ReFS (Resilient File System) è un file system introdotto da Microsoft con Windows Server 2012, progettato per offrire una maggiore resilienza e integrità dei dati rispetto a NTFS e con una serie di funzionalità avanzate per la protezione dei dati.
Il file system NTFS (New Technology File System) è stato introdotto da Microsoft con Windows NT ed è stato utilizzato come file system predefinito per tutte le versioni successive di Windows, tra cui Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10 e Windows 11. NTFS è un file system robusto e affidabile che fornisce una serie di funzionalità avanzate come la crittografia dei file, la compressione dei file, la protezione dei file tramite autorizzazioni e la possibilità di creare volumi dinamici.
Uno dei principali vantaggi di NTFS rispetto ai file system precedenti come FAT e FAT32 è la sua capacità di gestire file di grandi dimensioni e volumi di grandi dimensioni. Inoltre, NTFS fornisce una maggiore sicurezza dei dati rispetto ai file system precedenti, poiché utilizza autorizzazioni e permessi per controllare l’accesso ai file.
Vedi anche: Drive Image e disaster recovery di dischi NTFS e ReFS con Iperius Backup
Una delle principali differenze tra NTFS e ReFS è che ReFS utilizza una tecnologia di verifica dell’integrità dei dati chiamata “integrità dei metadati”, che consente di identificare e correggere automaticamente eventuali errori nei metadati del file system. Ciò significa che ReFS è in grado di proteggere i dati da eventuali danni dovuti a problemi hardware o software.
Inoltre, ReFS supporta il pooling di storage, che consente di combinare più unità di archiviazione in un’unica risorsa condivisa, rendendo più facile la gestione dei dati su grandi volumi.
NTFS e ReFS sono quindi da considerarsi entrambi file system affidabili e avanzati, ognuno con le sue specifiche funzionalità. NTFS è tuttora mantenuto come file system di default per offrire una maggiore retro compatibilità con le versioni precedenti di Windows e con tutti i dispositivi che devono interfacciarsi con i sistemi Microsoft, mentre ReFS è stato progettato per offrire una maggiore resilienza e integrità dei dati, soprattutto per ambienti di storage di grandi dimensioni e di alta disponibilità.
Di seguito elenchiamo i benefici chiave del file system ReFS:
Resilienza
ReFS introduce nuove funzionalità che possono rilevare con precisione le corruzioni e anche correggere tali corruzioni restando online, contribuendo a fornire maggiore integrità e disponibilità per i dati:
- Integrity-stream: ReFS utilizza i checksum per i metadati e facoltativamente per i dati dei file, consentendo a ReFS di rilevare in modo affidabile eventuali danneggiamenti a livello di file system.
- Integrazione con la funzionalità Storage Spaces: se utilizzato in combinazione con uno spazio di mirror o parità, ReFS è in grado di riparare automaticamente le corruzioni rilevate utilizzando la copia alternativa dei dati forniti da Storage Spaces.
- Correzione proattiva degli errori: oltre a convalidare i dati prima delle operazioni di lettura e scrittura, ReFS introduce uno scanner di integrità dei dati, noto come scrubber. Questo scrubber analizza periodicamente il volume, identificando le corruzioni latenti e attivando in modo proattivo una riparazione dei dati corrotti.
Prestazioni
ReFS introduce nuove funzionalità per carichi di lavoro virtualizzati e sensibili alle prestazioni. Ottimizzazione dei tier in tempo reale, clonazione di blocchi e VDL sparsi sono buoni esempi delle capacità in evoluzione di ReFS, progettate per supportare carichi di lavoro dinamici e diversificati:
Mirror-accelerated parity: questa funzionalità offre prestazioni elevate e insieme archiviazione più efficiente dei dati. Per fare questo, ReFS suddivide un volume in due gruppi logici di archiviazione, noti come livelli (tier). Questi livelli possono avere i propri drive e tipi di resilienza, consentendo a ciascun livello di ottimizzare le prestazioni o la capacità.
