppato da Microsoft e introdotto con Windows Server 2012. L’idea alla base di ReFS era quella di creare un file avanzato per archiviare in modo sicuro grandi quantità di dati. A tal fine, sono state introdotte le seguenti funzioni: resilienza integrata, controllo automatico dell’integrità, pulizia dei dati e prevenzione del degrado dei dati.

Inoltre, il file system ReFS può integrarsi perfettamente con Storage Spaces, un livello di virtualizzazione dello storage utilizzato per il mirroring e lo striping dei dati, nonché per la condivisione dei pool di storage. Grazie a ciò, ReFS è in grado di rilevare i file danneggiati all’interno di un disco e ripararli automaticamente. L’idea alla base di ReFS era quella di creare un file system con una elevata resilienza nei confronti del danneggiamento dei dati e in grado di fornire scalabilità on-demand per ambienti di grandi dimensioni.

ReFS e NTFS Confronto delle funzioni

Come si può vedere, entrambi i sistemi includono varie funzioni che differiscono nel modo in cui proteggono l’storage, ne migliorano le prestazioni e garantiscono l’integrità dei dati. La sezione seguente illustrerà le capacità di ciascun sistema.

File System Affidabilità

Se confrontiamo ReFS e NTFS, dovremmo parlare di affidabilità. In caso di guasto del sistema, NTFS utilizza punti di controllo e file di log per ripristinare il sistema allo stato precedente. Se viene rilevato un errore di settore danneggiato, NTFS contrassegna il cluster danneggiato come non funzionante, lo elimina e assegna un nuovo cluster per l’archiviazione dei dati. Con la funzione di autoriparazione di NTFS, è possibile proteggere l’intero file system senza mettere offline il volume. NTFS esegue periodicamente la scansione del sistema per individuare eventuali problemi di corruzione transitori e risolverli. Inoltre, NTFS offre un elevato livello di affidabilità grazie all’uso di un file system di journaling, il che significa che questo file system tiene traccia di tutte le modifiche nel disco, consentendo di ripristinare rapidamente l’infrastruttura allo stato precedente in caso di crash del sistema o migrazione dei dati non riuscita.

D’altra parte, ReFS include anche una serie di funzioni che garantiscono l’affidabilità dell’archiviazione dei dati. Come accennato in precedenza, ReFS può integrarsi con Storage Spaces, che consente processi di riparazione automatica all’interno del sistema senza causare tempi di inattività del volume. Inoltre, ReFS applica una tecnica di copia su scrittura, il che significa che qualsiasi modifica al file viene scritta su un blocco appena allocato sul disco. Tutti i metadati ReFS e i dati dei file hanno checksum che consentono di rilevare eventuali errori di corruzione dei dati e supportano l’integrità dei dati del sistema. Con la funzione di pulizia dei dati, ReFS può eseguire periodicamente la scansione dell’ambiente per verificare i checksum corrispondenti, identificare eventuali corruzioni e riparare i dati danneggiati.

ReFS vs NTFS Prestazioni

Sia NTFS che ReFS hanno funzioni specifiche che consentono loro di migliorare significativamente le prestazioni del file system.

In Windows Server 2008, è stato introdotto NTFS transazionale, che ha consentito di monitorare le prestazioni del sistema attraverso le transazioni. In questo caso, le operazioni sui file vengono eseguite attraverso transazioni atomiche, il che significa che è possibile impostare una transazione in modo che applichi più modifiche ai file nel sistema. La transazione è impostata in modo tale da garantire che tutte le operazioni abbiano esito positivo o nessuna di esse. In caso di guasto del sistema, le modifiche adottate vengono scritte sul disco e il lavoro transazionale incompleto viene ripristinato. Pertanto, le transazioni consentono di eseguire operazioni senza interruzioni o errori e di salvare i progressi compiuti.

Altre opzioni che consentono di migliorare le prestazioni includono le quote disco, la compressione dei file e il ridimensionamento. Con le quote disco, l’amministratore può allocare una certa quantità di spazio su disco che gli utenti possono utilizzare e identificare se il limite è stato superato. Inoltre, NTFS può comprimere i file di sistema utilizzando algoritmi di compressione, aumentando così la capacità di archiviazione. La funzione di ridimensionamento consente di aumentare o ridurre le dimensioni del volume NTFS utilizzando lo spazio su disco non allocato all’interno del sistema.

Come accennato in precedenza, ReFS può essere integrato con Windows Storage Spaces, che consente l’ottimizzazione dei livelli in tempo reale. Un volume in ReFS è diviso in due settori, ovvero il livello di prestazioni e il livello di capacità. A ciascuno di questi livelli sono assegnati tipi di unità e resilienza propri, che garantiscono un’ottimizzazione di alto livello. Le operazioni di scrittura saranno eseguite nel livello di prestazioni e i grandi blocchi di dati memorizzati all’interno del livello di prestazioni saranno trasferiti al livello di capacità in tempo reale.

