ReFS vs NTFS: comparaison des différences et des performances

Le système de fichiers ReFS (Resilient File System) est le dernier système de fichiers de Microsoft, conçu pour optimiser la disponibilité des données, gérer efficacement l’évolutivité de grandes quantités de données et assurer l’intégrité des données grâce à ce qu’on appelle la « résilience » à la corruption de fichiers. ReFS a été conçu pour faire face aux nouveaux scénarios de croissance des données et comme base pour les innovations futures.

ReFS a été introduit avec Windows Server 2012, puis également introduit dans Windows 8 et les dernières versions de Windows 10. Depuis sa première version, d’autres fonctionnalités importantes ont été introduites, en particulier avec Windows Server 2016 et Windows Server 2019.

Voir aussi: Sauvegarde d’images de disques et clonage de disques (P2V) de disques NTFS et ReFS avec Iperius

Par rapport à NTFS, ReFS introduit des fonctionnalités clés pour améliorer la résilience à la corruption des données, les performances et l’évolutivité. Pour entrer dans la pratique, il convient de noter que sur tous les derniers systèmes d’exploitation Windows, en particulier sur les serveurs, nous pouvons facilement créer des disques et des partitions formatés ReFS. Nous verrons quels sont les principaux avantages de l’utilisation de ce système de fichiers et quand l’utiliser.

Voici quelques-uns des principaux avantages du système de fichiers ReFS :

Résilience
ReFS introduit de nouvelles fonctionnalités capables de détecter avec précision la corruption et même de la corriger tout en restant en ligne, ce qui contribue à améliorer l’intégrité et la disponibilité des données:

• Integrity-stream: ReFS utilise des sommes de contrôle pour les métadonnées et éventuellement pour les données de fichiers, ce qui permet aux ReFS de détecter de manière fiable la corruption du système de fichiers.
• Intégration avec la fonction Espaces de stockage: lorsqu’ils sont utilisés en conjonction avec un espace miroir ou de parité, les REFS peuvent réparer automatiquement les corruptions détectées en utilisant la copie alternative des données fournies par les espaces de stockage.
• Correction proactive des erreurs: En plus de valider les données avant les opérations de lecture et d’écriture, ReFS introduit un scanner d’intégrité des données, connu sous le nom de scrubber. Cet épurateur analyse périodiquement le volume, identifie les corruptions latentes et active de manière proactive une réparation des données corrompues.

Performance
ReFS introduit de nouvelles fonctionnalités pour les charges de travail virtualisées et sensibles aux performances. L’optimisation des niveaux en temps réel, le clonage de blocs et le VDL clairsemé sont de bons exemples des capacités évolutives des REFS, conçues pour prendre en charge des charges de travail dynamiques et diverses :

Parité accélérée par miroir : cette fonctionnalité offre des performances élevées et, ensemble, un stockage de données plus efficace. Pour ce faire, ReFS divise un volume en deux groupes de stockage logiques, appelés niveaux. Ces niveaux peuvent avoir leurs propres moteurs et types de résilience, permettant à chaque niveau d’optimiser les performances ou la capacité.

Amélioration des performances des machines virtuelles Hyper-V: ReFS introduit de nouvelles fonctionnalités spécialement conçues pour améliorer les performances des charges de travail virtualisées

Clonage de blocs : Le clonage de blocs accélère les opérations de copie, permettant des opérations de fusion de points de contrôle de machine virtuelle plus rapides et moins impactantes.

VDL clairsemé: ReFS vous permet de mettre rapidement à zéro les fichiers (remplissage nul), réduisant le temps nécessaire à la création de VHD fixes de quelques minutes à quelques secondes.

Taille de cluster variable: ReFS prend en charge les tailles de cluster 4K et 64K. La taille de cluster 4K est recommandée pour la plupart des distributions, mais les clusters 64K conviennent aux grandes charges de travail d’E / S séquentielles.

Évolutivité
ReFS est conçu pour prendre en charge des ensembles de données extrêmement volumineux – des millions de téraoctets – sans affecter les performances, ce qui se traduit par une plus grande évolutivité que les systèmes de fichiers précédents.

