NTFS vs.ReFS – jak zdecydować, którego użyć

do tej pory prawdopodobnie słyszałeś o stosunkowo niedawnym systemie plików „ReFS”firmy Microsoft. Wprowadzony w systemie Windows Server 2012, dąży do przekroczenia NTFS pod względem stabilności i skalowalności. Ponieważ zazwyczaj przechowujemy VHDX dla wielu maszyn wirtualnych w tym samym woluminie, wydaje się, że dobrze łączy się z referencjami. Niestety nie … na początku. Microsoft nadal ulepsza ReFS w kolejnych latach. Zyskał kilka funkcji, które zdystansowały go od NTFS. Czy z jego dojrzewaniem powinieneś zacząć używać go do Hyper-V? Przed podjęciem tej decyzji musisz wiele rozważyć.

co to jest ReFS?

przydomek „ReFS” oznacza „odporny system plików”. Zawiera wbudowane funkcje, które pomagają w walce z uszkodzeniem danych. Witryna Microsoft docs zawiera szczegółowe wyjaśnienie ReFS i jego funkcji. Krótkie podsumowanie:

• strumienie integralności: ReFS używa sum kontrolnych do sprawdzania uszkodzeń plików.
• Automatyczna naprawa: gdy ReFS wykryje problemy w pliku, automatycznie podejmie działania naprawcze.
• poprawa wydajności: w kilku szczególnych warunkach ReFS zapewnia korzyści z wydajności w porównaniu z NTFS.
• obsługa bardzo dużych woluminów i plików: górne limity ReFS przekraczają NTFS bez ponoszenia tych samych uderzeń wydajności.
• parzystość z przyspieszeniem lustrzanym: parzystość z przyspieszeniem lustrzanym zużywa dużo surowego miejsca do przechowywania, ale jest bardzo szybka i bardzo odporna.
• integracja z przestrzeniami magazynowymi: wiele funkcji ReFS działa w pełni tylko w połączeniu z przestrzeniami magazynowymi.

zanim zaczniesz ekscytować się niektórymi wcześniejszymi punktami, muszę podkreślić jedną rzecz: oprócz ograniczeń pojemności, ReFS wymaga przestrzeni magazynowych, aby wykonać swoją najlepszą pracę.

korzyści ReFS dla Hyper-V

ReFS ma funkcje przyspieszające niektóre działania maszyn wirtualnych.

• klonowanie bloków: według mnie klonowanie bloków jest zasadniczo formą de-duplikacji. Ale nie działa jako filtr systemu plików lub skaner. Nie czeka pasywnie na dowolny zapis danych lub okresowo skanuje system plików w poszukiwaniu duplikatów. Coś musi aktywnie wywołać go przeciwko konkretnemu plikowi. Microsoft wyraźnie wskazuje, że może znacznie przyspieszyć łączenie punktów kontrolnych.
• Sparse VDL (valid data length): wszystkie systemy plików zapisują ilość miejsca przydzielonego do pliku. ReFS używa VDL, aby wskazać, ile tego pliku zawiera dane. Tak więc, gdy polecisz Hyper-V, aby utworzyć nowy stały VHDX na ReFS, może on utworzyć cały plik w mniej więcej tym samym czasie, co utworzenie dynamicznie rozwijającego się VHDX. Będzie to również korzystne dla operacji ekspansji dynamicznie rozwijających się VHDX.

poświęć trochę czasu na zapoznanie się z tymi funkcjami. Pomyśl o ich wszystkich zastosowaniach.

