ReFS

3. 주요 특징

ReFS는 Windows NT 3.1부터 오랫동안 사용되어 온 NTFS의 한계를 극복하기 위해 설계되었다. 서버용 파일 시스템으로 개발되었으나, Windows 11 23H2부터는 개발자용 Dev 드라이브로도 사용되고 있다. ReFS의 주요 특징은 다음과 같다:

• 신뢰성: ReFS는 데이터 손상을 방지하기 위해 메타데이터에는 항상, 사용자 데이터에는 선택적으로(무결성 스트림) 쓰기 시 할당 및 체크섬을 사용한다. 또한, 비트 부패(Bit rot)와 같이 장기간 사용하지 않는 데이터가 손상되는 것을 막기 위해 '스크럽' 기능을 통해 주기적으로 데이터를 검사한다.
• 가용성: 미러 저장소나 패리티 저장소^[36]를 사용할 경우, 데이터 읽기 중 체크섬 불일치가 발생하면 자동으로 복사본에서 데이터를 읽어 복구한다. 이 과정은 사용자 개입 없이 이루어진다. 만약 잉여 저장소를 사용하지 않거나, 사용하더라도 모든 복사본이 손상된 경우에는 '샐비지' 기능을 통해 손상된 데이터를 삭제하고 읽기 실패를 알린다. 스크럽, 자동 수정, 샐비지 기능은 모두 볼륨이 온라인 상태에서 작동한다.
• 확장성: ReFS는 디스크 할당을 네 단계(대, 중, 소, 프라이빗)로 나누어 경합을 줄인다. 또한, NTFS의 최대 볼륨 크기(256TB)를 훨씬 넘어서는 대용량 볼륨을 지원한다.
• 호환성: ReFS는 NTFS에서 자주 사용되는 기능은 지원하고, 사용 빈도가 낮은 기능은 생략하여 NTFS와의 호환성을 유지한다. Windows API 수준의 호환성도 제공한다.

3. 1. 향상된 안정성 (데이터 무결성)

3. 2. 뛰어난 복원력

3. 3. 높은 확장성

3. 4. 기존 기술과의 호환성

4. NTFS와의 비교

ReFS는 NTFS의 일부 기능을 지원하지 않거나 다른 방식으로 대체한다. 예를 들어, ReFS는 객체 ID, 8.3 파일 이름, NTFS 압축, 암호화 파일 시스템(EFS), 트랜잭션 NTFS, 확장 속성, 디스크 할당량을 지원하지 않는다.^[11][5][12] 미러링 또는 스트라이프 볼륨이 있는 동적 디스크는 스토리지 공간에서 제공하는 미러링 또는 스트라이프 스토리지 풀로 대체되었지만, 자동 오류 수정은 미러링된 공간에서만 지원된다. 초기 버전의 ReFS에는 데이터 중복 제거 기능이 없었다.^[5]

대체 데이터 스트림 및 하드 링크에 대한 지원은 처음에는 ReFS에 구현되지 않았다. Windows 8.1 64비트 및 Server 2012 R2에서 이 파일 시스템은 최대 128KB 길이의 대체 데이터 스트림에 대한 지원을 다시 얻었으며, 패리티 공간에서 무결성 스트림을 사용할 때 손상 자동 수정 기능이 추가되었다.^[13] 대체 데이터 스트림이 없어 ReFS는 처음에는 Microsoft SQL Server 인스턴스 할당에 적합하지 않았다.^[14]

4. 1. 지원되는 기능

4. 2. 지원되지 않는 기능

5. 한계 및 문제점

저장소 공간에서 ReFS를 실행할 때 다음과 같은 문제점들이 확인되거나 제안되었다.

