弹性文件系统（ReFS）是一种由Microsoft开发的新式文件系统，用于最大程度地提高数据可用性、高效地扩展到各种工作负荷中的大型数据集，并提供数据完整性，并具有损坏的复原能力。 ReFS 寻求解决一组不断扩大的存储方案，并为未来的创新奠定基础。
本概述介绍了 ReFS 如何帮助防止数据损坏、支持大规模存储环境以及与关键 Windows Server 技术集成。 使用本指南了解 ReFS 优势、部署方案和功能与 NTFS 的比较。
主要优势
了解 ReFS 提供的主要优势，包括复原能力、性能和可伸缩性。
Resiliency
ReFS 具有可精确检测损坏的功能，还可以在保持联机状态的同时修复这些损坏，从而帮助提高数据的完整性和可用性：
- 完整性流 - ReFS 将校验和用于元数据和文件数据（可选），这使得 ReFS 能够可靠地检测到损坏。
- 存储空间集成 - 与镜像或奇偶校验空间一起使用时，ReFS 可以使用存储空间提供的数据的备用副本自动修复检测到的损坏。 修复过程将本地化到损坏区域且联机执行，并且不会出现卷停机时间。
- 数据恢复 - 如果卷损坏且损坏的数据没有备用副本存在，ReFS 将从命名空间中删除损坏的数据。 ReFS 在处理大多数不可更正的损坏时可将卷保持在联机状态，但在极少数情况下，ReFS 需要将卷保持在脱机状态。
- 主动错误更正 - 除了在读取和写入之前验证数据外，ReFS 还会引入数据完整性扫描程序，称为 清理器。 此清理器会定期扫描卷，从而识别潜在损坏，然后主动触发损坏数据的修复。
Performance
除了提供复原能力改进之外，ReFS 还具有性能敏感和虚拟化工作负载的功能。 实时层优化、块克隆和稀疏有效数据长度 (VDL) 是 ReFS 不断发展的各项功能的良好示例，而这些功能旨在支持动态与多种工作负载：
镜像加速奇偶校验 - 镜像加速奇偶校验既可以提供高性能，也可为你的数据提供高效的容量存储。
为了提供高性能和高效的容量存储，ReFS 会将卷划分为两个逻辑存储组，称为层。 这些层可具有自己的驱动器和复原类型，这使得能够针对性能或容量对每个层进行优化。 某些示例配置包括：
性能层 容量层 镜像 SSD 镜像 HDD 镜像 SSD 奇偶校验 SSD 镜像 SSD 奇偶校验 HDD 在配置了这些层后，ReFS 就会使用它们为热数据提供快速存储，以及为冷数据提供节省空间的存储：
所有写入都发生在性能层中，而保留在性能层中的大量数据将实时有效地移动到容量层。
如果使用混合部署（混用闪存和 HDD 驱动器），则存储空间直通中的缓存将有助于加快读取速度，从而降低虚拟化工作负载的数据碎片特性的影响。 否则，如果采用全闪存部署，读取操作也将在性能层进行。
对于 Windows Server 部署，镜像加速奇偶校验仅在存储空间直通上受支持。 建议仅对存档和备份工作负载使用镜像加速奇偶校验。 对于虚拟化和其他高性能随机工作负载，建议使用三向镜像来提高性能。
加速的 VM 操作 - ReFS 能改善虚拟化工作负载的性能：
- 块克隆 - 块克隆加速复制操作，能够实现快速且低影响的 VM 检查点合并操作。
- 稀疏 VDL - 稀疏 VDL 能够让 ReFS 快速地将文件清零，从而把创建固定虚拟硬盘所需的时间从几十分钟减少到仅仅几秒钟。
可变群集大小 - ReFS 支持 4K 和 64K 的群集大小。 4K 是针对大多数部署的建议的群集大小，但 64K 群集适合于大型的、顺序 IO 工作负载。
Scalability
ReFS 被设计用于支持超大规模的数据集（数百万TB），并且不会对性能产生负面影响，相较于以前的文件系统实现了更大规模的扩展性。
支持的部署
Microsoft 开发了专用于常规用途的 NTFS，其中包含各种配置和工作负载。 所有 ReFS 支持的配置都必须使用 Windows Server 目录认证的硬件并满足应用程序要求。
对于特别需要 ReFS 提供的可用性、复原能力和/或缩放的客户，Microsoft 支持 ReFS 用于以下配置和场景：
Important
如果计划对群集共享卷（CSV）使用 ReFS，请参阅 在故障转移群集中使用群集共享卷 以获取重要信息。
存储空间直连
建议在存储空间直通上部署 ReFS，用于虚拟化工作负载或网络连接存储：
- 镜像加速的奇偶校验和Storage Spaces Direct 的缓存 可提供高性能且容量高效的存储。
- 引入块克隆和稀疏 VDL 显著加快了创建、合并和扩展等 .vhdx 文件操作的速度。
- 借助完整性流、联机修复和备用数据副本，ReFS 和存储空间直通能够一起检测和更正元数据和数据内的存储控制器和存储介质损坏。