Miglioramento nelle prestazioni per le VM Hyper-V: ReFS introduce nuove funzionalità specificamente mirate a migliorare le prestazioni dei carichi di lavoro virtualizzati:
Block cloning: la clonazione di blocchi accelera le operazioni di copia, consentendo operazioni di merge dei checkpoint di macchine virtuali più veloci e a basso impatto.
Sparse VDL: ReFS consente di azzerare rapidamente i file (zero-fill), riducendo il tempo necessario per creare VHD fissi da minuti a pochi secondi.
Dimensioni variabili del cluster: ReFS supporta sia le dimensioni del cluster a 4K che a 64K. 4K è la dimensione del cluster consigliata per la maggior parte delle distribuzioni, ma i cluster a 64K sono appropriati per carichi di lavoro di I/O sequenziali di grandi dimensioni.
Scalabilità
ReFS è progettato per supportare set di dati estremamente ampi – milioni di terabyte – senza influire negativamente sulle prestazioni, ottenendo una maggiore scalabilità rispetto ai file system precedenti.
Per quali configurazioni e utilizzi è supportato/consigliato ReFS?
Microsoft espone alcuni degli scenari nei quali l’utilizzo di ReFS è consigliato/supportato e assicura indubbi vantaggi:
Storage Spaces Direct e Storage Spaces
Storage Spaces è una tecnologia in Windows e Windows Server che può aiutare a proteggere i dati da guasti delle unità. È concettualmente simile al RAID, ma implementato a livello software. È possibile utilizzare uno storage space per raggruppare tre o più unità insieme in un pool di archiviazione. Se si esaurisce la capacità, aggiungere semplicemente più unità allo storage pool (vediamo qui un esempio: https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/storage-spaces/deploy-standalone-storage-spaces).
Storage Spaces Direct è una caratteristica di server-side caching per ottimizzare le performance dello storage. Questa cache si configura automaticamente e in base al tipo di drive fisici presenti (https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/storage-spaces/understand-the-cache).
ReFS aumenta in modo considerevole le prestazioni in questi scenari, grazie alle su caratteristiche mirror-accelerated parity, block clone, sparse VDL, ecc.
Comuni dischi e Destinazioni di Backup
Questo utilizzo tra generalmente vantaggio dall’uso di specifiche applicazioni che hanno bisogno di affidabilità e resilienza nella gestione dei propri dati, e che possono implementare internamente le caratteristiche proprie di ReFS. Avere una destinazione di backup formattata con ReFS assicura ovviamente dei grandi vantaggi a livello di sicurezza dei dati contro ogni possibile corruzione.
Nelle seguenti tabelle di comparazione, possiamo vedere un confronto più dettagliato delle differenze tecniche tra NTFS e ReFS:
Limiti
| Caratteristica | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Lunghezza massima dei nomi dei file | 255 caratteri Unicode | 255 caratteri Unicode |
| Lunghezza massima dei percorsi | 32K caratteri Unicode | 32K caratteri Unicode |
| Dimensione massima dei file | 35 PB (petabytes) | 8 PB |
| Dimensione massima dei volumi | 35 PB | 8 PB |
Funzionalità
| Funzionalità | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| BitLocker encryption | Si | Si |
| Data Deduplication | Si | Si |
| Cluster Shared Volume (CSV) support | Si | Si |
| Soft links | Si | Si |
| Failover cluster support | Si | Si |
| Access-control lists | Si | Si |
| USN journal | Si | Si |
| Changes notifications | Si | Si |
| Junction points | Si | Si |
| Mount points | Si | Si |
| Reparse points | Si | Si |
| Volume snapshots | Si | Si |
| File IDs | Si | Si |
| Oplocks | Si | Si |
| Sparse files | Si | Si |
| Named streams | Si | Si |
| Thin Provisioning | Si | Si |
| Offloaded Data Transfer (ODX) | No | Si |
| Trim/Unmap | Si | Si |
Le seguenti caratteristiche sono disponibili solo su ReFS:
| Funzionalità | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Block clone | Si | No |
| Sparse VDL | Si | No |
| Mirror-accelerated parity | Si(on Storage Spaces Direct) | No |
Le seguenti caratteristiche non sono disponibili invece su ReFS:
| Funzionalità | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| File system compression | No | Si |
| File system encryption | No | Si |
| Transactions | No | Si |
| Hard links | No | Si |
| Object IDs | No | Si |
| Short names | No | Si |
| Extended attributes | No | Si |
| Disk quotas | No | Si |
| Bootable | No | Si |
| Page file support | No | Si |
| Supported on removable media | No | Si |
Conclusioni
Attualmente, NTFS è ancora il file system predefinito per tutte le versioni di Windows, comprese le più recenti versioni di Windows 10. Non ci sono annunci ufficiali da parte di Microsoft che indicano che ReFS diventerà il file system predefinito per Windows in futuro.