ReFS vs. NTFS dla Hyper-V: porównanie techniczne

z ogólnym wyjaśnieniem na uboczu, teraz możesz lepiej ocenić różnice. Najpierw sprawdź tabele porównawcze na stronie przegląd ReFS firmy Microsoft. W przypadku typowych wdrożeń Hyper-V większość różnic oznacza bardzo niewiele. Na przykład prawdopodobnie nie potrzebujesz limitów w lokalizacjach pamięci masowej Hyper-V. Stwórzmy własny stół, lepiej dopasowany do Hyper-V:

• refs wygrywa: naprawdę duże lokalizacje pamięci i naprawdę duże VHDXs
• refs wygrywa: środowiska o zbyt dużej liczbie utworzonych, checkpointed lub scalonych VHDXs
• refs wygrywa: przestrzeń pamięci i przestrzenie pamięci wdrożenia bezpośrednie
• NTFS wygrywa: wdrożenia z pojedynczym woluminem
• NTFS wygrywa (potencjalnie): wdrożenia mieszane

myślę, że większość z tych rzeczy mówi sama za siebie. Ostatnie dwa prawdopodobnie potrzebują trochę więcej wyjaśnień.

Deployments single-Volume Requires NTFS

w tym kontekście, mam zamiar „single-volume deployment” oznacza instalacje, w których masz Hyper-V (w tym jego system operacyjny zarządzania) i wszystkie maszyny wirtualne na tym samym woluminie. Nie można sformatować woluminu rozruchowego za pomocą ReFS, ani nie można umieścić pliku strony w ReFS. Taka instalacja również nie pozwala na bezpośrednie Przechowywanie przestrzeni lub przestrzeni magazynowych, więc i tak straciłaby większość możliwości ReFS.

wdrożenia mieszane mogą wymagać plików NTFS

niektórzy z nas mają szczęście wdrażać tylko maszyny wirtualne w dedykowanych lokalizacjach pamięci masowej. Nie każdy to ma. Jeśli wolumin pamięci masowej Hyper-V zawiera również pliki do innych celów, może być konieczne kontynuowanie korzystania z plików NTFS. Przejdź do ostatniej tabeli w dolnej części strony przeglądu. Pokazuje właściwości, które można znaleźć tylko w NTFS. W przypadku standardowych scenariuszy udostępniania plików tracisz limity. Możesz mieć starsze aplikacje, które wymagają rozszerzonych właściwości NTFS lub krótkich nazw. W takich sytuacjach wystarczy tylko NTFS.

Uwaga: Jeśli masz jakąś alternatywę, nie używaj tego samego hosta do uruchamiania ról innych niż Hyper-V obok Hyper-V. Microsoft nie obsługuje mieszania. Podobnie należy oddzielić maszyny wirtualne Hyper-V na woluminy od woluminów zawierających inne typy plików.

nieoczekiwane zachowanie ReFS

oficjalna treść sięga do pewnego stopnia, aby opisać zalety strumieni integralności ReFS. Wykorzystuje sumy kontrolne do wykrywania uszkodzeń plików. Jeśli znajdzie problemy, angażuje się w działania naprawcze. Na objętości przestrzeni magazynowej, która wykorzystuje Schematy ochronne, ma możliwość rozwiązania problemu. Robi to z wolumenem online, zapewniając bezproblemowe wrażenia. Ale co się dzieje, gdy ReFS nie może rozwiązać problemu? To jest miejsce, gdzie trzeba zwrócić prawdziwą uwagę.

na stronie przeglądu dokumentacja używa wyjątkowo niejasnego sformułowania: „ReFS usuwa uszkodzone dane z przestrzeni nazw”. Strona strumieni integralności działa gorzej: „jeśli próba się nie powiedzie, ReFS zwróci błąd.”Podczas badania tego artykułu powiedziano mi o bardziej niepokojącym działaniu: ReFS usuwa pliki, które uważa za niemożliwe do naprawienia. Sekcja komentarzy na dole tej strony zawiera raport potwierdzający. Jeśli prześledzisz ten wątek komentarza, znajdziesz wpis z programu Microsoft program manager, który stwierdza:

ReFS usuwa pliki w dwóch scenariuszach:

