NTFS vs ReFS: ¿Cuál elegir?
Los entornos Hyper-V no pueden funcionar correctamente sin un almacenamiento fiable, ya que tiene un impacto significativo en el rendimiento de la máquina virtual (VM). Esto se debe a que el objetivo principal del almacenamiento es guardar y conservar los datos disponibles en un formato adecuado. Microsoft Hyper-V ofrece varias opciones de almacenamiento entre las que elegir, que difieren en varios aspectos.
Sin embargo, sin un sistema de archivos sería imposible guardar, gestionar y acceder a los datos almacenados. En esta entrada de blog, hablaremos de las funciones de Hyper-V Resilient File System (ReFS) y New Technology File System (NTFS) y lo que los diferencia.
¿Qué es NTFS?
NTFS es un sistema de archivos de Microsoft disponible por defecto en las versiones anteriores de Windows y Windows Server. El sistema de archivos NTFS ofrece una serie de funciones que se utilizan para gestionar los archivos de disco y evitar fallos en el mismo. Entre ellas se encuentran el control de acceso de seguridad (ACL), la utilización del espacio en disco, la mejora de los metadatos, el registro en diario del sistema de archivos, el cifrado, los archivos dispersos y las cuotas de disco. Además, Cluster Shared Volumes se puede utilizar con el rol Hyper-V, que permite el acceso a un disco compartido que contiene un volumen NTFS por varios nodos en un clúster de conmutación por recuperación.
¿Qué es ReFS?
ReFS, también conocido como Protogon, es un sistema de archivos desarrollado por Microsoft e introducido con Windows Server 2012. La idea detrás de ReFS era construir un archivo avanzado para almacenar de forma segura grandes cantidades de datos. Para ello, se introdujeron las siguientes funciones: resiliencia integrada, comprobación automática de la integridad, depuración de datos y prevención de la degradación de datos.
Además, el sistema de archivos ReFS puede integrarse a la perfección con Storage Spaces, que es una capa de virtualización del almacenamiento utilizada para la duplicación y división de datos, así como para compartir pools de almacenamiento. Gracias a ello, ReFS puede detectar archivos dañados dentro de un disco y repararlos automáticamente. El objetivo de ReFS era crear un sistema de archivos con resiliencia frente a la corrupción de datos y escalabilidad bajo demanda para entornos de gran tamaño.
ReFS y NTFS Comparación de funciones
Como puede ver, ambos sistemas incluyen varias funciones que difieren en la forma de proteger el almacenamiento, mejorar su rendimiento y garantizar la integridad de los datos. A continuación se explica de qué es capaz cada sistema.
Sistema de archivos Fiabilidad
Si comparamos ReFS frente a NTFS, deberíamos hablar de fiabilidad. En caso de que se produzca un fallo en el sistema, NTFS utiliza puntos de control y archivos de registro para recuperar el sistema a su estado anterior. Si se detecta un error de sector defectuoso, NTFS marca el clúster dañado como defectuoso, lo descarta y asigna un nuevo clúster para el almacenamiento de datos. Con la función de autorreparación de NTFS, es posible proteger todo el sistema de archivos sin desconectar el volumen. NTFS escanea periódicamente el sistema para encontrar cualquier problema transitorio de corrupción y solucionarlo. Además, NTFS proporciona un alto nivel de fiabilidad debido al uso de un sistema de archivos de registro diario, lo que significa que este sistema de archivos realiza un seguimiento de todos los cambios en el disco, lo que permite revertir rápidamente la infraestructura a su estado anterior en caso de caída del sistema o de migración de datos fallida.
Por otro lado, ReFS también incluye una serie de funciones que garantizan la fiabilidad del almacenamiento de datos. Como ya se ha mencionado, ReFS puede integrarse con Storage Spaces, lo que permite realizar procesos de reparación automáticos dentro del sistema sin provocar tiempos de inactividad del volumen. Además, ReFS aplica una técnica de copia en escritura, lo que significa que cualquier cambio en el archivo se escribe en un bloque recién asignado en el disco. Todos los metadatos de ReFS y los datos de los archivos tienen sumas de comprobación que permiten detectar cualquier error de corrupción de datos y respaldan la integridad de los datos del sistema. Con la función de depuración de datos, ReFS puede escanear periódicamente el entorno para verificar las sumas de comprobación correspondientes, identificar cualquier corrupción y reparar los datos dañados.
