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Windows Server 2016将升级到ReFS v2

Windows Server 2016

我们之前介绍 Exchange 时就曾提到过,微软从 Windows 8 和 Windows Server 2012 开始引入的 ReFS 文件系统。不过 ReFS 并不是用来替代 NTFS 的,而主要作为存储大量数据的文件系统使用,而微软即将要推出的 ReFS v2 提供了更多优秀特性和显著性能提升。

存储空间也是微软为 Windows 8 和 Windows Server 2012 集成的一个磁盘组合特性,简单来说就是软 RAID。存储空间提供了 3 种类型选项:简单、镜像和奇偶校验。简单类型不提供任何文件冗余,相当于 RAID 0;镜像类型类似于 RAID 1 可以创建 2 或 3 个存储副本;奇偶校验类型类似于 RAID 5 的工作原理。

微软为 ReFS v1 整合了称为 integrity streams 的数据完整性功能,它可以自动发现和纠正文件系统损坏。不过该功能并不能让 Hyper-V 的虚拟磁盘发挥应有的性能,还可能会导致其性能明显下降。要解决这一问题,就是使用 PowerShell 将 ReFS 数据完整性功能禁用掉,该问题我们在之前介绍 ReFS 文件系统与 Microsoft Exchange Server 时已经提及过原因和操作步骤,这里不再赘述。

Windows Server 2016 目前已经支持新的 ReFS v2,在 TP 4 中创建 ReFS 文件系统时即会自动采用 ReFS v2 版本。

ReFS v2

ReFS v2主要特性

ReFS 卷相较 NTFS 文件系统的最大优势就在于对错误的处理,当使用 ReFS 作为存储空间的底层格式时,即可使用其新功能来大大提高修复过程。当我们在系统中执行 CHKDSK 时,NTFS 卷只能进行长时间的顺序存取,而 ReFS 卷则支持跨磁盘的并行处理。

Windows Server 2016 TP4 是首个开始支持 ReFS v2 格式化选项的预览版,而且微软已经于去年秋季向存储网络产业协会(SNIA)提交了 ReFS v2 所使用的关键技术。在该文件中,我们可以了解到 ReFS v2 在虚拟化快速资源调配、diff 合并、分层存储、块级克隆及如何有效使用读缓存等方面的改进。

Hyper-V 用户比较关心的可能就是块级克隆功能了,它可以应用在「检查点」或「快照」上,以极大优化虚拟化工作负载。ReFS 具有克隆任意文件的任何块到另一文件任何部位的功能,这意味着在复制和写入时可以直接对元数据进行操作。使用这些技术可以大大提升系统的整体性能,并有助于减少冗余数据的产生。当你在删除 Hyper-V 虚拟机的「检查点」时,会将数据写入到新的 VHD 并丢弃掉「父」信息,如果采用了 ReFS 块级克隆技术,该操作过程会显著加快。

ReFS v2 也采用了「bands」技术来分组多个数据块以高效分布 I/O,该技术非常适用于数据分层和层之间的数据移动操作。简单来说,就是将大量需要操作的小块数据积聚起来,再顺序进行写入以提升性能。

小结

从目前的测试来看,常见读写操作的情况下,Windows Server 2012 和 Windows Server 2016 在采用 NTFS 文件系统时的性能都略优于 ReFS v2,不过 Windows Server 2016 目前还尚在开发阶段,很多性能指标都还没定型。如果你是 Hyper-V 检查点和快照功能的重度用户,从目前的测试数据来看,在使用 ReFS v2 时会大大受益。最后提一下,虽然 ReFS v2 与 ODX 都采用了相同的文件块级操作技术,但两者在使用上并不冲突和竞争。

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