1. ReFS wykrywa uszkodzenie metadanych i nie ma sposobu, aby to naprawić. Oznacza to, że ReFS nie znajduje się na nadmiarowym woluminie, w którym może naprawić uszkodzoną kopię.
2. ReFS wykrywa uszkodzenie danych, a strumień integralności jest włączony i nie ma sposobu, aby to naprawić. Oznacza to, że jeśli strumień integralności nie jest włączony, plik będzie dostępny bez względu na to, czy dane są uszkodzone, czy nie. Jeśli ReFS działa na woluminie lustrzanym przy użyciu przestrzeni dyskowych, uszkodzona kopia zostanie automatycznie naprawiona.

wynik: jeśli ReFS zdecyduje, że VHDX doznał nieodwracalnych obrażeń, usunie go. Nie poprosi, ani nie da ci żadnej okazji, aby spróbować uratować to, co możesz. Jeśli ReFS nie jest wspierany przez redundancję przestrzeni dyskowych, nie ma możliwości przeprowadzenia naprawy. Tak więc, z jednej strony, to sprawia, że ReFS na przestrzeniach nieprzeznaczonych do przechowywania wygląda na podejście bardzo wysokiego ryzyka. Ale…

Uwaga Na Kopie Zapasowe!

nie należy przeoczyć ciężkości poprzedniej sekcji. Jednak nie należy pozwolić, aby cię odstraszyć, albo. Z pewnością rozumiem, że wolisz częściowo czytelny VHDX niż usunięty. W tym celu można po prostu wyłączyć strumienie integralności w plikach maszyn wirtualnych. Mam też inną propozycję.

nie zaniedbuj swoich kopii zapasowych! Jeśli ReFS usunie plik, pobierz go z kopii zapasowej. Jeśli VHDX zostanie uszkodzony w systemie NTFS, pobierz go z kopii zapasowej. Z ReFS, przynajmniej wiesz, że masz problem. W przypadku plików NTFS problemy mogą czaić się znacznie dłużej. Bez względu na konfigurację, jedyną rzeczą, na której możesz polegać, aby chronić swoje dane, jest solidne rozwiązanie do tworzenia kopii zapasowych.

kiedy wybrać NTFS dla Hyper-V

masz teraz wystarczająco dużo informacji, aby podjąć świadomą decyzję. Warunki te wskazują na dobry stan dla NTFS:

• konfiguracje, które nie używają przestrzeni dyskowej, takie jak pojedynczy dysk lub RAID producenta. To samo nie czyni punktu hermetycznego; proszę przeczytać ” uwaga na kopie zapasowe!”sekcja powyżej.
• Systemy Single-volume (Twój host ma tylko wolumin C:)
• Systemy Mixed-purpose (proszę zmienić konfigurację na oddzielne role)
• przechowywanie na hostach starszych niż 2016 — ReFS nie był tak dojrzały w poprzednich wersjach. Sama ta sprawa nie jest hermetyczna.
• dostawca aplikacji do tworzenia kopii zapasowych nie obsługuje plików ReFS
• jeśli nie masz pewności co do plików ReFS

wraz z upływem czasu system NTFS straci przewagę nad plikami ReFS we wdrożeniach Hyper-V. Ale to nie znaczy, że NTFS osiągnął swój koniec. ReFS ma oszałamiająco wyższe limity, ale bardzo niewiele systemów wykorzystuje więcej niż ułamek tego, co może zaoferować NTFS. ReFS ma imponujące funkcje odporności, ale NTFS ma również zdolności samoleczenia i masz dostęp do technologii RAID, aby chronić się przed uszkodzeniem danych.

