NTFS vs. ReFS – Wie man entscheidet, welche zu verwenden

Inzwischen haben Sie wahrscheinlich von Microsofts relativ neuem Dateisystem „ReFS“ gehört. Es wurde mit Windows Server 2012 eingeführt und versucht, NTFS in Bezug auf Stabilität und Skalierbarkeit zu übertreffen. Da wir die VHDXs normalerweise für mehrere virtuelle Maschinen auf demselben Volume speichern, scheint es, als ob sie gut mit ReFS kompatibel sind. Leider hat es nicht … am Anfang. Microsoft hat ReFS in den vergangenen Jahren weiter verbessert. Es hat mehrere Funktionen erhalten, die es von NTFS distanziert haben. Sollten Sie es mit seiner Reifung für Hyper-V verwenden? Sie haben viel zu beachten, bevor Sie diese Entscheidung treffen.

Was ist ReFS?

Der Spitzname „ReFS“ bedeutet „resilientes Dateisystem“. Es enthält integrierte Funktionen gegen Datenbeschädigung zu helfen. Die Docs-Website von Microsoft bietet eine detaillierte Erläuterung von ReFS und seinen Funktionen. Eine kurze Zusammenfassung:

• Integritätsströme: ReFS verwendet Prüfsummen, um nach Dateibeschädigungen zu suchen.
• Automatische Reparatur: Wenn ReFS Probleme in einer Datei erkennt, werden automatisch Korrekturmaßnahmen ergriffen.
• Leistungsverbesserungen: Unter bestimmten Bedingungen bietet ReFS Leistungsvorteile gegenüber NTFS.
• Sehr große Volumen- und Dateiunterstützung: Die Obergrenzen von ReFS überschreiten NTFS, ohne die gleichen Leistungseinbußen zu verursachen.
• Mirror-accelerated parity: Mirror-accelerated Parity verbraucht viel rohen Speicherplatz, ist aber sehr schnell und sehr belastbar.
• Integration mit Storage Spaces: Viele Funktionen von ReFS funktionieren nur in Verbindung mit Storage Spaces.

Bevor Sie sich für einige der früheren Punkte begeistern, muss ich eines betonen: Mit Ausnahme der Kapazitätsgrenzen benötigt ReFS Speicherplatz, um seine beste Arbeit zu leisten.

ReFS-Vorteile für Hyper-V

ReFS verfügt über Funktionen, die einige Aktivitäten virtueller Maschinen beschleunigen.

• Klonen von Blöcken: Nach meiner Lektüre ist das Klonen von Blöcken im Wesentlichen eine Form der Deduplizierung. Es funktioniert jedoch nicht als Dateisystemfilter oder Scanner. Es wartet nicht passiv auf beliebige Datenschreibvorgänge oder durchsucht das Dateisystem regelmäßig nach Duplikaten. Etwas muss es aktiv für eine bestimmte Datei aufrufen. Microsoft weist ausdrücklich darauf hin, dass Checkpoint-Zusammenführungen erheblich beschleunigt werden können.
• Sparse VDL (valid data length): Alle Dateisysteme erfassen den einer Datei zugewiesenen Speicherplatz. ReFS verwendet VDL, um anzugeben, wie viel Daten in dieser Datei enthalten sind. Wenn Sie Hyper-V also anweisen, eine neue feste VHDX auf ReFS zu erstellen, kann die gesamte Datei in ungefähr der gleichen Zeit erstellt werden wie eine dynamisch expandierende VHDX. Es wird in ähnlicher Weise Expansionsoperationen auf dynamisch expandierenden VHDXs zugute kommen.

Nehmen Sie sich ein wenig Zeit, um diese Funktionen durchzugehen. Denken Sie über ihre gesamten Anwendungen nach.