Tuttavia, Microsoft ha continuato a sviluppare e migliorare ReFS, quindi potrebbe essere possibile che ReFS venga utilizzato come file system predefinito per specifici scopi o in specifici ambienti. Ad esempio, ReFS è stato progettato per offrire una maggiore resilienza e integrità dei dati, quindi potrebbe essere utilizzato come file system predefinito per sistemi di storage di grandi dimensioni e di alta disponibilità.
Inoltre, Microsoft può decidere di offrire la scelta tra NTFS e ReFS come file system predefinito durante l’installazione di Windows, per consentire agli utenti di scegliere il file system più adatto alle loro esigenze.
In generale, Microsoft tende a seguire una strategia di evoluzione graduale dei propri sistemi operativi e dei propri file system, quindi è probabile che ReFS venga utilizzato sempre più ampiamente in futuro, ma non necessariamente come file system predefinito per Windows.
In ogni caso, partendo dalle novità introdotte con Windows Server 2016 e quelle ancora più recenti di Server 2019, possiamo evidenziare alcuni degli aspetti chiave che possono rendere ReFS la scelta migliore in molti scenari.
Le prestazioni e la scalabilità sono certamente uno dei punti forti di ReFS, potendo gestire in modo molto rapido e ottimizzato grandi quantità di dati. ReFS consente infatti volumi di dimensioni fino a 1 Yottabyte ovvero 1000 miliardi di Terabyte. ReFS sfrutta la modalità B+ Tree nella struttura dei file. L’albero B+ è molto efficiente nell’archiviazione dei dati in quanto vi è una quantità molto alta di nodi figli nella struttura. Utilizzando i puntatori, l’albero B+ può ridurre la quantità di operazioni di I/O per recuperare un elemento nell’albero.
La sicurezza, ovvero il fatto che non c’è più bisogno di fare dei check disk, dato che questo file system riesce da solo a controllare e correggere ogni eventuale problema di corruzione dei file, grazie ai metadati e alle funzioni di resilienza.
Il suo utilizzo nella tecnologia Storage Spaces e nella virtualizzazione, dove si trae massimo vantaggio dall’incremento di prestazioni.
Per quanto riguarda invece le limitazioni o comunque alcune configurazioni con cui non è possibile usare ReFS, va evidenziato come ReFS non possa essere usato per formattare il disco di boot del sistema operativo. Inoltre, non sono supportati i dischi rimovibili e la criptazione del file system. Fino a Server 2016 non erano inoltre supportate la compressione e deduplicazione, ma queste sono state poi introdotte con Windows Server 2019: https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/get-started/whats-new-in-windows-server-1709
Come fare:
Di seguito due interessanti articoli su come creare uno Storage Space mediante la funzionalità Storage Pools di Server 2016, e su come usarlo poi per creare un volume ReFS:
https://blogs.technet.microsoft.com/canitpro/2013/05/01/step-by-step-deploying-refs/
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