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Windows三个文件系统FAT32 NTFS ReFS发展过程1、FAT32文件系统

Windows早期的文件系统是FAT采用32位文件分配表的32个文件系统。FAT32文件管理格式可以大大提高磁盘的管理能力，突破FAT16对每个分区的容量只有2 GB的限制。

FAT32是指32位二进制数记录管理的磁盘文件管理方法FAT类文件系统的核心是文件分配表，从而获得命名。FAT32是从FAT和FAT16.其优点是稳定性和兼容性好，能够完全兼容Win 9X以前的版本，维护方便。缺点是安全性差，最大只能支持32GB分区(理论上是64GB），单个文件只能支持最大的4GB。

对于使用FAT32文件系统的每个逻辑盘内部空间可分为三部分，依次是指导区（BOOT区)、文件分配表区（FAT区)，数据区（DATA区）。引导区和文件分配表区又称系统区，占据了整个逻辑盘前端的小空间，存储相关管理信息。数据区是逻辑盘用来存储文件内容的区域，以簇为分配单位。

2、NTFS文件系统

在Win 98操作系统后，微软为Windows NT系统推出了New Technology File System（NTFS）并从文件系统Windows 2000 一直沿用至今。NTFS格式开始支持元数据，比FAT对磁盘的利用率较高。采用FAT32格式的操作系统多可支持32GB支持分区NTFS格式系统可支持高达2TB磁盘分区。

3、ReFS文件系统

从Win 从10开始，微软出ReFS相对于文件系统NTFS文件系统，ReFS文件格式提高了更多的可靠性，特别是对于老化磁盘或机器断电时，它提供了更大的可靠性，ReFS兼容Storage Spaces跨区卷技术，当磁盘读写失败时，ReFS先进行系统验证，检测这些错误并正确复制。

ReFS文件系统被称为文件恢复系统， 又称弹性文件系统

这里重点介绍微软的新产品ReFS文件系统。

恢复文件系统 (ReFS) 概述

参考：微软官网

适用范围：Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2012

恢复文件系统 (ReFS) 是 Microsoft 最新的文件系统，旨在最大限度地提高数据可用性，有效地扩展到大型数据集，并提供数据完整性，以恢复损坏。 它旨在解决存储方案的扩展问题，为未来的创新奠定基础。

主要优点复原能力

ReFS 引入一个新功能，可以准确检测损坏，并在保持在线状态的同时修复损坏，从而提高数据的完整性和可用性：

完整性流 - ReFS 元数据和文件数据(可选)的验证和使用 ReFS 损坏可以可靠地检测到。存储空间集成-与镜像或奇偶校准空间一起使用时，ReFS 存储空间提供的数据备用副本可用于自动修复检测到的损坏。存储空间集成-与镜像或奇偶校准空间一起使用时，ReFS 存储空间提供的数据备用副本可用于自动修复检测到的损坏。 维修过程将本地化到损坏区域并在线执行，不会有卷停机时间。补救数据 -如果数据的备据损坏的备用副本不存在，ReFS 损坏的数据将从命名空间中删除。 ReFS 在处理大多数不可纠正的损坏时，卷可以保持在线，但在极少数情况下，ReFS 卷需要保持脱机。纠正主动错误 -除阅读和写入前验证数据外，ReFS 还引入了一个名字 数据完整性扫描器。 清洗器定期扫描卷，识别潜在损坏，然后主动触发损坏数据的修复。性能

除了提高恢复能力外，ReFS 引入性能极其敏感和虚拟化的新功能。 实时层优化、块克隆和稀疏 VDL 都在不断发展 ReFS 为支持各种动态工作负荷而设计的优秀功能示例：

镜像加速了奇偶校验 - 镜像加速了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。 为提供高性能、高效的容量存储，ReFS 将卷分为两个逻辑存储组，称为层。 这些层可以有自己的驱动器和恢复类型，从而优化每个层的性能或容量。 一些示例配置包括：