- ReFS 提供扩展和支持大量数据集的功能。
存储空间
在具有共享 SAS 机箱的存储空间上部署 ReFS 适合于托管存档数据和存储用户文档：
- 借助完整性流、联机修复和备用数据副本，ReFS 和存储空间能够一起检测和更正元数据和数据内的存储控制器和存储介质损坏。
- 存储空间部署还可以利用块克隆和 ReFS 中提供的可扩展性。
存储空间支持通过 BusTypes SATA、SAS、NVME 直连的本地不可移动存储，或通过 HBA（在直通模式下也称为 RAID 控制器）连接的存储。
基本磁盘
在基本磁盘上部署 ReFS 最适合实现自身软件复原和可用性解决方案的应用程序：
- 应用程序引入了自己的复原和可用性软件解决方案，可以利用完整性流、块克隆以及扩展和支持大量数据集的功能。
基本磁盘包括通过 BusTypes SATA、SAS、NVME 或 RAID 直连的本地不可移动存储。 基本磁盘不包括存储空间。
备份目标
将 ReFS 部署为备份目标最适合实现自身复原和可用性解决方案的应用程序和硬件：
- 应用程序引入了自己的复原和可用性软件解决方案，可以利用完整性流、块克隆以及扩展和支持大量数据集的功能。
请联系应用程序和存储阵列供应商，获取有关光纤通道和 iSCSI SAN 的支持详细信息。 对于 SAN，如果需要精简预配、TRIM/UNMAP 或卸载数据传输 (ODX) 等功能，则必须使用 NTFS。
功能比较
Limits
| Feature | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| 最大文件名称长度 | 255 个 Unicode 字符 | 255 个 Unicode 字符 |
| 最大路径名称长度 | 32K Unicode 字符 | 32K Unicode 字符 |
| 文件大小上限 | 35 PB（拍字节） | 256 TB |
| 最大卷大小 | 35 PB | 256 TB |
Functionality
ReFS 和 NTFS 提供的功能
| Feature | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| BitLocker 加密 | ✅ | ✅ |
| 阻止系统压缩 | ✅ | ✅ |
| 数据重复消除 | ✅ 1 | ✅ |
| 扩展属性 | ✅ | ✅ |
| 群集共享卷 (CSV) 支持 | ✅ 2 | ✅ |
| 交接点/软链接 | ✅ | ✅ |
| 硬链接 | ✅ | ✅ |
| 故障转移群集支持 | ✅ | ✅ |
| 文件系统加密 | ✅ 3 | ✅ |
| 访问控制列表 | ✅ | ✅ |
| USN 日记 | ✅ | ✅ |
| 更改通知 | ✅ | ✅ |
| 交接点 | ✅ | ✅ |
| 装入点 | ✅ | ✅ |
| 重新分析点 | ✅ | ✅ |
| 卷快照 | ✅ | ✅ |
| 文件 ID | ✅ | ✅ |
| Oplocks | ✅ | ✅ |
| 稀疏文件 | ✅ | ✅ |
| 命名流 | ✅ | ✅ |
| 精简预配 | ✅ 4 | ✅ |
| Trim/Unmap | ✅ 4 | ✅ |
| 页面文件支持 | ✅ | ✅ |
- 适用于 Windows Server 版本 1709 及更高版本、Windows Server 2019 (1809) LTSC 或更高版本。
- CSV 不会将直接输入输出与存储池、存储池直连 (S2D) 或 SAN 一起使用。
- 仅在 Windows Server 2025 上可用。
- 仅存储空间。
仅适用于 ReFS 的功能
| Functionality | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| 阻止克隆 | ✅ | ❌ |
| 稀疏 VDL | ✅ | ❌ |
| 镜像加速奇偶校验 | ✅ （Storage Spaces Direct） | ❌ |
| 文件级快照 | ✅ 1 | ❌ |
- 适用于 Windows Server 2022 及更高版本。
ReFS 上不可用的功能
| Functionality | ReFS | NTFS |
|---|---|---|
| Transactions | ❌ | ✅ |
| 对象 ID | ❌ | ✅ |
| 卸载数据传输 (ODX) | ❌ | ✅ |
| 短名称 | ❌ 1 | ✅ |
| 磁盘配额 | ❌ | ✅ |
| 在可移动媒体上受支持 | ❌ | ✅ |
| Bootable | ❌ | ✅ |
| 萎缩 | ❌ | ✅ |
- 官方不支持短名称，许多短名称通过软链接进行模拟。