ReFS vs. NTFS für Hyper-V: Technischer Vergleich

Mit der allgemeinen Erklärung aus dem Weg, jetzt können Sie eine bessere Einschätzung der Unterschiede machen. Überprüfen Sie zunächst die Vergleichstabellen auf der ReFS-Übersichtsseite von Microsoft. Bei typischen Hyper-V-Bereitstellungen bedeuten die meisten Unterschiede nur sehr wenig. Beispielsweise benötigen Sie wahrscheinlich keine Kontingente für Ihre Hyper-V-Speicherorte. Lassen Sie uns eine eigene Tabelle erstellen, die besser für Hyper-V geeignet ist:

• ReFS-Siege: Wirklich große Speicherorte und wirklich große VHDXs
• ReFS-Siege: Umgebungen mit übermäßig hoher Häufigkeit von erstellten, überprüften oder zusammengeführten VHDXs
• ReFS-Siege: Speicherplatz und Speicherplätze Direkte Bereitstellungen
• NTFS-Siege: Bereitstellungen mit einem Volume
• NTFS wins (potenziell): Mixed-Purpose-Bereitstellungen

Ich denke, die meisten dieser Dinge sprechen für sich. Die letzten beiden brauchen wahrscheinlich ein bisschen mehr Erklärung.

Single-Volume-Bereitstellungen erfordern NTFS

In diesem Zusammenhang beabsichtige ich, dass „Single-Volume-Bereitstellung“ Installationen bedeutet, bei denen Sie Hyper-V (einschließlich des Verwaltungsbetriebssystems) und alle VMs auf demselben Volume haben. Sie können weder ein Startvolume mit ReFS formatieren noch eine Auslagerungsdatei auf ReFS platzieren. Eine solche Installation erlaubt auch keine Lagerräume oder Lagerräume direkt, so dass die meisten Funktionen von ReFS sowieso ausgelassen würden.

Gemischte Bereitstellungen erfordern möglicherweise NTFS

Einige von uns haben das Glück, nur virtuelle Maschinen an dedizierten Speicherorten bereitzustellen. Nicht jeder hat das. Wenn Ihr Hyper-V-Speichervolume auch Dateien für andere Zwecke hostet, müssen Sie möglicherweise mit NTFS fortfahren. Gehen Sie die letzte Tabelle unten auf der Übersichtsseite durch. Es zeigt die Eigenschaften, die Sie nur in NTFS finden können. Bei Standard-Dateifreigabeszenarien verlieren Sie Kontingente. Möglicherweise verfügen Sie über ältere Anwendungen, für die die erweiterten Eigenschaften von NTFS oder Kurznamen erforderlich sind. In diesen Situationen reicht nur NTFS aus.

Hinweis: Wenn Sie eine Alternative haben, verwenden Sie nicht denselben Host, um Nicht-Hyper-V-Rollen neben Hyper-V auszuführen. In ähnlicher Weise trennen Sie Hyper-V-VMs auf Volumes abgesehen von Volumes, die andere Dateitypen enthalten.

Unerwartetes ReFS-Verhalten

Der offizielle Inhalt beschreibt ausführlich die Vorteile der Integritätsströme von ReFS. Es verwendet Prüfsummen, um Dateibeschädigungen zu erkennen. Wenn es Probleme findet, ergreift es Korrekturmaßnahmen. Auf einem Storage Spaces-Volume, das Schutzschemata verwendet, besteht die Möglichkeit, das Problem zu beheben. Dies geschieht mit dem Volume online und bietet ein nahtloses Erlebnis. Aber was passiert, wenn ReFS das Problem nicht beheben können? Hier müssen Sie wirklich aufpassen.

Auf der Übersichtsseite verwendet die Dokumentation außergewöhnlich vage Formulierungen: „ReFS entfernt die beschädigten Daten aus dem Namespace“. Die Integrity Streams-Seite macht es schlimmer: „Wenn der Versuch nicht erfolgreich ist, gibt ReFS einen Fehler zurück.“ Während ich diesen Artikel recherchierte, wurde mir von einer beunruhigenderen Aktivität erzählt: ReFS löscht Dateien, die es für nicht reparierbar hält. Der Kommentarbereich am Ende dieser Seite enthält einen bestätigenden Bericht. Wenn Sie diesem Kommentarthread folgen, finden Sie einen Eintrag von einem Microsoft-Programmmanager, der Folgendes angibt:

ReFS löscht Dateien in zwei Szenarien:

1. ReFS erkennt Metadaten Korruption und es gibt keine Möglichkeit, es zu beheben. Das heißt, ReFS befindet sich nicht auf einem redundanten Storage Spaces-Volume, auf dem die beschädigte Kopie repariert werden kann.
2. ReFS erkennt Datenbeschädigung und Integritätsstrom aktiviert ist, und es gibt keine Möglichkeit, es zu beheben. Das heißt, wenn Integrity Stream nicht aktiviert ist, kann auf die Datei zugegriffen werden, unabhängig davon, ob die Daten beschädigt sind oder nicht. Wenn ReFS auf einem gespiegelten Volume mit Speicherplätzen ausgeführt wird, wird die beschädigte Kopie automatisch behoben.

