ReFS

弹性文件系统(,简称ReFS),代号“Protogon”。这是一个微软在Windows Server 2012中引入的专有文件系统,目的是成为NTFS之后的“下一代”文件系统。

设计理念
ReFS旨在克服NTFS被构想以来出现的重要问题,面向已改变的数据存储需求。ReFS的关键设计优势包括自动和数据清理、避免需要运行chkdsk、防止、内置硬盘故障和冗余的处理、集成RAID功能、数据和元数据更新切换到写时复制/分配、超长路径和文件名的处理,以及存储虚拟化和存储池、包括几乎任意大小的逻辑卷(与所用驱动器的物理大小无关)。

存储系统和使用情况的需求已发生改变——存储设备的大小(大容量或TB级存储阵列正日益常见)和持续可靠性需求。因此,该文件系统需要根据物理磁盘和逻辑卷之间的抽象层或虚拟化完成自我修复,避免介入缓慢或必须中断的磁盘检查)。

应用场景
ReFS最初只被添加到Windows Server 2012,目标是逐步迁移到未来版本的消费者系统中(很快就有爱好者以方式解锁这点)。最初的版本中移除了一些NTFS功能,例如、备用数据流和扩展属性,因此引发了一定关注。有部分功能已在更高版本的ReFS中重新实现。

在ReFS的早期版本(2012年-2013年)中,它在测试中类似或略高于NTFS的水平,但在完整性检查时远慢于NTFS,这是因为ReFS新采用了奇偶效验。也有用户在预发布版本中提到了到存储空间,该存储系统旨在支撑ReFS,但据称它可能会导致ReFS自动恢复失败。

从Windows Server 2022和Windows 11 v21H2开始,其UEFI引导环境原生支持ReFS启动,并允许将系统以特殊方式安装在用ReFS v3格式化的卷中运行,如果是采用ReFS v1格式化的卷则不能使用ReFS启动。

Windows 11 Build 27823开始,微软为Windows 11的安装过程引入新的存储配置选项,允许用户在安装系统时选择使用ReFS替代默认NTFS格式,不过该功能尚未完全开放。

相较NTFS的功能变化
重要新功能
; 改进磁盘结构可靠性
: ReFS对所有存储在磁盘上的结构使用B+树,包括所有元数据和文件数据。元数据和文件数据被组成一个类似关系数据库的数据表。文件大小、文件夹内的文件数和卷总大小及卷中文件夹数量都采用64位数字;因此,ReFS支持最多16 EB的文件大小,最多18.4 × 1018个目录和最大1 YB(64 KB簇的卷),这允许较大的可扩展性,对文件和目录大小没有实际限制(硬件限制仍适用)。空闲空间是由一个分层分配器计算,其中包括三个单独的表,分别保存大、中、小块。

; 内置复原
: ReFS对元数据采用allocation-on-write更新策略、符号链接、、挂载点、重解析点、卷快照、文件ID和操作锁定。ReFS与存储空间无缝集成ReFS的可恢复功能增强了存储空间提供的镜像功能,可以使用数据清理流程检测是否有任何文件的镜像副本已经损坏(可选启用) ReFS最初不提供重复数据删除,ReFS在缺乏备用数据流的支持时不适合Microsoft SQL Server实例分配。

稳定性和已知问题
一些ReFS与“存储空间”共同运行时的出现问题已被提出或建议

2012年,Phoronix撰写了一篇ReFS对战Btrfs的分析(Btrfs是适用于Linux的一个写时复制文件系统)。两者具有类似的特性,都支持校验和、类RAID使用多块磁盘,以及错误检测与纠正。但是,当时的ReFS缺乏重复数据删除、写时快照和压缩,而Btrfs和ZFS支持上述技术。

参见

  • WinFS
  • APFS

参考资料
外部链接

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