何謂 ReFS 檔案系統：優勢與最佳實踐
Windows Server 2019 此版本在各方面都提供了許多令人興奮的特點。然而,在探討此版本的儲存特點時,更重要的是思考這些特點如何影響備份作業,其中有一項特點值得我們深入探討,那就是 Windows Server 2019 ReFS 檔案系統版本 3.4。在某些使用情境下,它相較於先前版本的檔案系統以及前代版本,提供了顯著的改進。 ReFS 見於 Windows Server 2012 以及 2016 年。
什麼是 ReFS 檔案系統？
該 ReFS 檔案系統,即 Resilient File System,是微軟開發的最新檔案系統,其首個版本與 Windows Server 2012. 其名稱源自此檔案系統的韌性特點。除了韌性特點之外,Microsoft 檔案系統的設計目標還包括最大化可用性、可擴展性與完整性。您可以在 Windows Server 2019 以及 Windows 10 Pro 適用於工作站。
管理員不再需要擔心執行 chkdsk 一個用於偵測檔案系統錯誤的工具。這部分是因為 ReFS 能夠即時在線上檢查檔案系統的運作狀態。
ReFS 用途 checksums 使其能夠偵測任何資料損毀,並迅速從中恢復。事實上,如果你觀察一個 ReFS 格式化磁碟區並執行 Tools > Check 在該磁碟上,您會收到以下訊息: You don’t need to check this drive. The ReFS file system does not need to be checked.
Windows Server 2019 ReFS 好處
以下是兩個使用情境,其中 ReFS 真正展現優勢的領域在於虛擬化以及現代備份解決方案的應用。其中一些主要優勢包括: Windows Server 2019 ReFS 檔案系統包括:
ReFS利用B+ trees在檔案結構中。B+ tree在儲存資料方面非常高效,因為該結構中的子節點具有極高的扇出比。透過使用指標,該B+ tree可以減少I/O用於從tree.
- 的最大卷大小為
ReFS是 1 尧字節 或 1 兆太位元組!
- 檔案元資料會透過讀取並執行以下操作來定期清理
checksum對資料進行操作。這個新的清理程式是確保檔案韌性的另一種機制。
File integrity streams提供額外的 檔案資料checksums.
註:加上增強的韌性優勢, ReFS 是建議使用的檔案系統 Exchange Server 2019 資料庫／日誌位置。
Windows Server 2019 ReFS包含block cloning科技. 這使得可以透過指標引用那些原本必須反覆移動的區塊。Copy on write是一種由ReFS以確保寫入資料時的完整性,並避免在斷電時發生資料損毀。韌性的檔案系統在編輯元資料時,會將元資料的副本複製到新的區塊中(而非直接覆寫現有的元資料),並在將資料寫入磁碟後,將最新版本的元資料連結至對應的檔案。 我們將在下面更詳細地探討這個問題。不過,談到備份時,block cloning在ReFS大幅提升利用備份解決方案的性能block cloning技術。Synthetic full備份作業將不再需要移動資料,而是可以利用指向現有區塊的指標來執行合成操作。
Sparse VDL.Sparse VDL或有效資料長度允許ReFS以極快的速度將檔案清零。在 Hyper-V 中建立固定大小的 VHD 磁碟時,分配磁碟空間的操作可能需要數分鐘才能完成。然而,透過sparse VDL ReFS能夠快速將 Hyper-V 磁碟檔案清零。現在只需幾秒鐘,即可在ReFS卷。
在 Hyper-V 叢集 附上 ReFS 如下所示,建立叢集共用磁碟區僅需數秒。若是在傳統的 NTFS 格式化磁碟區上執行此操作,則需耗時數分鐘。在此情況下,建立固定大小磁碟所需的時間得以縮短。
備份技術的使用情境
