ReFS

ReFS
ReFS
개발자마이크로소프트
전체이름복원력이 뛰어난 파일 시스템
소개했다2012년 8월 1일, Windows Server 2012에서 11년 전(2012-08-01)[1]
구조물들
디렉토리 내용B+나무[2]
한계
최대 볼륨 크기1요비바이트(2바이트80)[3]
최대 파일 크기16 exbibytes(2-1바이트64)[4]
특징들
특성네.
투명한
압축.
아니요.
데이터 중복제거네, 2016년 v3.2 첫 선을 보인 이후 v1709[5].
카피 온 라이트(copy-on-write)네.
다른.
지원됨
운영 체제
웹사이트docs.microsoft.com/en-US/windows-server/storage/refs/refs-overview

복원 파일 시스템(ReFS),[7] 코드명 "프로토곤"([8]Protogon)은 NTFS 이후 차세대 파일 시스템을 목표로 윈도우 서버 2012와 함께 도입된 마이크로소프트의 독점 파일 시스템입니다.

ReFS는 NTFS가 도입된 이후 수년간 중요해진 문제를 극복하기 위해 설계되었으며, 이는 데이터 스토리지 요구 사항이 어떻게 변화했는지와 관련이 있습니다.이러한 요구 사항은 스토리지 시스템과 사용량의 두 가지 주요 변화, 즉 사용 중인 스토리지의 크기(현재 멀티 테라바이트 드라이브의 대규모 또는 대용량 어레이)와 지속적인 신뢰성의 필요성에서 비롯되었습니다.따라서 파일 시스템은 물리적 디스크와 논리적 볼륨 추상화 또는 가상화와 함께 디스크 검사 속도가 비현실적으로 느리거나 중단되는 것을 방지하기 위해 자체 복구 작업을 수행해야 합니다.

ReFS의 주요 설계 이점으로는 자동 무결성 검사데이터 스크러빙, chkdsk 실행 필요성 제거, 데이터 저하 방지, 하드 디스크 드라이브 장애이중화에 대한 내장된 처리, RAID 기능 통합, 데이터 및 메타데이터 업데이트를 위한 쓰기 시 복사/할당 스위치, 매우 강력한 처리 등이 있습니다. 거의 임의 크기의 논리 볼륨을 포함한 긴 경로 및 파일 이름, 스토리지 가상화풀링(사용하는 드라이브의 물리적 크기에 unrelated) 등이 있습니다.

NTFS와의 비교

주요 신기능

디스크 내 구조에 대한 신뢰성 향상

ReFS는 모든 메타데이터 및 파일 데이터를 포함하여 디스크의 모든 구조에 B+ 트리를 사용합니다.[2][9]메타데이터 및 파일 데이터는 관계형 데이터베이스와 유사한 테이블로 구성됩니다.파일 크기, 폴더 내 파일 수, 총 볼륨 크기 및 볼륨 내 폴더 수는 64비트로 제한됩니다. 따라서 ReFS는 최대 파일 크기가 16엑비바이트(2-1바이트64), 최대 볼륨 크기가 35페타바이트입니다.[10]

내장된 복원력

ReFS는 메타데이터에 할당 온 라이트 업데이트 전략을 채택하여 [2]모든 업데이트 트랜잭션에 대해 새로운 청크를 할당하고 대규모 IO 배치를 사용합니다.모든 ReFS 메타데이터에는 독립적으로 저장된 64비트 체크섬이 있습니다.파일 데이터는 별도의 "integrity stream"에 선택적 체크섬을 가질 수 있으며, 이 경우 파일 업데이트 전략은 파일 데이터에 대한 쓰기 시 할당을 구현하기도 합니다. 이는 파일과 디렉토리 모두에 적용할 수 있는 새로운 "integrity" 속성에 의해 제어됩니다.파일 데이터나 메타데이터가 손상된 경우, 유지 보수를 위해 전체 볼륨을 오프라인으로 전환하지 않고 파일을 삭제한 후 백업에서 복원할 수 있습니다.복원력이 내장되어 있기 때문에 관리자는 ReFS를 사용할 때 CHKDSK와 같은 오류 검사 도구를 주기적으로 실행할 필요가 없습니다.