Rendimiento de ReFS frente a NTFS
Tanto NTFS como ReFS tienen funciones específicas que les permiten mejorar significativamente el rendimiento del sistema de archivos.
En Windows Server 2008 se introdujo NTFS transaccional, que permitía supervisar el rendimiento del sistema mediante transacciones. En este caso, las operaciones con archivos se realizan mediante transacciones atómicas, lo que significa que puede configurar una transacción para que aplique múltiples cambios a los archivos del sistema. La operación se configura de forma que se garantice el éxito de todas las operaciones o de ninguna de ellas. En caso de fallo del sistema, los cambios adoptados se escriben en el disco y el trabajo transaccional incompleto se revierte. Así, las transacciones permiten realizar operaciones sin interrupciones ni errores y guardar los progresos realizados.
Otras opciones que permiten aumentar el rendimiento son las cuotas de disco, la compresión de archivos y el cambio de tamaño. Con las cuotas de disco, el administrador puede asignar a los usuarios una determinada cantidad de espacio en disco e identificar si se ha superado el límite. Además, NTFS puede comprimir los archivos del sistema mediante algoritmos de compresión, aumentando así la capacidad de almacenamiento. La función de redimensionamiento permite aumentar o reducir el tamaño del volumen NTFS mediante el uso de espacio de disco no asignado dentro del sistema.
Como ya se ha mencionado, ReFS puede integrarse con Windows Storage Spaces, lo que permite optimizar los niveles en tiempo real. Un volumen en ReFS se divide en dos sectores, a saber, el nivel de rendimiento y el nivel de capacidad. A cada uno de estos niveles se le asignan sus propios tipos de unidad y resiliencia, lo que garantiza una optimización de alto nivel. Las operaciones de escritura se ejecutarán en el nivel de rendimiento, y los grandes bloques de datos almacenados en el nivel de rendimiento se transferirán al nivel de capacidad en tiempo real.
Las siguientes funciones se introdujeron específicamente para acelerar el rendimiento de las máquinas virtuales Hyper-V. Con la función VDL (Valid Data Length) dispersa, ReFS puede poner rápidamente a cero los archivos, lo que permite crear archivos de disco duro virtual (VHD) en cuestión de segundos. Otra función es la clonación de bloques, que se aplica cuando se trabaja con cargas de trabajo dinámicas, como la clonación de máquinas virtuales y las operaciones de fusión de puntos de control. En este caso, la clonación de bloques se realiza sobre la base de metadatos, en lugar de datos de archivo. De este modo, se acelera el rendimiento de las operaciones de copia y se reduce la sobrecarga del disco.
Escalabilidad
Comparando la escalabilidad de ReFS frente a NTFS, el primero puede soportar volúmenes de datos extremadamente grandes. NTFS proporciona teóricamente una capacidad máxima de 16 exabytes, mientras que ReFS tiene 262.144 exabytes. Así, ReFS es más fácilmente escalable que NTFS y garantiza un rendimiento eficiente del almacenamiento.
También hay que tener en cuenta que la longitud máxima de un nombre de archivo en NTFS y ReFS es de 255 caracteres, mientras que la longitud máxima de un nombre de ruta es de 32.768 caracteres. Sin embargo, ReFS ofrece compatibilidad con nombres y rutas de archivo más largos por defecto. En cuanto a NTFS, necesitas desactivar manualmente el límite de caracteres cortos.
Comparación de funciones
Debido a que NTFS es un predecesor de ReFS, este último ha tomado prestadas la mayoría de sus funciones de NTFS. La siguiente tabla muestra en qué se diferencian los dos sistemas de archivos en cuanto a sus funciones y cuál de ellos tiene un conjunto de herramientas más completo.