Das Ergebnis: Wenn ReFS entscheidet, dass eine VHDX nicht behebbaren Schaden erlitten hat, wird sie gelöscht. Es wird nicht fragen, noch wird es Ihnen die Möglichkeit geben, zu versuchen, zu retten, was Sie können. Wenn ReFS nicht durch die Redundanz von Storage Spaces unterstützt wird, kann keine Reparatur durchgeführt werden. Aus einer Perspektive sieht ReFS auf Nicht-Speicherplätzen wie ein Ansatz mit sehr hohem Risiko aus. Aber…

Achten Sie auf Ihre Backups!

Sie sollten den Schweregrad des vorherigen Abschnitts nicht übersehen. Sie sollten sich jedoch auch nicht davon abschrecken lassen. Ich verstehe sicherlich, dass Sie eine teilweise lesbare VHDX einer gelöschten vorziehen könnten. Zu diesem Zweck können Sie Integritätsstreams in den Dateien Ihrer VMs einfach deaktivieren. Ich habe auch einen anderen Vorschlag.

Vernachlässigen Sie nicht Ihre Backups! Wenn ReFS eine Datei löscht, rufen Sie sie aus dem Backup ab. Wenn eine VHDX unter NTFS beschädigt wird, rufen Sie sie aus dem Backup ab. Mit ReFS wissen Sie zumindest, dass Sie ein Problem haben. Mit NTFS können Probleme viel länger lauern. Unabhängig von Ihrer Konfiguration ist das einzige, worauf Sie sich verlassen können, um Ihre Daten zu schützen, eine solide Backup-Lösung.

Auswahl von NTFS für Hyper-V

Sie haben jetzt genügend Informationen, um eine fundierte Entscheidung zu treffen. Diese Bedingungen weisen auf eine gute Bedingung für NTFS hin:

• Konfigurationen, die keine Speicherplätze verwenden, z. B. Einzelfestplatten- oder Hersteller-RAID. Dies allein macht keinen luftdichten Punkt; bitte lesen Sie die „Mind Your Backups!“ abschnitt oben.
• Single-Volume-Systeme (Ihr Host hat nur ein C: —Volume)
• Mixed-Purpose-Systeme (bitte neu konfigurieren, um Rollen zu trennen)
• Der Speicher auf Hosts, die älter als 2016 sind – ReFS war in früheren Versionen nicht so ausgereift. Dies allein ist kein luftdichter Punkt.
• Ihr Backup-Anwendungsanbieter unterstützt ReFS nicht
• Wenn Sie sich über ReFS

im Laufe der Zeit nicht sicher sind, verliert NTFS in Hyper-V-Bereitstellungen die Gunst gegenüber ReFS. Dies bedeutet jedoch nicht, dass NTFS sein Ende erreicht hat. ReFS hat erstaunlich höhere Grenzwerte, aber nur sehr wenige Systeme verwenden mehr als einen Bruchteil dessen, was NTFS bieten kann. ReFS verfügt über beeindruckende Resilienzfunktionen, aber NTFS verfügt auch über Selbstheilungskräfte und Sie haben Zugriff auf RAID-Technologien, um sich gegen Datenbeschädigung zu verteidigen.

Microsoft wird ReFS weiter entwickeln. Sie können es schließlich als NTFS-Nachfolger positionieren. Bis heute haben sie dies nicht getan. Es sieht auch nicht so aus, als würden sie es morgen tun. Fühlen Sie sich nicht unter Druck gesetzt, vor Ihrem Komfortniveau zu ReFS zu wechseln.