기존 API 및 기술과의 호환성

ReFS는 NTFS 기능의 일부만 지원하며 "광범위하게 채택된" Win32 API만 지원합니다.새로운 시스템 API를 필요로 하지 않으며 대부분의 파일 시스템 필터는 ReFS 볼륨에서 계속 작동합니다.[2]ReFS는 BitLocker 암호화, Access Control Lists, USN Journal, 변경 알림,[11] 심볼릭 링크, 연결 지점, 마운트 지점, restarse point, 볼륨 스냅샷, 파일 IDoplock과 같은 기존 Windows 및 NTFS 기능을 지원합니다.ReFS는 데이터 미러링 및 스트라이핑은 물론 시스템 간 스토리지 [2]풀을 공유할 수 있는 스토리지 가상화 계층인 Storage Spaces와 원활하게 통합됩니다.[12]ReFS 복원 기능은 스토리지 Spaces에서 제공하는 미러링 기능을 향상시켜 데이터 스크러빙 프로세스를 통해 파일의 미러링된 복사본이 손상되는지 여부를 감지할 수 있으며,[9] 이 프로세스를 통해 모든 미러 복사본을 주기적으로 읽고 체크섬을 확인한 다음 불량 복사본을 양호한 복사본으로 교체합니다.

마이크로소프트 윈도우 및 윈도우 서버는 다음을 포함합니다.ReFStil은 심하게 손상된 ReFS 볼륨을 진단하고 남은 파일을 식별한 후 해당 파일을 다른 볼륨에 복사하는 데 사용할 수 있는 명령줄 유틸리티입니다.[13]

제거된 피쳐

일부 NTFS 기능은 ReFS에 구현되지 않습니다.여기에는 개체 ID, 8.3 파일 이름, NTFS 압축, EFS(Encrypting File System), 트랜잭션 NTFS, 확장 속성, 디스크 할당량 등이 포함됩니다.[8][2][14]미러링 또는 스트라이프 볼륨이 있는 동적 Disk는 Storage Spaces에서 제공하는 미러링 또는 스트라이프 스토리지 풀로 대체되지만 자동 오류 수정은 미러링된 공간에서만 지원됩니다.ReFS의 이전 버전에서는 데이터 중복 제거 기능이 없었습니다.[2]v3.2에서 구현되었으며 윈도우 서버 v1709에서 첫 선을 보였습니다.[5]

ReFS에서는 대체 데이터 스트림하드 링크 지원이 처음에는 구현되지 않았습니다.윈도우즈 8.1 64비트 및 서버 2012 R2에서 파일 시스템은 최대 128K 길이의 대체 데이터 스트림 지원과 패리티 공간에서 무결성 스트림이 사용될 경우 손상을 자동으로 수정합니다.[15]ReFS는 대체 데이터 스트림이 없기 때문에 처음에는 Microsoft SQL Server 인스턴스 할당에 적합하지 않았습니다.[16]하드 링크는 윈도우 서버 2022의 미리보기 버전과 함께 도입되었지만 윈도우 11에 대해서는 아무것도 없었습니다.

구현

ReFS는 향후 버전에서는 소비자 시스템으로 점진적으로 마이그레이션할 목적으로 처음에는 Windows Server 2012에만 추가되었습니다. 는 Windows 8.1에서 실현되었습니다.[10]초기 버전에서는 디스크 할당량, 대체 데이터 스트림확장 속성과 같은 일부 NTFS 기능이 제거되었습니다.이 중 일부는 ReFS의 이후 버전에서 다시 구현되었습니다.