運用 ReFS block cloning 在現代備份解決方案中,此方法可帶來顯著成效。許多用於備份虛擬環境的解決方案,都會採用一種稱為 synthetic full 備份. 在我們定義一個 synthetic full 備份,讓我們來探討傳統的完整備份。
採用傳統的 active full 在執行虛擬機器備份時,完整備份所需的所有資料皆直接從生產環境的 VMware 或 Hyper-V 虛擬機器本身擷取。在此過程中,基本上會同時使用生產環境的網路和儲存設備來建立該完整備份。
至於合成備份,完整備份所需的資料是從備份儲存庫中現有的備份資料合成而來。系統會合成新的完整備份,並將備份鏈向前推進。 Block cloning 結合 Windows Server 2019 ReFS 由於僅需移動指標而非實際的資料區塊,這能大幅加快傳統備份解決方案合成備份的過程。
透過現代備份解決方案,例如 NAKIVO Backup & Replication不過,這並非必要。虛擬機器備份儲存於 full synthetic 模式。每個還原點都清楚知道需要哪些區塊才能完整還原虛擬機器。這意味著無需執行備份檔案的轉換,也無需透過合成還原流程重新建立完整備份。
Windows Server 2019 ReFS 最佳實踐
雖然 ReFS 這無疑是一個令人驚嘆的檔案系統,帶來了許多改進,但是否有某些使用情境下我們不採用 ReFS? 是的,確實有幾種 ReFS 缺點。以下是幾個值得注意的方面:
ReFS無法用於 Windows 作業系統的系統磁碟機／開機磁碟機。事實上,您不會看到任何選項,讓您可以使用ReFS在安裝 Windows 時,因為 NTFS 仍是該作業系統的首選。
ReFS支援Windows Data Deduplication自Windows Server 2019 1809 LTSC. 如果您使用的是舊版本系統,且希望透過 Windows 的原生重複資料刪除功能對 Windows 磁碟區進行重複資料刪除,則必須繼續使用 NTFS 檔案系統。
ReFS不支援檔案層級加密。您可以使用BitLocker使用加密ReFS. 然而,這是一種磁碟區層級的加密技術。若您想在檔案／資料夾層級進行加密,則必須使用 NTFS。Disk Quotas不支援Microsoft ReFS.
ReFS不支援短格式8.3 (DOS-compatible)類似這樣的檔案名稱progra~1.txtNTFS 為維持相容性而支援的。
ReFS運作時會消耗更多的系統資源。較大的ReFS陣列會消耗更多的 RAM、CPU 資源,以及每秒的磁碟輸入/輸出操作 (IOPS).
- 不建議您在
ReFS卷數。ReFS不支援硬連結(直到ReFS v.3.5).
為了充分利用 Microsoft ReFS, 建議您在以下情況下使用此伺服器檔案系統:
- 建置一臺支援超大容量與超大檔案的檔案伺服器。
- 建立磁碟區以儲存 Hyper-V 虛擬機器。
- 選擇
ReFS在 Windows 伺服器上,而非在 Windows 工作站上。
ReFS若您使用Storage Spaces以及Storage Space Direct在您的伺服器上。
註: Storage Spaces 這是一項特點,可讓您利用同一台電腦上的多個實體磁碟來建立虛擬磁碟區。 Storage Spaces 支援類似 RAID 1 的鏡像功能。
隨想
包含在 Windows Server 2019 ReFS 透過增強韌性、擴展性和效能,能為環境帶來顯著益處。現在您已經了解 ReFS、其限制,以及何時不應使用此檔案系統。3.4 版本的 ReFS 在某些方面雖有優勢,但並非 NTFS 的直接替代方案。您可以將 Hyper-V 虛擬機器儲存於 ReFS 雖然增加備份頻率能獲得更好的效果,但別忘了 Hyper-V 備份。
下載免費版本 NAKIVO Backup & Replication 以保護您的 Hyper-V 環境。NAKIVO 解決方案支援具備加密與壓縮功能的合成備份。透過 ReFS 遵循最佳實踐來管理檔案系統,而 NAKIVO 解決方案能協助您獲得最佳成效。