性能层	容量层
镜像的 SSD	镜像的 HDD
镜像的 SSD	奇偶校验 SSD
镜像的 SSD	奇偶校验 HDD

配置这些层后，ReFS 为冷数据的热数据和容量高效存储提供快速存储：

所有写入都将在性能层中进行，保留在性能层中的大数据块将实时有效地移动到容量层。若采用混合部署 (闪存驱动器和 HDD 驱动器混合) ，直接存储空间中的缓存可以帮助加快读取速度，减少虚拟化工作负数据碎片特性的影响。若采用混合部署 (闪存驱动器和 HDD 驱动器混合) ，直接存储空间中的缓存可以帮助加快读取速度，减少虚拟化工作负数据碎片特性的影响。 否则，如果使用双闪存部署，读取也会出现在性能层。

备注 对于 Windows 服务器部署，只有存储空间直接支持镜像加速的奇偶校验。 建议将镜像加速奇偶校验用于存档和备份工作负荷。 对于虚拟化等高性能随机工作负载，建议使用三向镜像获得更好的性能。

加快 VM 操作 - ReFS 专门设计的新功能是为了提高虚拟化工作负载的性能：防止克隆 -防止克隆加速复制操作，实现快速低影响 VM 检查点合并操作。稀疏 VDL-稀疏 VDL 允许 ReFS 快速引用零文件，从几十分钟到几秒钟内创建固定文件 Vhd 所需时间。

可变群集大小 - ReFS 支持 4K 和 64K 集群大小。 4K 大部分部署建议的集群大小，但是 64K 集群适合大规模、顺序 IO 工作负载。可伸缩性

ReFS 支持数百万大型数据集的设计 tb-不会对性能产生负面影响，从而实现比以前的文件系统更好的缩放。

支持的部署

Microsoft 开发了 NTFS 专门用于各种配置和工作负荷。 特殊需要 ReFS 客户提供可用性、恢复能力和/或规模，Microsoft 支持将 ReFS 以下配置及方案：

备注 所有 ReFS 必须使用支持配置Windows Server 符合应用程序要求的目录认证硬件。

重要 如果你计划使用集群共享卷 ReFS (Csv) ，请参阅 集群共享故障转移群 了解重要信息。

直接存储空间

建议为虚拟化工作负荷或网络附加存储部署直接存储空间上的 ReFS：

镜像加速奇偶校验和直接存储空间中的缓存 能提供高性能、高效的容量存储。引入块克隆和稀疏 VDL 创建、合并和扩展的明显加速 .vhdx 文件操作速度。完整性-流、在线维修和备用数据副本 ReFS 可以在元数据和数据中共同检测和纠正存储控制器和存储媒体的损坏。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 部署在机箱存储空间上 ReFS 适用于托管存档数据和存储用户文档：

完整性-流、在线维修和备用数据副本 ReFS 存储空间可以在元数据和数据中共同检测和纠正存储控制器和存储媒体的损坏。块克隆也可以用于存储空间部署 ReFS 可扩展性。

备注 支持通过存储空间 BusTypes SATA、SAS、NVME 本地非可移动直接连接，或通过 HBA (连接(也称为直接模式) RAID 控制器) ）。

基本磁盘

部署在基本磁盘上 ReFS 最适合实现自身软件恢复能力和可用性解决方案的应用程序：

应用程序引入自己的恢复和可用性软件解决方案，可以使用完整性流、块克隆和扩展和支持大型数据集的能力。

备注 基本磁盘包括通过 BusTypes SATA、SAS、NVME 或 RAID 本地非移动直接连接。 基本磁盘不包括存储空间。

备份目标

将 ReFS 备份目标最适用于实现自身恢复和可用性解决方案的应用程序和硬件：

应用程序引入自己的恢复和可用性软件解决方案，可以使用完整性流、块克隆和扩展和支持大型数据集的能力。

备注 备份目标包括上述支持配置。 请联系应用程序和存储阵列供应商获取相关光纤通道 iSCSI San 支持详细信息。 对于 San，如果需要简化设置、剪裁/取消映射或卸载数据传输 (ODX) 必须使用的功能 NTFS。

功能比较限制

功能	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
文件尺寸上限	35 PB (pb)	256 TB
最大卷大小	35 PB	256 TB

功能ReFS 和 NTFS 提供以下功能：

功能	ReFS	NTFS
BitLocker 加密	是	是
重复数据删除	是1	是
群集共享卷 电脑 (CSV) 支持	是23	是
交接点/软链接	是	是
硬链接	是4	是
集群支持故障转移	是	是
访问控制列表	是	是
USN 日志	是	是
更改通知	是	是
交接点	是	是
装入点	是	是
重分析点	是	是
卷快照{ x}

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