이전 버전(2012-2013)에서는 ReFS가 대부분의 테스트에서 NTFS와 비슷하거나 조금 더 빨랐지만 완전 무결성 검사가 활성화된 경우 훨씬 더 느려졌습니다.[17] 이는 ReFS의 상대적인 새로움 덕분입니다.[18][self-published source][19][self-published source]

ReFS 볼륨을 생성하는 기능은 Enterprise 및 Pro for Workstation을 제외한 모든 버전에 대해 Windows 10의 2017 Fall Creators Update에서 제거되었습니다.[6]

Windows Server 2022 및 Windows 11 v21H2부터 시작하는 bootx64.e는 ReFS 부팅 기능을 기본적으로 지원하며 ReFS v3로 포맷된 볼륨에 특별한 방식으로 시스템을 설치하고 실행할 수 있습니다.ReFS v1로 포맷된 볼륨이면 ReFS로 부팅할 수 없습니다.[20]

ReFS 볼륨의 클러스터 크기는 4KB 또는 64KB입니다.[21]

역사

서버 2016

2015년 스토리지 개발자 컨퍼런스에서 마이크로소프트 개발자는 "ReFS v2"라는 제목으로 Windows Server 2016과 함께 출시되어 Technical Preview 4에 포함될 것으로 예상되는 ReFS의 향상된 기능을 발표했습니다.[22]ReFS에는 이제 파일[23] 간의 블록 이동, 순서 변경 및 클로닝(파일의 모든 블록에 대해 수행 가능)을 매우 빠르게 수행할 수 있는 기능이 포함되었음을 강조했습니다.이는 특히 가상화에 필요하며, 신속한 프로비저닝, 확산 및 계층화를 가능하게 한다고 명시되어 있습니다.그 밖의 향상된 기능으로는 redo 로그(동기식 디스크 쓰기), 병렬화, 초기화되지 않은 희소 데이터 및 파일의 효율적인 추적, 효율적인 4k I/O 등이 있습니다.[22]

서버 2022

Windows Server 2022(ReFS 버전 3.7 사용)는 파일 레벨 스냅샷을 지원합니다.[10]

Windows Insider Preview 22H2 및 23H2(빌드 226** 및 25***)는 LZ4zstd 알고리즘을 사용하여 ReFS 볼륨 압축을 지원합니다.[24]

버전

ReFS에는 운영 체제 버전 간에 다양한 호환성을 가진 버전이 있습니다.파일 시스템의 개발 버전과 별도로, 일반적으로 최신 운영 체제 버전에서는 이전 OS 버전으로 생성된 파일 시스템을 마운트할 수 있습니다(역호환성).일부 기능은 OS의 기능 집합과 호환되지 않을 수 있습니다.명령을 사용하여 파일 시스템의 버전, 클러스터 크기 및 기타 기능을 쿼리할 수 있습니다.fsutil fsinfo refsinfo volumename.

  • 1.1: Windows Server 2012에서 포맷한 원래 버전입니다.
  • 1.2: Windows 8.1, Windows 10 v1507 ~ v1607, Windows Server 2012 R2 및 Windows Server 2016에서 ReFSV1로 포맷된 경우의 기본 버전.Windows Server 2012 R2에서 대체 데이터 스트림을 사용할 수 있습니다.
  • 2.2: Windows 10 Preview 빌드 10049 이전 버전으로 포맷된 기본 버전.10061년 이후에는 장착할 수 없습니다.
  • 2.0: Windows Server 2016 TP2 및 TP3으로 포맷된 기본 버전.Windows 10 Build 10130 이상 또는 Windows Server 2016 TP4 이상에서는 마운트할 수 없습니다.
  • 3.0: Windows Server 2016 TP4 및 TP5로 포맷된 기본 버전.
  • 3.1: Windows Server 2016 RTM에서 포맷한 기본 버전.
  • 3.2: Windows 10 v1703 및 Windows Server Insider Preview 빌드 16237로 포맷된 기본 버전Windows 10 Insider Preview 15002 이상으로 포맷할 수 있습니다(15002와 15019 사이의 기본값만 있음).서버 버전에서 중복제거를 지원합니다.
  • 3.3: Windows 10 Enterprise v1709로 포맷된 기본 버전(Enterprise 및 Pro for Workstation을 제외한 모든 버전에서 ReFS 볼륨 생성 기능이 제거됨, 읽기/쓰기 기능은 남아[6] 있음) 및 Windows Server 버전 17009(Windows 10 Enterprise Insider Preview 빌드 16257 및 Windows Server Insider Preview bu로 시작됨)id 16257).
  • 3.4: Windows 10 Pro for Workstation/Enterprise v1803 이상 버전으로 포맷된 기본 버전과 서버 버전(Windows Server 2019 장기 지원 버전 포함).
  • 3.5: Windows 11 Enterprise Insider Preview(19536 이상 빌드)로 포맷된 기본 버전. 하드 링크 지원(새로 포맷된 볼륨에서만 지원, 이전 버전에서 업그레이드된 볼륨에서는 지원 안 함)[10]
  • 3.6: Windows 11 Enterprise Insider Preview(빌드 21292 이상) 및 Windows Server Insider Preview(빌드 20282 이상)로 포맷된 기본 버전
  • 3.7: Windows 11 Enterprise Insider Preview(빌드 21313 이상)와 Windows Server Insider Preview(빌드 20303 이상)로 포맷된 기본 버전.또한 윈도우 서버 2022윈도우 11의 최종 릴리스와 함께 제공된 버전입니다.파일 수준 스냅샷 추가(서버 2022에서만 사용 가능).
  • 3.9: Windows 11 Enterprise Insider Preview(빌드 22598 이상)와 Windows Server Insider Preview(빌드 25099 이상)로 포맷된 기본 버전.LZ4ZSTD로 후공정 압축 및 투명 압축 해제 추가.
  • 3.10: 윈도우 11 엔터프라이즈 인사이더 프리뷰 및 윈도우 서버 인사이더 프리뷰(빌드 25324 이상)로 포맷된 기본 버전.