| Función | NTFS | ReFS |
| Cifrado BitLocker | + | + |
| Deduplicación de datos | + | + |
| Compatibilidad con volúmenes compartidos en clúster (CSV) | + | + |
| Enlaces | + | + |
| compatibilidad con clústeres de conmutación por recuperación | + | + |
| Listas de control de acceso | + | + |
| Diario de la USN | + | + |
| Notificaciones de cambios | + | + |
| Puntos de unión | + | + |
| Puntos de montaje | + | + |
| Repartir puntos | + | + |
| Arroyos con nombre | + | + |
| Instantáneas de volumen | + | + |
| Identificación de archivos | + | + |
| Oplocks | + | + |
| Archivos dispersos | + | + |
| Aprovisionamiento fino | + (sólo Storage Spaces) | + |
| Trim/Unmap | + (sólo Storage Spaces) | + |
| Clon en bloque | + | |
| VDL disperso | + | |
| Paridad acelerada por espejo | + | |
| Transferencia de datos descargados (ODX) | + | |
| Compresión del sistema de archivos | + | |
| Cifrado del sistema de archivos | + | |
| Transacciones | + | |
| Enlaces duros | + | |
| ID de objeto | + | |
| Nombres cortos | + | |
| Atributos ampliados | + | |
| Cuotas de disco | + | |
| Arranque | + | |
| Compatibilidad con archivos de página | + | |
| Compatibilidad con soportes extraíbles | + |
Por qué ReFS aún no puede sustituir a NTFS
Como se puede ver en la tabla anterior, la cuestión ReFS vs NTFS sigue siendo relevante, ya que ReFS sigue siendo muy limitado en sus funciones, en comparación con NTFS. Funciones cruciales de NTFS como la compresión de datos, el cifrado, las transacciones, los enlaces duros, las cuotas de disco y los atributos extendidos no están presentes en ReFS. Otra limitación es que, a diferencia de NTFS, ReFS no ofrece la posibilidad de arrancar Windows desde un volumen ReFS.
Sus limitadas funciones se explican por la razón por la que se construyó, que es garantizar la protección contra la corrupción de datos y proporcionar una mayor escalabilidad del sistema de archivos. Sin embargo, ReFS no puede descartarse como un sistema de archivos menos eficiente, ya que cuenta con un amplio número de funciones que pueden mejorar su rendimiento. Por ejemplo, ReFS no incluye la función de cifrado del sistema de archivos (EFS) utilizada en NTFS, que permite el cifrado a nivel de sistema de archivos. En cambio, ReFS tiene la función de cifrado BitLocker, que proporciona cifrado de todo el disco.
Por tanto, elegir entre ReFS y NTFS depende principalmente de la tarea específica para la que se vaya a utilizar. Actualmente, NTFS es una opción más preferible cuando se trata de almacenar datos menos sensibles y tener un control más granular sobre los archivos del sistema. Por otro lado, ReFS puede atraer a usuarios que necesitan gestionar datos en entornos a gran escala y desean garantizar la integridad de sus datos en caso de corrupción de archivos.
Optimización del almacenamiento Funciones en NAKIVO Backup & Replication
Cuando se trata de proteger su entorno virtual, instalar un software de protección de datos de terceros es la solución definitiva. Así, puede asegurarse de que su empresa esté siempre operativa y lista para atender a los clientes, incluso en caso de desastre inesperado. NAKIVO Backup & Replication es una solución de protección de datos fiable y rentable que, además de las múltiples ventajas que proporciona, permite utilizar el espacio de almacenamiento de la forma más eficiente. Para lograr la optimización del almacenamiento, NAKIVO Backup & Replication incluye una serie de funciones avanzadas que se describen a continuación.
Exclusión de archivos y particiones de intercambio
Un archivo de intercambio en el sistema operativo Windows y una partición de intercambio en el sistema operativo Linux se utilizan para proporcionar memoria virtual adicional y funcionan básicamente como una extensión de la memoria RAM física. Los archivos y particiones de intercambio te ayudan a aumentar el tamaño de la memoria física de un ordenador simulándola. El inconveniente es que los archivos de intercambio tienden a crecer con el tiempo, lo que puede afectar al rendimiento de los trabajos de backup y replicación. Para evitar el problema del exceso de almacenamiento, NAKIVO Backup & Replication puede excluir automáticamente los archivos o particiones de intercambio de los backups y replicas de VM. De esta forma puede reducir el tamaño de su espacio de almacenamiento y aumentar la velocidad de sus jobs de backup y replicación.