Le seguenti funzioni sono state introdotte specificamente per accelerare le prestazioni delle VM Hyper-V. Con la funzione VDL (Valid Data Length) sparsa, ReFS può azzerare rapidamente i file, consentendo di creare file di disco rigido virtuale (VHD) in pochi secondi. Un’altra funzione è la clonazione di blocchi, che viene applicata quando si lavora con carichi di lavoro dinamici, come la clonazione di VM e le operazioni di unione dei punti di controllo. In questo caso, la clonazione di blocchi viene eseguita sulla base dei metadati, invece che dei dati dei file. In questo modo, le prestazioni delle operazioni di copia risultano migliori e il carico del disco si riduce.

Scalabilità

Confrontando la scalabilità di ReFS e NTFS, il primo può supportare volumi di dati molto grandi. NTFS offre teoricamente una capacità massima di 16 exabyte, mentre ReFS arriva a 262.144 exabyte. Pertanto, ReFS è più facilmente scalabile rispetto a NTFS e garantisce prestazioni di storage efficienti.

Vale anche la pena notare che la lunghezza massima dei nomi dei file in NTFS e ReFS è di 255 caratteri, mentre la lunghezza massima dei nomi dei percorsi è di 32.768 caratteri. Tuttavia, ReFS fornisce il supporto per nomi di file e percorsi di file più lunghi per impostazione predefinita. Per quanto riguarda NTFS, è necessario disabilitare manualmente il limite di caratteri brevi.

Confronto delle funzionalità

Dato che NTFS è il predecessore di ReFS, quest’ultimo ha preso in prestito la maggior parte delle sue funzionalità da NTFS. La tabella seguente mostra come i due file system differiscono nelle loro funzioni e quale dei due ha un set di strumenti più completo.

Perché ReFS non può ancora sostituire NTFS

Come si può vedere dalla tabella sopra, la questione ReFS vs NTFS è ancora rilevante poiché ReFS è ancora molto limitato nelle sue funzionalità rispetto a NTFS. Funzioni cruciali di NTFS come la compressione dei dati, la crittografia, le transazioni, i collegamenti fisici, le quote disco e gli attributi estesi non sono presenti in ReFS. Un’altra limitazione è che, a differenza di NTFS, ReFS non offre la possibilità di avviare Windows da un volume ReFS.

La sua funzionalità limitata può essere spiegata dal motivo per cui è stato creato, ovvero garantire la protezione contro il danneggiamento dei dati e fornire una maggiore scalabilità del file system. Tuttavia, ReFS non può essere considerato un file system meno efficiente, poiché dispone di un ampio numero di funzioni in grado di migliorarne le prestazioni. Ad esempio, ReFS non include la funzione Encrypting File System (EFS) utilizzata in NTFS, che consente la crittografia a livello di file system. ReFS dispone invece della funzione di crittografia BitLocker, che fornisce la crittografia dell’intero disco.

Pertanto, la scelta tra ReFS e NTFS dipende principalmente dall’attività specifica per cui verrà utilizzato. Attualmente, NTFS è un’opzione più preferibile quando si tratta di archiviare dati meno sensibili e di avere un controllo più granulare sui file nel sistema. D’altra parte, ReFS può attrarre gli utenti che hanno bisogno di gestire dati in ambienti su larga scala e vogliono garantire l’integrità dei propri dati in caso di danneggiamento dei file.

Ottimizzazione dello storage Funzioni di NAKIVO Backup & Replication

Quando si tratta di proteggere il proprio ambiente virtuale, l’installazione di un software di protezione dei dati di terze parti è la soluzione definitiva. In questo modo è possibile garantire che la propria attività sia sempre operativa e pronta a servire i clienti, anche in caso di disastri imprevisti. NAKIVO Backup & Replication è una soluzione di protezione dei dati affidabile ed economica che, oltre ai numerosi vantaggi che offre, consente anche di utilizzare lo spazio di storage nel modo più efficiente possibile. Per ottimizzare lo spazio di archiviazione, NAKIVO Backup & Replication include una serie di funzionalità avanzate descritte di seguito.