알려진 문제

스토리지 공간에서 실행할 때 ReFS에 대해 식별되거나 제안되는 문제는 다음과 같습니다.

  • REFSutil은 3.7에서 작동하지 않습니다(Windows 2022).
  • 스토리지 공간 위에 씬 프로비저닝된 ReFS를 추가하면(2012년 릴리스 전 기사에 따르면) 경고 없이 볼륨에 액세스할 수 없거나 관리할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있습니다.[25]예를 들어, 스토리지 공간의 기본이 되는 물리적 디스크가 너무 가득 찬 경우에 이 문제가 발생할 수 있습니다.소규모 넷빌더는 이러한 경우 스토리지 공간 레이아웃을 식별하고 이를 복구하기 위한 "이론적인 혁신"이 필요하기 때문에 복구가 "예방적"일 수 있으며, 이는 파일 시스템 컨텐츠의 ReFS 복구를 시작하기 전에 필요하다고 말합니다. 따라서 백업도 사용할 것을 권장합니다.[25]
  • 스토리지 공간 위에 씬 프로비저닝된 ReFS. ReFS 파티션이 씬 볼륨의 전체 크기로 확장되는 경우도 있습니다.나중에 씬 볼륨 크기를 확장할 때 ReFS 파티션이 씬 볼륨 크기로 확장되지 못할 수 있습니다.파티션 확장에 실패하면 씬 볼륨 크기를 확장하더라도 다시는 파티션을 확장할 수 없습니다.해결 방법은 ReFS 파티션을 씬 볼륨의 전체 크기로 확장하지 않고 볼륨 끝에 항상 몇 GB씩 할당되지 않은 상태로 두는 것입니다.이 문제는 서버 2022에도 여전히 존재합니다.파티션 확장 중에는 씬 볼륨의 전체 크기를 사용할 때 테이블을 손상시키는 값을 파티션 테이블에 기록하여 더 이상의 확장을 방지하는 것으로 생각됩니다.해당 데이터는 여전히 손상되지 않고 ReFS 파티션이 정상적으로 작동합니다.해결책은 새 볼륨과 ReFS 파티션을 생성하여 이전 ReFS에서 복사하고 복사 중에 이중 스토리지가 필요한 새 ReFS로 복사한 후 이전 볼륨을 삭제하는 것입니다.
  • ReFS로 포맷된 씬 프로비저닝 볼륨은 결국 씬 볼륨을 ReFS 포맷된 크기의 전체 크기로 확장하므로 Windows 10에서 씬 볼륨을 사용할 이유가 없습니다.데이터가 대부분 정적인 경우에도 파티션을 더 많이 사용할수록 볼륨이 더 빠르게 확장됩니다.덜 사용하는 드라이브는 Windows 10에서는 여전히 확장되지만 동일한 속도로 확장되지는 않습니다.얇은 볼륨 위에 NTFS 형식의 볼륨을 사용하면 동일한 확장이 발생하지 않습니다.예를 들어, 4TB ReFS 양방향 미러 99% 정적 데이터(데이터 로그) 1.11TB 사용, 한 번 추가해도 데이터가 변경되지 않음, 한 달에 한 번 추가되는 데이터, 저장 공간에서 전체 8TB의 스토리지를 사용함(저장 공간에서 약 2.2TB 사용).ReFS로 포맷된 동일한 스토리지 공간의 얇은 볼륨이 다르고 양방향 미러 단일 데이터 쓰기가 가능하지만 데이터의 사용 빈도가 낮으며, 7.77TB를 사용하는 257GB의 데이터, 7.77TB를 사용하는 씬 볼륨 NTFS 파티션에 데이터를 추가할 수 있습니다. 257GB 파티션과 동일한 방식으로 사용되지만 601GB. 7개월 윈도우만 사용합니다.
  • 스토리지 공간을 얇게 프로비저닝하지 않더라도 ReFS가 상황에 따라 모든 파일 오류를 안정적으로 수정하지 못할 수도 있습니다. 스토리지 공간이 파일이 아닌 블록에서 작동하므로 일부 파일의 경우 필요한 블록이나 복구 데이터가 부족할 수 있습니다.그 결과 디스크 및 데이터 추가 및 제거가 손상될 수 있으며, 이중화 변환이 어렵거나 불가능해집니다.[citation needed]
  • ReFS 볼륨에 을 설치할 수 없습니다.[26][self-published source]