Deduplicación y compresión
NAKIVO Backup & Replication aplica técnicas de deduplicación y compresión para optimizar el uso del espacio de almacenamiento por parte de los backups. La deduplicación garantiza que todas las copias duplicadas de bloques de datos repetidos se eliminen de los backups de las máquinas virtuales. De esta forma, sólo se guardan en el repositorio de backups los bloques de datos únicos. Además, NAKIVO Backup & Replication puede comprimir cada bloque de datos, reduciendo así el tamaño de los mismos. Tanto la deduplicación como la compresión de datos están activadas por defecto y se ejecutan automáticamente.
Trabajos incrementales
Los trabajos de backup y replicación en NAKIVO Backup & Replication son incrementales, lo que significa que después del trabajo inicial de backup o replicación completo, todos los trabajos siguientes transfieren sólo los bloques de datos modificados. Para ello, se utilizan VMware Changed Block Tracking (CBT) o Hyper-V Resilient Change Tracking (RCT), que permiten identificar qué datos han cambiado desde la última copia de seguridad o replicación. Ejecutar jobs incrementales reduce el tiempo dedicado a los jobs de backup y replicación y disminuye la carga de la red.
Almacenamiento completo de datos sintéticos
NAKIVO Backup & Replication aplica el enfoque sintético para crear y almacenar backups de máquinas virtuales. Gracias al uso del modo sintético, el producto puede identificar los bloques de datos modificados dentro de una máquina virtual y enviarlos a un repositorio de backups. Al final de la ejecución de un job de backup, NAKIVO Backup & Replication puede crear un punto de recuperación, que se utiliza como referencia a bloques de datos específicos necesarios para restaurar la máquina virtual en un momento determinado. Los backups sintéticos garantizan que las copias de seguridad sean rápidas y seguras, que el espacio de almacenamiento de datos se utilice de forma eficiente y que se pueda recuperar rápidamente la máquina virtual en un momento determinado.
Compatibilidad con appliance de desduplicación
El appliance de deduplicación de datos es un tipo especial de hardware que elimina las copias duplicadas de datos repetidos. NAKIVO Backup & Replication ofrece compatibilidad con varios dispositivos de desduplicación, como NEC HYDRAstor, Data Domain, Quantum DXi, HP StoreOnce, etc. Cualquiera de estos appliance de deduplicación puede utilizarse como objetivo principal o secundario de backups. A diferencia de la copia de seguridad incremental para siempre, que sólo almacena los bloques de datos incrementales, el nuevo tipo de repositorio de copias de seguridad almacena cadenas de copias de seguridad de máquinas virtuales, que incluyen copias de seguridad completas periódicas y archivos de copia de seguridad incrementales rastreados entre estas copias de seguridad completas.
La compatibilidad con appliance de desduplicación permite hacer backups de máquinas virtuales 53 veces más rápido que con el repositorio de backups tradicional. Además, el espacio de almacenamiento y las operaciones de backups se gestionan más fácilmente con el appliance de deduplicación instalado.
Conclusión
Microsoft Hyper-V es un eficaz software de virtualización que trabaja constantemente para mejorar sus funciones. Debido a que los requisitos de almacenamiento de datos han cambiado drásticamente con el tiempo, se ha introducido el vanguardista ReFS como sistema de archivos capaz de superar los problemas presentes en NTFS.
En comparación con NTFS, el principal objetivo de ReFS es mejorar la resiliencia del sistema frente a la corrupción de datos y garantizar una gran escalabilidad. Sin embargo, ReFS sigue siendo un sistema de archivos relativamente nuevo y sus funciones no están tan desarrolladas como las de NTFS. Por tanto, a la hora de elegir entre las dos opciones, tenga en cuenta la escala de sus operaciones empresariales, las necesidades de su entorno virtual y la sensibilidad de sus datos.
Para garantizar que su entorno virtual está protegido de forma segura, instale NAKIVO Backup & Replication, que incluye un conjunto de funciones avanzadas para mejorar los jobs de backup y replicación de máquinas virtuales y perfeccionar las estrategias de DR. Con NAKIVO Backup & Replication, no sólo ahorrará tiempo y dinero, sino que también reducirá sus requisitos de espacio de almacenamiento.