• REFSutil은 3.7(Windows 2022)에서 작동하지 않는다.
• 2012년 사전 출시 기사에 따르면, 저장소 공간 위에 씬 프로비저닝된 ReFS를 추가하면 비정상적인 방식으로 실패하여 경고 없이 볼륨에 접근하거나 관리할 수 없게 될 수 있다.^[24] 예를 들어, 저장소 공간의 기본이 되는 물리적 디스크가 너무 가득 차면 이러한 현상이 발생할 수 있다. ''Smallnetbuilder''는 이러한 경우 저장소 공간 레이아웃을 식별하고 복구하는 데 "이론적으로 돌파구"가 필요하기 때문에 복구가 "매우 어려울" 수 있다고 언급한다. 이는 파일 시스템 콘텐츠의 ReFS 복구를 시작하기 전에 필요한 작업이므로 백업을 사용하는 것이 좋다.^[24]
• 저장소 공간 위에 씬 프로비저닝된 ReFS는 ReFS 파티션이 씬 볼륨의 전체 크기로 확장될 때 가끔씩 문제가 발생할 수 있다. 나중에 씬 볼륨 크기를 확장할 때 ReFS 파티션이 씬 볼륨 크기로 확장되지 못할 수 있다. 파티션 확장에 실패하면 씬 볼륨 크기를 얼마나 크게 확장하더라도 파티션을 더 이상 확장할 수 없다. 해결 방법은 ReFS 파티션을 씬 볼륨의 전체 크기로 확장하지 않고, 항상 볼륨 끝에 몇 GB를 할당하지 않고 남겨두는 것이다. 이 문제는 Server 2022에서도 여전히 존재한다. 파티션 확장 중에 씬 볼륨의 전체 크기를 사용할 때 파티션 테이블에 값을 써서 테이블이 손상되어 더 이상 확장할 수 없게 되는 것으로 생각된다. 해당 데이터는 그대로 유지되며 ReFS 파티션은 정상적으로 작동한다. 해결책은 새 볼륨과 ReFS 파티션을 만들고 이전 ReFS에서 새 ReFS로 복사하는 것이다. 이전 볼륨을 삭제하기 전에 복사하는 동안 두 배의 저장 용량이 필요하다.
• ReFS로 포맷된 씬 프로비저닝된 볼륨은 결국 씬 볼륨을 ReFS로 포맷된 크기의 전체 크기로 확장하여 Windows 10에서 씬 볼륨을 사용하는 이유를 무효화한다. 파티션 사용량이 많을수록 볼륨이 더 빠르게 확장된다. 데이터가 대부분 정적이더라도 마찬가지이다. 사용 빈도가 적은 드라이브는 Windows 10에서 여전히 확장되지만 속도는 느리다. 씬 볼륨 위에 NTFS로 포맷된 볼륨을 사용하면 동일한 확장 현상이 발생하지 않는다. 예를 들어, 4TB ReFS 양방향 미러링 99% 정적 데이터(데이터 로그)에서 1.11TB가 사용되었고, 데이터는 추가 후 변경되지 않으며 한 달에 한 번 추가될 때, 저장소 공간은 전체 8TB 저장 용량을 사용했다(저장소 공간에서 약 2.2TB 사용됨). 동일한 저장소 공간에서 ReFS로 포맷된 다른 씬 볼륨은 양방향 미러링 단일 데이터 쓰기이지만 데이터 사용 빈도와 추가 빈도가 적은 257GB 데이터를 가졌고, 7.77TB를 사용하는 저장소 공간을 가졌다. 257GB 파티션과 동일한 방식으로 사용되는 씬 볼륨 NTFS 파티션은 601GB만 사용한다(7개월 기간).
• 저장소 공간이 씬 프로비저닝되지 않은 경우에도 저장소 공간은 블록이 아닌 파일에서 작동하므로 일부 파일은 저장소 공간의 일부가 제대로 작동하지 않는 경우 필요한 블록이나 복구 데이터가 부족할 수 있으므로 ReFS가 모든 파일 오류를 안정적으로 수정하지 못할 수 있다. 결과적으로 디스크 및 데이터 추가 및 제거가 손상될 수 있으며, 중복성 변환이 어렵거나 불가능해질 수 있다.
• Microsoft Store는 ReFS 볼륨에 앱을 설치할 수 없다.^[25]

6. 다른 파일 시스템과의 비교

ZFS, Bcachefs, Btrfs는 ReFS와 같이 데이터 보호, 스냅샷, 백그라운드 오류 수정 기능을 갖추도록 설계되었다.

2012년, 포로닉스(Phoronix)는 ReFS와 Btrfs를 비교하는 분석글을 작성했다.^[26] 당시 두 파일 시스템은 체크섬, 여러 디스크를 사용하는 RAID 지원, 오류 수정 등 유사한 기능을 제공했다. 그러나 ReFS는 Btrfs와 ZFS에 있는 복사본 생성(copy-on-write) 스냅샷 및 압축 기능이 없었다.

2014년, BetaNews는 ReFS가 주요 파일 시스템 경쟁자인 ZFS와 비교했을 때 몇 가지 장점이 있다고 평가했다.^[27]

• ZFS(솔라리스, 일루모스(illumos), FreeBSD 등에서 사용)는 온라인 중복 제거를 위해 기가바이트 단위의 RAM이 필요하여 메모리 요구량이 과도하다는 비판을 받았다. 그러나 ZFS의 온라인 중복 제거는 기본적으로 활성화되지 않았고, 당시 ReFS는 지원하지 않았다(이후 추가됨). 따라서 ZFS의 온라인 중복 제거를 비활성화하면 ZFS의 메모리 요구 사항이 수백 메가바이트로 줄어들어 두 파일 시스템 간의 공정한 비교가 가능해진다.^[28]
• Drobo와 같은 제품은 독점적 방식을 사용하여 해당 회사가 실패할 경우 대처할 방법이 없다.

참조

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_[2] 웹사이트 Announcing Windows Server Insider Preview Build 16237 https://blogs.window[...] Microsoft 2017-07-20
_[3] 웹사이트 Windows 10 features and functionality removed in Windows 10 https://docs.microso[...] 2020-02-23
_[4] 웹사이트 Windows Server 2012: Does ReFS replace NTFS? When should I use it? http://blogs.technet[...] Microsoft 2013-01-20
_[5] 웹사이트 Building the next generation file system for Windows: ReFS https://web.archive.[...] Microsoft 2013-01-20
_[6] 웹사이트 Microsoft takes wraps off new Windows file system https://www.zdnet.co[...] CBS Interactive 2013-01-20
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_[13] 웹사이트 Resilient File System Overview https://docs.microso[...] Microsoft 2022-08-24
_[14] 웹사이트 SQL Server and Windows Server 2012's ReFS File System | Troubleshooting SQL Server Storage Problems https://www.itprotod[...] Penton Media 2020-05-09
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_[20] 논문 ReFS v2 – Cloning, projecting, and moving data https://www.snia.org[...] 2023-05-20
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_[23] 웹사이트 https://x.com/Phanto[...]
_[24] 웹사이트 Data Recovery Tales: When Windows Storage Spaces Go Bad http://www.smallnetb[...] 2014-06-17
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_[26] 웹사이트 Microsoft's ReFS File-System: Competitor To Btrfs? https://www.phoronix[...] 2016-09-14
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