다른 파일 시스템과의 비교

ReFS와 마찬가지로 ZFSBtrfs는 데이터 보호, 스냅샷 및 백그라운드 오류 수정 기능을 통합하도록 설계되었습니다.

2012년, Phoronix는 ReFS 대 Btrfs에 대한 분석을[27] 작성했습니다.당시에는 체크섬, RAID와 유사한 여러 디스크 사용, 오류 수정 등의 기능이 유사했습니다.그러나 ReFS는 Btrfs와 ZFS에서 모두 볼 수 있는 쓰기 방식의 복사 스냅샷과 압축 기능이 부족했습니다.

2014년에 베타뉴스는 ReFS에 대한 리뷰를 작성하고 ReFS의 운영 사용 준비 상태를 평가했습니다.[28]검토 결과 ReFS는 주요 파일 시스템 경쟁업체 중 두 곳에 비해 최소한 몇 가지 이점이 있는 것으로 나타났습니다.

  • ZFS(Solaris, Illumos, FreeBSD 등에 사용됨)는 온라인 중복제거를 위해 수 기가바이트의 RAM이라는 비교적 극단적인 메모리 요구사항으로 인해 광범위한 비판을 받았습니다.그러나 온라인 중복제거는 ZFS에서 기본적으로 활성화되지 않았으며 ReFS에서 당시 지원되지 않았습니다(이후 추가됨).[29] 따라서 ZFS 온라인 중복제거를 활성화하지 않으면 두 파일 시스템 간의 메모리 요구량이 수백 메가바이트에 불과하기 때문입니다.
  • Drobo와 같은 오퍼링은 자사가 실패해도 백백이 없는 독점적인 방법을 사용했습니다.

리버스 엔지니어링 및 내부

2019년 11월 현재 마이크로소프트는 ReFS에 대한 어떠한 사양도 공개하지 않았으며 작동하는 오픈 소스 드라이버도 만들어지지 않았습니다.ReFS를 문서화하는 타사 오픈 소스 프로젝트는 GitHub에 있습니다.[30][31]

파라곤 소프트웨어 그룹은 윈도우 및 리눅스용 클로즈드 소스 드라이버를 제공합니다.

참고 항목

참고문헌

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  4. ^ "ReFS Features". ntfs.com. Retrieved 18 November 2022. ReFS supports a maximum file size of 16 exbibytes (264-1 bytes)
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외부 링크