Microsoft będzie nadal rozwijać ReFS. Mogą ostatecznie ustawić go jako następcę NTFS. Na dzień dzisiejszy nie uczynili tego. Jutro też tego nie zrobią. Nie odczuwaj presji, aby przejść do Refów przed poziomem komfortu.

kiedy wybrać ReFS dla Hyper-V

niektóre sytuacje sprawiają, że ReFS jest oczywistym wyborem do przechowywania danych Hyper-V:

• środowiska Storage Spaces (i Storage Spaces Direct)
• ekstremalnie Duże woluminy
• ekstremalnie Duże VHDXs

możesz stworzyć dodatkowy argument oparty na wydajności dla refers w środowisku o bardzo dużej rotacji plików VHDX. Nie należy jednak przeceniać wpływu tych ulepszeń wydajności. Najbardziej uderzająca różnica pojawia się podczas tworzenia stałych VHDX. W przypadku wszystkich innych operacji musisz uaktualnić swój sprzęt, aby osiągnąć znaczące ulepszenia.

jednak nie chcę podkreślać korzyści z Refów dla bardzo dużych wolumenów. Jeśli masz pojemność kilku terabajtów, a VHDX nawet kilkuset gigabajtów, ReFS rzadko będzie znacząco pokonywał NTFS. Kiedy zaczniesz myśleć w kategoriach setek terabajtów, pliki NTFS prawdopodobnie pokażą wąskie gardła. Jeśli chcesz pchać wyżej, ReFS staje się Twoim jedynym wyborem.

ReFS naprawdę świeci, gdy połączysz go z przestrzeniami magazynowymi bezpośrednio. Jego zdolność do automatycznego wykonywania niezakłóconej naprawy online jest naprawdę imponująca. Z jednej strony prawdopodobieństwo destrukcyjnego uszkodzenia danych w nowoczesnych systemach stanowi anomalię statystyczną. Z drugiej strony, nikt, kto przeżył takie wydarzenie, naprawdę nie dba o to, jak mało prawdopodobne było.

ReFS vs NTFS na systemach plików Gości Hyper-V

wszystkie powyższe dotyczą tylko pamięci Hyper-V maszyn wirtualnych. A co z referencjami w systemach operacyjnych dla gości?

aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy wrócić do mocnych stron ReFS. Do tej pory myśleliśmy o tym tylko w kategoriach Hyper-V. Goście mają swoje własne warunki i potrzeby. Zacznijmy od przejrzenia przeglądu ReFS firmy Microsoft. W szczególności następujące:

„firma Microsoft opracowała system NTFS specjalnie do użytku ogólnego z szeroką gamą konfiguracji i obciążeń, jednak dla klientów wymagających dostępności, odporności i/lub skali zapewnianej przez system ReFS firma Microsoft obsługuje System ReFS do użytku w następujących konfiguracjach i scenariuszach…”

podkreśliłem część, którą chcę, żebyś rozważyła. Samo zdanie sprawia, że myślisz, że będą wymieniać niektóre zastosowania, ale wymieniają tylko jedno: „backup target”. Pozostałe elementy na ich liście mówią tylko o konfiguracji pamięci masowej. Musimy więc wrócić do zdania i wyciągnąć te trzy deskryptory, aby pomóc nam zdecydować: „dostępność”, „odporność”i ” skala”. Pierwsze dwa można wyrzucić od razu — nie należy skupiać się na dostępności i odporności pamięci masowej w maszynie wirtualnej. Zostaje nam „skala”. Więc, naprawdę duże woluminy i naprawdę duże pliki. Pamiętaj, że to oznacza setki terabajtów i więcej.

aby uzyskać dokładniejszą decyzję, przeczytaj porównania funkcji. Jeśli jakakolwiek aplikacja, której chcesz użyć wewnątrz gościa, potrzebuje funkcji dostępnych tylko w systemie NTFS, użyj systemu NTFS. Osobiście nadal używam NTFS wewnątrz gości prawie wyłącznie. ReFS potrzebuje Storage Spaces, aby wykonać swoją najlepszą pracę, a Storage Spaces wykonuje swoją najlepszą pracę w warstwie fizycznej.

łączenie referencji z NTFS w obrębie hosta Hyper-V i gości

należy pamiętać, że system plików wewnątrz gościa nie ma wpływu na system plików hosta i odwrotnie. O ile Hyper-V wie, VHDX dołączone do maszyn wirtualnych to nic innego jak pakiet bloków danych. Możesz użyć dowolnej kombinacji, która działa.