فایل سیستم ReFS چیست؟

فایل سیستم ReFS چیست؟

(Resilient File System (ReFS یک فایل سیستم است که توسط مایکروسافت برای استفاده در سیستم عامل ویندوز طراحی شده است تا بر برخی از محدودیت های فایل سیستم NTFS غلبه نماید.

مایکروسافت فایل سیستم ReFS را برای بهبود فایل سیستم NTFS، به ویژه در زمینه خطاهای اطلاعات و ظرفیت داده، توسعه داد.

اگر سیستم عامل یک خطای سیستم را شناسایی کرده و داده ها از بین رفته یا خراب شده باشند، ReFS می تواند این داده ها را بدون تأثیر در دسترس بودن آن بازیابی کند.

فایل سیستم (ReFS (Resilient File System در حال حاضر جدیدترین فایل سیستم مایکروسافت است که برای بهینه سازی دسترسی به داده ها، مقیاس پذیری موثر برای مقادیر زیاد داده ها،  و برای اطمینان از یکپارچگی داده ها از طریق اصطلاحی به نام ” resilience” برای خطاهای فایل طراحی شده است. فایل سیستم ReFS برای حل کردن مشکلات سناریوهای جدید و رشد داده ها به عنوان پایه ای برای نوآوری های آینده طراحی شده است.

فایل سیستم ReFS با ویندوز سرور 2012 معرفی شد و سپس به ویندوز 8 و آخرین نسخه های ویندوز 10 نیز اضافه شد. ReFS به مرور زمان ویژگی های جدید تری را به خود اختصاص داده که در ویندوز سرور 2016 و ویندوز سرور 2019 می توان آن را درک کرد.

در مقایسه با فایل سیستم NTFS، فایل سیستم ReFS ویژگی های کلیدی را برای بهبود ویژگی resilience در برابر خطاها، عملکرد و مقیاس پذیری داده ها معرفی کرده است. لازم به ذکر است که در تمام آخرین نسخه های سیستم عامل های ویندوز، به ویژه در سرورها، ما می توانیم به راحتی درایو های فرمت شده و پارتیشن های ReFS را ایجاد کنیم. در این مقاله قصد داریم مزایای فایل سیستم ReFS و کاربرد های آن را در اختیار شما قرار دهیم.

حال به برخی از مزایای کلیدی فایل سیستم ReFS می پردازیم :

Resilience ( انعطاف پذیری ) :

فایل سیستم ReFS ویژگی های جدیدی را معرفی می کند که می تواند به درستی خطاها را شناسایی کند و حتی خطاها را در حین آنلاین بودن اصلاح کند که به ارائه یکپارچگی و قابلیت دسترسی به داده ها کمک می کند.

Integry-stream : ReFS از checksum ها برای متادیتاها و به صورت اختیاری برای داده های فایل استفاده می کند که به ReFS اجازه می دهد به طور قابل اعتماد خطاهای فایل سیستم را تشخیص دهد.

ادغام با ویژگی Storage Spaces : هنگامی که ReFS در رابطه با یک Mirror یا فضای parity استفاده می شود، می تواند به طور خودکار خطاهای تشخیص داده شده را با استفاده از نسخه کپی داده ها که توسط Storage Space ها فراهم می شود ، برطرف نماید.

تصحیح خطا پیش از وقوع آن: ReFS علاوه بر تایید اعتبار داده ها قبل از عملیات خواندن و نوشتن ، یک اسکنر برای یکپارچگی داده به عنوان Scrubber ارائه می دهد. این Scrubber به طور دوره ای Volume را اسکن می کند سپس خرابی های پنهان شده را شناسایی کرده و شروع به تصحیح کردن این داده های خراب می نماید.

بهبود عملکرد در فایل سیستم ReFS :

ReFS ویژگی های جدید برای بارهای کاری حساس به عملکرد و مجازی سازی را معرفی می کند. بهینه سازی Tier در Real-Time ، Block Cloning و VDL های پراکنده نمونه های خوبی از قابلیت های در حال توسعه توسط ReFS می باشند که طراحی شده اند که از بارهای کاری پویا و گوناگون پشتیبانی کنند:

Mirror-accelerated parity : این ویژگی عملکرد با کارایی بالا و همچنین ذخیره سازی داده های کارآمدتری را ارائه می دهد. برای انجام این کار، ReFS یک حجم را به دو گروه ذخیره سازی منطقی تقسیم می کند، که به عنوان Tier ها شناخته می شود. این Tier ها می توانند درایوهای خود و انواع انعطاف پذیری لازم را داشته باشند، به هر سطح اجازه می دهد که عملکرد یا ظرفیت را بهینه سازد.

بهبود عملکرد برای ماشین های Hyper-V : ویژگی های جدید معرفی شده توسط ReFS به طور مشخص عملکرد بارهای کاری مجازی سازی شده را بهبود می بخشد.

Block Cloning : Block Cloning عملیات‌های کپی، فعال‌سازی سریع و عملیات‌ ادغام چک‌پوینت‌ِ  VMهای با تاثیرپایین (Low-Impact VM Checkpoint)  را تسریع می‌کند.