Wenn ReFS für Hyper-V wählen

Einige Situationen machen ReFS die klare Wahl für Hyper-V-Daten zu speichern:

• Storage Spaces (und Storage Spaces Direct)-Umgebungen
• Extrem große Volumes
• Extrem große VHDXs

In einer Umgebung mit einer sehr hohen Abwanderung von VHDX-Dateien können Sie ein zusätzliches leistungsbasiertes Argument für ReFS angeben. Überschätzen Sie jedoch nicht die Auswirkungen dieser Leistungsverbesserungen. Der auffälligste Unterschied tritt auf, wenn Sie feste VHDXs erstellen. Für alle anderen Vorgänge müssen Sie Ihre Hardware aktualisieren, um eine sinnvolle Verbesserung zu erzielen.

Ich möchte jedoch den Nutzen von ReFS für sehr große Mengen nicht beschönigen. Wenn Sie ein Speichervolumen von einigen Terabyte und VHDXs von sogar einigen hundert Gigabyte haben, werden ReFS NTFS selten deutlich übertreffen. Wenn Sie anfangen, in Hunderten von Terabyte zu denken, wird NTFS wahrscheinlich Engpässe aufweisen. Wenn Sie höher drücken müssen, wird ReFS Ihre einzige Wahl.

ReFS glänzt wirklich, wenn Sie es mit Storage Spaces Direct kombinieren. Die Fähigkeit, automatisch eine unterbrechungsfreie Online-Reparatur durchzuführen, ist wirklich beeindruckend. Einerseits stellen die Chancen einer störenden Datenkorruption auf modernen Systemen eine statistische Anomalie dar. Auf der anderen Seite kümmert sich niemand, der unter einem solchen Ereignis gelitten hat, wirklich darum, wie unwahrscheinlich es war.

ReFS vs NTFS auf Hyper-V-Gastdateisystemen

Alle oben genannten Punkte befassen sich nur mit der Speicherung virtueller Maschinen durch Hyper-V. Was ist mit ReFS in Gastbetriebssystemen?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zu den Stärken von ReFS zurückkehren. Bisher haben wir nur in Bezug auf Hyper-V darüber nachgedacht. Beginnen wir mit der Überprüfung der ReFS-Übersicht von Microsoft. Insbesondere die folgenden:

“ Microsoft hat NTFS speziell für die allgemeine Verwendung mit einer Vielzahl von Konfigurationen und Workloads entwickelt, aber für Kunden, die speziell die Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit und / oder Skalierung benötigen, die ReFS bietet, unterstützt Microsoft ReFS für die Verwendung unter den folgenden Konfigurationen und Szenarien…“

Ich habe den Schwerpunkt auf den Teil gelegt, den Sie berücksichtigen sollen. Der Satz selbst lässt Sie denken, dass sie einige Verwendungen auflisten werden, aber sie listen nur eine auf: „Backup-Ziel“. Die anderen Elemente auf ihrer Liste sprechen nur über die Speicherkonfiguration. Also müssen wir uns wieder in den Satz vertiefen und diese drei Deskriptoren herausziehen, um uns bei der Entscheidung zu helfen: „Verfügbarkeit“, „Ausfallsicherheit“ und „Skalierung“. Sie können die ersten beiden sofort wegwerfen – Sie sollten sich nicht auf die Speicherverfügbarkeit und -ausfallsicherheit in einer VM konzentrieren. Das lässt uns mit „Skala“. Also, wirklich große Volumes und wirklich große Dateien. Denken Sie daran, das bedeutet Hunderte von Terabyte und mehr.

Lesen Sie die Merkmalsvergleiche durch, um eine genauere Entscheidung zu treffen. Wenn eine Anwendung, die Sie in einem Gast verwenden möchten, Funktionen benötigt, die nur auf NTFS zu finden sind, verwenden Sie NTFS. Persönlich benutze ich immer noch NTFS in Gästen fast ausschließlich. ReFS benötigt Speicherplätze, um seine beste Arbeit zu leisten, und Speicherplätze leisten ihre beste Arbeit auf der physischen Ebene.

Kombinieren von ReFS mit NTFS auf Hyper-V-Hosts und -Gästen

Beachten Sie, dass das Dateisystem in einem Gast keinen Einfluss auf das Dateisystem des Hosts hat und umgekehrt. Soweit Hyper-V weiß, sind VHDXs, die an virtuelle Maschinen angeschlossen sind, nichts anderes als ein Bündel von Datenblöcken. Sie können jede Kombination verwenden, die funktioniert.