Наик Дайлип - Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

Операционная система Windows 2000 оптимизирует доступ к единицам хранения, а именно:

значительно уменьшает количество ситуаций, в которых после изменения конфигурации единицы хранения требуется перезагрузка операционной системы, например при добавлении, удалении, увеличении или уменьшении томов;

значительно увеличивает количество поддерживаемых единиц хранения.

Операционная система Windows NT 4.0 требовала перезагрузки перед получением доступа к новому устройству хранения (в терминологии подсистем хранения оно называется целевым устройством). Подсистема РпР Windows 2000 поддерживает динамическое добавление и удаление целевых устройств подсистемы хранения. Драйвер шины сообщает о событии, которое называется BusChangeDetected,а операционная система отвечает на это последовательностью действий, которая включает в себя повторное сканирование всех устройств, подключенных к шине. Тем не менее к новому устройству возможен доступ со стороны операционной системы и драйверов без перезагрузки. Кроме того, Windows не требует повторной инициализации шины подсистемы хранения (например, SCSI или Fibre Channel), что занимает немало времени. Таким образом, добавление нового целевого устройства или динамическое предоставление нового LUN для существующего целевого устройства не потребует повторной инициализации шины.

Однако Windows NT (включая Windows 2000) все еще принимает на себя владение всеми обнаруженными LUN. В настоящий момент Microsoft разрабатывает технологию, позволяющую администратору указывать доступные или недоступные LUN для Windows NT. Это даст возможность сделать LUN видимыми для Windows NT (и невидимыми для приложений), причем Windows не будет использовать эти единицы, что поможет избежать возможного повреждения данных LUN.

Операционная система Windows 2000 поддерживает значительно улучшенную схему подключения устройств хранения, которая позволяет адресовать до 128 целевых устройств (идентификаторов SCSI) и до 255 LUN на одно целевое устройств. Для сравнения: Windows NT 4.0 поддерживает только восемь целевых устройств и по восемь LUN на одно целевое устройство. Операционная система Windows NT 4.0 Service Pack 5 поддерживает 255 целевых устройств и восемь LUN на одно целевое устройство.

В Windows 2000 была представлена новая концепция динамических дисков. Термин динамический диск указывает на логическую архитектуру физического диска. Физический диск остается базовым диском с таблицей разделов, которая использовалась в Windows NT 4.0, пока не будет явно преобразован в динамический диск. Иными словами, динамические диски – это физические диски с другим форматом таблицы разделов, который допускает динамическое увеличение и уменьшение размера разделов. Новая таблица разделов с поддержкой избыточности обеспечивает доступность при повреждении кластеров основной копии. Более подробная информация по этой теме приводится в главе 6.

Динамические диски распознаются только в Windows 2000 и более поздних версиях Windows NT. Они хранят таблицу разделов старого формата, чтобы защитить данные от повреждения при просмотре раздела в Windows NT 4.0 или другой операционной системе, если она поддерживает только старый формат таблицы разделов. Однако такая таблица содержит лишь одну запись, указывающую на использование всего объема диска. Таблица разделов старого формата не отражает логической организации диска.

В Windows 2000 добавлены два новых компонента режима ядра. Диспетчер монтирования (Mount Manager) обрабатывает операции монтирования для базовых и динамических дисков, включая назначение букв дискам. Диспетчер разделов (Partition Manager) обрабатывает операции подсистемы РпР, а также операции управления питанием и взаимодействия с интерфейсом WMI, связанные с дисковыми разделами. Комбинация этих подсистем режима ядра позволяет использовать в одной системе одновременно два диспетчера томов. Одним из них является старый драйвер FtDisk, который в определенном смысле можно считать «классическим» диспетчером томов. Второй – это принятый по умолчанию диспетчер LDM (Logical Disk Manager), который поставляется в составе Windows 2000, или LVM (Logical Volume Manager), который предоставляется компанией VERITAS.

Наряду с улучшениями в подсистеме РпР управление дисками обрело ряд новых возможностей.

Динамическое увеличение и уменьшение размера томов без останова и перезагрузки операционной системы. Приложениям не запрещен доступ к томам во время динамического изменения размера последних.

Тома могут монтироваться и размонтироваться «на лету». Конечно, размонтированный том недоступен, однако системе не требуется перезагрузка после отключения или добавления тома.

Тома могут быть перенастроены с одного класса RAID на другой класс без перезагрузки операционной системы. Допустима настройка, разбивка и повторная сборка массивов RAID 0, RAID 1 и RAID 5.

Поддерживаются устаревшие тома, включая те, которые используют массив RAID с помощью старого диспетчера томов FtDisk.

Динамические диски содержат всю необходимую информацию для описания структуры диска, т.е. все метаданные хранятся на самом диске. В Windows NT 4.0 часть метаданных хранилась в системном реестре. Это означает, что Windows 2000 допускает перенос динамических дисков между различными компьютерами без дополнительной настройки.

Для управления дисками доступны утилиты как с графическим интерфейсом, так и поддерживающие командную строку.

Добавлены новые API, которые позволяют создавать приложения управления томами. В качестве примера можно привести интерфейс для перечисления всех томов (FindFirstVolumeдля первого тома, FindNextVolumeдля следующего тома и FindVolumeCloseдля завершения перечисления и освобождения связанных с ним ресурсов). Функция GetVolumelnformationвозвращает информацию о томе, включая поддержку томом точек повторной обработки (см. раздел 10.2.10).

Распределенная файловая система (DFS) впервые появилась в Windows NT 4.0. Она позволяет администратору эффективно управлять ресурсами сети и предоставляет пользователям возможность работать с названиями ресурсов и каталогов, которые отражают действительное рабочее окружение. При этом не требуется знать физическую структуру сети для доступа к данным. Например, пользователи компании могут получать доступ к ресурсу \\Моя_Компания\Накладные для загрузки всех файлов и каталогов, которые относятся к бухгалтерии, для чего им не придется задумываться об имени физического сервера и названиях его ресурсов.

В Windows 2000 распределенная файловая система была существенно модифицирована.