VDL های پراکنده : فایل سیستم ReFS به شما این امکان را می دهد تا سریع فایل ها را صفر کنید که باعث کاهش زمان لازم برای ایجاد VHD ها از دقیقه ها به چند ثانیه می شود.

Variable cluster size : ReFS از هر دو اندازه 4K و 64K cluster پشتیبانی می کند. 4K اندازه Cluster توصیه شده برای اکثر توزیع ها است، اما Cluster های 64K برای بارهای کاری بزرگ با I / O های متوالی مناسب هستند.

Scalability (مقیاس پذیری)

ReFS برای پشتیبانی از مجموعه داده های بسیار بزرگ (میلیون ها ترابایت) و بدون تاثیر منفی بر عملکرد طراحی شده است، در نتیجه مقیاس پذیری بیشتر از فایل سیستم های قبلی طراحی شده است.

موارد استفاده از فایل سیستم ReFS :

برخی از سناریوهایی که در آن استفاده از ReFS  توسط مایکروسافت توصیه و پشتیبانی می شود و مزایای بدون شک را تضمین می کند:

Storage Spaces Direct and Storage Spaces

Storage Spaces یک فناوری در ویندوز و ویندوز سرور است که می تواند به محافظت از داده ها در مقابل خرابی درایو کمک کند. این مفهوم شبیه به RAID است، اما در سطح نرم افزاری اجرا می شود. شما می توانید فضای ذخیره سازی را برای گروه بندی سه یا چند واحد با هم در یک Pool Storage استفاده کنید.

Storage Spaces Direct یک ویژگی ذخیره سازی در سمت سرور برای بهینه سازی عملکرد ذخیره سازی است. این حافظه پنهان به طور خودکار و بر اساس نوع درایوهای فیزیکی موجود است.

ReFS در این سناریوها عملکرد قابل توجهی را افزایش می دهد، به لطف mirror-accelerated parity، Block Cloning، VDL پراکنده و غیره.

دیسک های مشترک و مقصد پشتیبان گیری

این قابلیت عموما از استفاده از برنامه های خاصی که نیاز به قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری در مدیریت داده هایشان دارند، سود می برد و می تواند ویژگی های ReFS را به طور داخلی اجرا کند. با داشتن یک منبع پشتیبان فرمت شده با ReFS، بدیهی است که مزایای امنیت داده ای در برابر هر گونه خطای احتمالی را تضمین می کند.

تفاوت بین NTFS و ReFS را در جداول مقایسه زیر در اختیار شما قرار دادیم:

تفاوت محدودیت های ReFS و NTFS

تفاوت ویژگی های ReFS با NTFS

ویژگی های زیر تنها در ReFS قابل دسترس اند:

ویژگی های زیر در ReFS قابل دسترس نیستند:

نتیجه گیری :

از نوآوری های معرفی شده با ویندوز سرور 2016 و آخرین نسخه های سرور 2019، ما می توانیم برخی از جنبه های کلیدی که ReFS می تواند بهترین انتخاب ما باشد را بررسی کنیم.

Performance و مقایس پذیری قطعا یکی از نقاط قوت فایل سیستم ReFS می باشد، که قادر به مدیریت حجم زیادی از داده ها به صورت بهینه می باشد. در واقع، ReFS اجازه می دهد volume ها تا 1 Yottabyte یا 1000 میلیارد ترابایت افزایش بیابند. ReFS از حالت B+ Tree برای مدیریت ساختار فایل استفاده می کند. B+ tree در ذخیره سازی داده بسیار مفید است، زیرا مقدار زیادی از گره های Child در ساختار وجود دارد. با استفاده از اشاره گرها، B+ tree می تواند مقدار عملیات I / O را برای بازیابی یک عنصر در درخت کاهش دهد.

امنیت، یعنی این واقعیت که دیگر نیازی به ایجاد “Check Disk” وجود ندارد، از آنجا که این فایل سیستم به تنهایی می تواند با وجود متادیتاها و قابلیت های انعطاف پذیری (resilience) هر گونه مشکل خطای فایل را بررسی و اصلاح کند.

استفاده از فایل سیستم ReFS در تکنولوژی Storage Spaces و در مجازی سازی، جایی که به طور کامل از افزایش عملکرد بهره مند می شود بسیار کارآمد می باشد.

همانطور که برای محدودیت ها و یا برخی از تنظیمات که امکان استفاده از ReFS وجود ندارد، باید مشخص شود که چگونه ReFS برای قالب بندی دیسک بوت سیستم عامل نمی تواند استفاده شود. همچنین، قابلیت جابجایی دسک ها و encryption فایل سیستم توسط ReFS پشتیبانی نمی شود. تا ویندوز سرور 2016 ، ReFS قابلیت compression و deduplication را ساپورت نمی کند. هر چند این قابلیت ها در ویندوز سرور 2019 توسط ReFS معرفی شد.