Pour quelles configurations si les ReFS sont prises en charge / recommandées ?

Microsoft expose certains des scénarios dans lesquels l’utilisation de ReFS est recommandée / prise en charge et assure des avantages incontestables:

Espaces de stockage Direct et Espaces de stockage

Les espaces de stockage sont une technologie sous Windows et Windows Server qui peut aider à protéger les données contre les pannes de disque. Il est conceptuellement similaire au RAID, mais implémenté au niveau logiciel. Vous pouvez utiliser un espace de stockage pour regrouper trois unités ou plus dans un pool de stockage. Si vous manquez de capacité, ajoutez simplement plus d’unités au pool de stockage (voir un exemple ici : https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/storage-spaces/deploy-standalone-storage-spaces).

Storage Spaces Direct est une fonctionnalité de mise en cache côté serveur pour optimiser les performances de stockage. Ce cache est configuré automatiquement et en fonction du type de lecteurs physiques présents (https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/storage-spaces/understand-the-cache).

ReFS augmente considérablement les performances dans ces scénarios, grâce à sa parité accélérée en miroir, son clone de bloc, son VDL clairsemé, etc.

Disques communs et destinations de sauvegarde
Cette utilisation bénéficie généralement de l’utilisation d’applications spécifiques nécessitant fiabilité et résilience dans la gestion de leurs données, et pouvant implémenter en interne les fonctionnalités ReFS. Avoir une destination de sauvegarde formatée avec ReFS garantit évidemment de grands avantages en matière de sécurité des données contre toute corruption possible.

Voyons plus précisément les différences entre NTFS et REFS dans les tableaux de comparaison suivants:

Limites

Caractéristiques

Les fonctionnalités suivantes sont disponibles uniquement sur les REFS:

Les fonctionnalités suivantes ne sont pas disponibles sur les ReFS:

Conclusions

À partir des innovations introduites avec Windows Server 2016 et les plus récentes de Server 2019, nous pouvons mettre en évidence certains des aspects clés qui peuvent faire des ReFS le meilleur choix dans de nombreux scénarios.

La performance et l’évolutivité sont certainement l’une des forces de ReFS, étant capable de gérer de grandes quantités de données très rapidement et de manière optimale. En fait, ReFS permet des volumes allant jusqu’à 1 Yottaoctet ou 1000 milliards de Téraoctets. ReFS utilise le mode arborescence B+ pour gérer la structure des fichiers. L’arbre B+ est très efficace dans le stockage de données car il y a une très grande quantité de nœuds enfants dans la structure. À l’aide de pointeurs, l’arborescence B+ peut réduire le nombre d’opérations d’E/S pour récupérer un élément dans l’arborescence.

La sécurité, c’est-à-dire le fait qu’il n’est plus nécessaire de faire un « disque de vérification », car ce système de fichiers seul peut vérifier et corriger tout problème de corruption de fichiers, grâce aux fonctions de métadonnées et de résilience.

Son utilisation dans la technologie des espaces de stockage et dans la virtualisation, où elle tire pleinement parti de l’augmentation des performances.

En ce qui concerne les limitations ou de toute façon certaines configurations avec lesquelles il n’est pas possible d’utiliser des ReFS, il convient de souligner comment les ReFS ne peuvent pas être utilisées pour formater le disque de démarrage du système d’exploitation. De plus, les disques amovibles et le cryptage du système de fichiers ne sont pas pris en charge. Jusqu’à Server 2016, la compression et la déduplication n’étaient pas prises en charge, mais elles ont ensuite été introduites avec Windows Server 2019: https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/get-started/whats-new-in-windows-server-1709

Mode d’emploi :

Voici deux articles intéressants sur la création d’un espace de stockage à l’aide de la fonctionnalité de pools de stockage de Server 2016 et sur la façon de l’utiliser pour créer un volume ReFS:

https://blogs.technet.microsoft.com/filecab/2012/12/06/using-the-storage-pools-page-in-server-manager-to-create-storage-spaces/

https://blogs.technet.microsoft.com/canitpro/2013/05/01/step-by-step-deploying-refs/

( Italien, Français, Allemand, Espagnol, Portugais (Brésil))