Esclusione di file e partizioni di swap

I file di swap su sistema operativo Windows e le partizioni di swap su sistema operativo Linux vengono utilizzati per fornire memoria virtuale aggiuntiva e funzionano fondamentalmente come un’estensione della RAM fisica. I file e le partizioni di swap consentono di aumentare la dimensione della memoria fisica di un computer simulandola. Lo svantaggio è che i file di swap tendono ad aumentare di dimensioni nel tempo, il che può influire sulle prestazioni dei lavori di backup e replica. Per evitare il problema dell’archiviazione eccessivamente ingombra, NAKIVO Backup & Replication & può escludere automaticamente i file e le partizioni di swap dai backup e dalle repliche delle VM. In questo modo è possibile ridurre le dimensioni dello spazio di archiviazione e aumentare la velocità dei processi di backup e replica.

Deduplicazione e compressione

NAKIVO Backup & Replication applica tecniche di deduplicazione e compressione per ottimizzare l’utilizzo dello spazio di storage da parte dei backup. La deduplicazione garantisce che tutte le copie duplicate dei blocchi di dati ripetuti vengano eliminate dai backup delle VM. In questo modo, solo i blocchi di dati unici vengono salvati nel repository di backup. Inoltre, NAKIVO Backup & Replication è in grado di comprimere ogni blocco di dati, riducendo così la dimensione dei dati. Sia la deduplicazione che la compressione dei dati sono abilitate di default e vengono eseguite automaticamente.

Processi incrementali

I lavori di backup e replica in NAKIVO Backup & Replication & Replication sono incrementali, il che significa che dopo il lavoro iniziale di backup completo o replica, tutti i lavori successivi trasferiscono solo i blocchi di dati modificati. A tal fine, vengono utilizzati VMware Changed Block Tracking (CBT) o Hyper-V Resilient Change Tracking (RCT), che consentono di identificare quali dati sono stati modificati dall’ultimo backup o replica. L’esecuzione di processi incrementali riduce il tempo dedicato ai processi di backup e replica e diminuisce il carico di rete.

Archiviazione completa dei dati sintetici

NAKIVO Backup & Replication applica l’approccio sintetico alla creazione e all’archiviazione dei backup delle VM. Grazie all’uso della modalità sintetica, il prodotto è in grado di identificare i blocchi di dati modificati all’interno di una VM e quindi inviarli a un repository di backup. Al termine di un lavoro di backup, NAKIVO Backup & Replication può creare un punto di ripristino, che viene utilizzato come riferimento per specifici blocchi di dati necessari per ripristinare la VM in un determinato momento. I backup sintetici garantiscono che i backup siano veloci e sicuri, che lo spazio di archiviazione dei dati sia utilizzato in modo efficiente e che la VM in un determinato momento possa essere ripristinata rapidamente.

Gli appliance di deduplicazione supportano

L’appliance di deduplicazione dei dati è un tipo speciale di hardware che elimina le copie duplicate dei dati ripetuti. NAKIVO Backup & Replication & Replication fornisce supporto per varie appliance di deduplicazione, come NEC HYDRAstor, Data Domain, Quantum DXi, HP StoreOnce, ecc. Qualsiasi di queste appliance di deduplicazione può essere utilizzata come destinazione di backup primaria o secondaria. A differenza del backup incrementale permanente, che memorizza solo i blocchi di dati incrementali, il nuovo tipo di repository di backup memorizza le catene di backup delle VM, che includono backup completi periodici e file di backup incrementali tracciati tra questi backup completi.

Il supporto per le appliance di deduplicazione consente di eseguire il backup delle VM 53 volte più velocemente rispetto al repository di backup tradizionale. Inoltre, lo spazio di archiviazione e le operazioni di backup sono più facili da gestire con l’appliance di deduplicazione in funzione.

Conclusione

Microsoft Hyper-V è un software di virtualizzazione efficiente che lavora costantemente per migliorare le sue funzionalità. A causa del fatto che i requisiti di storage dei dati sono cambiati drasticamente nel tempo, è stato introdotto il sistema all’avanguardia ReFS come file system in grado di superare i problemi presenti in NTFS.

Rispetto a NTFS, lo scopo principale di ReFS è quello di migliorare la resilienza del sistema alla corruzione dei dati e garantire una grande scalabilità. Tuttavia, ReFS è ancora un file system relativamente nuovo e le sue funzionalità non sono sviluppate come quelle di NTFS. Pertanto, quando si sceglie tra le due opzioni, è necessario considerare la portata delle operazioni aziendali, le esigenze dell’ambiente virtuale e la sensibilità dei dati.

Per garantire che l’ambiente virtuale sia protetto in modo sicuro, installare NAKIVO Backup & Replication, che include una serie di funzioni avanzate per migliorare i processi di backup e replica delle VM e perfezionare le strategie di DR. Con NAKIVO Backup & Replication & , non solo potrete risparmiare tempo e denaro, ma anche ridurre i requisiti di spazio di storage.

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