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

Рассмотрим подробнее дерево устройств для томов динамических дисков, которое отличается рядом параметров от дерева устройств для томов на базовых дисках. На рис. 6.4 показано дерево устройств для томов на динамических дисках.

Чтобы не усложнять пример, представим, что рассматриваемый том исключительно программный и находится на динамическом диске. Динамический диск не содержит системного или загрузочного раздела операционной системы, т.е. в записи MBR динамического диска указано, что диск имеет один раздел, занимающий весь свободный объем. Конечно, последний мегабайт жесткого диска содержит базу данных диспетчера томов LDM.

Рис. 6.4. Дерево устройств для тома на динамическом диске

На рис. 6.4 представлены два отдельных дерева объектов, которые читателю уже знакомы: дерево физических объектов (справа), дерево логических объектов (слева) и диспетчер логических дисков (LDM), соединяющий оба дерева. Начиная с нижнего правого угла, на рис. 6.4 представлена пары объект физического устройства-объект функционального устройства для шины PCI. Выше можно заметить пару «объект физического устройства-объект функционального устройства» для шины SCSI. В этом примере к системе подключены два динамических диска. На следующем уровне показана пара «объект физического устройства-объект функционального устройства» для двух физических дисков, установленных в системе. Диспетчер разделов расположен над объектами функциональных устройств, созданными драйвером класса диска.

Диспетчер разделов регистрирует процедуру завершения для всех обрабатываемых им пакетов IRP. В процедуре завершения особое внимание уделяется пакетам IRP_MN_QUERY_DEVICE_RELATIONSHIPS и ожидаются сообщения о создании объектов устройств дисков. Драйвер класса диска, работая как драйвер шины, создает объекты устройств для описания одного раздела, который представляет Динамический диск. Диспетчер разделов передает эту информацию об объектах устройств дисков зарегистрированным диспетчерам томов. В этом примере показан единственный диспетчер томов – LDM, который загружается как логический драйвер с корневым перечислением. В данном контексте диспетчер LDM примет на себя ответственность за объекты устройств дисков. Предположим, что нужный том сформирован из двух дисков. Диспетчер томов LDM проверяет конфигурацию тома и, как только владение всеми объектами разделов будет подтверждено, создает объект устройства, представляющий том, который в этом примере называется Том V01.

Диспетчер томов LDM перенаправляет ввод-вывод от объекта тома к одному из дисков, который содержит необходимые данные. Обратите внимание, что два объекта разделов – раздел 0 для диска 1 и раздел 0 для диска 2 – никогда не передаются подсистеме РпР, поэтому они не связаны с другими объектами.

6.3 Пространство имен устройств

Данное пространство имен развилось за несколько лет существования Windows NT. Для обеспечения обратной совместимости новое пространство имен объединяется со старым пространством с помощью символических ссылок. Кроме того, драйверы режима ядра создают пространство имен в режиме ядра, используя возможности диспетчера объектов. Приложения пользовательского режима воспринимают другие пространства имен, взаимодействующие друг с другом посредством символических ссылок. Иногда разобраться с хитростями пространств имен не так-то просто. В этом разделе делается скромная попытка перечислить наиболее важные для подсистемы хранения имена устройств.

Драйвер класса диска создает объекты устройств для представления каждого физического диска. Эти объекты имеют название deviceharddiskX, где X – число, начинающееся с нуля и увеличивающееся для каждого найденного жесткого диска.

Кроме того, драйвер класса диска создает объект устройства для каждого найденного основного раздела. Драйвер класса диска использует функцию IoReadPartitionTable диспетчера ввода-вывода для поиска всех основных разделов на диске. Такие основные разделы называются deviceharddiskX partitionY, где X – номер диска, а У – номер основного раздела, расположенного на этом физическом диске. Диспетчер ввода-вывода создает символьную ссылку в формате ??PhysicalDriveX, где X – число больше нуля, отображаемое на ссылку deviceharddiskXpartitionY.

Диспетчер томов LDM создает объект для каждого поддерживаемого тома. Эти объекты устройств имеют имена в формате DeviceHarddiskVolumes PhysicalDmVolumesBlockVolumeX, где X – идентификатор, который назначается тому диспетчером томов. Это устройство режима ядра соотносится с устройством Win32, которое создается диспетчером монтирования и имеет вид ??Volume [GUID], где GUID – глобально уникальный идентификатор. Диспетчер томов также создает символьную ссылку в формате DeviceHarddiskDmVolumesComputerNameDgOWolumeY для каждого тома и соотносит ссылки с определенными устройствами в каталоге PhysicalVolumes При этом значение ComputerName заменяется фактическим именем компьютера, a Y – идентификатором тома.

Для предоставления прямого доступа к тому диспетчер томов LDM создает объект для каждого поддерживаемого тома. Этот объект устройства имеет имя в формате DeviceHarddiskDmVolumesPhysicalDmVolumesRawVolumeX.

Обратите внимание, что в данном разделе не описываются все возможные имена устройств и их форматы. Любознательным читателям рекомендуется

запустить утилиты управления дисками и томами с графическим интерфейсом и обратить внимание на предоставляемые ими сведения.

6.4 Другие файловые системы

Операционная система Windows NT обеспечивает поддержку различных файловых систем. Основной, обладающей полным спектром возможностей файловой системой является NTFS. Компания Microsoft утверждает, что в ныне устаревшую файловую систему FAT новые функции вноситься не будут. Кроме NTFS и FAT (которые рассматриваются далее в главе), операционная система поддерживает и другие файловые системы.

Файловая система CDFS, совместимая со стандартом ISO 9660 и предназначенная для ввода-вывода данных на дисководы для компакт-дисков.

Файловая система UDF (Universal Disk Format), разработанная ассоциацией OSTA. Поддержка UDF была впервые реализована в Windows 2000. Эта файловая система – наследник CDFS, поддерживающий DVD. В Windows 2000 предоставляется поддержка только чтения, а в Windows ХР – как чтения, так и записи данных.

Обратите внимание, что один экземпляр операционной системы может одновременно использовать несколько файловых систем. Более того, компьютер под управлением Windows может иметь несколько томов и вовсе не обязательно, чтобы все тома имели одинаковую файловую систему.

Операционная система Windows 2000 поддерживает обновленную версию FAT (File Allocation Table). Следует отметить ряд особенностей FAT.

Существует две версии файловой системы FAT – FAT 16 с 16-разрядными указателями и FAT32 с 32-разрядными указателями.

Файловая система FAT16 поддерживает тома размером дй 4 Гбайт при условии применения кластеров размером 64 Кбайт. Файловая система FAT32 поддерживает разделы размером до 32 Гбайт при условии применения кластеров размером 16 Кбайт.

Корневой каталог может содержать не более 512 записей.

Сжатие и механизмы безопасности не поддерживаются.

6.5 Файловая система NTFS

Эта файловая система проектировалась специально для Windows NT. С момента первого появления NTFS в нее вносилось несколько модификаций, но основная архитектура оставалась неизменной. Файловых систем FAT и HPFS (High-Performance File System), поддерживаемых Microsoft в момент появления NTFS, было явно недостаточно для удовлетворения потребностей Windows NT.

Файловая система FAT не предоставляет необходимого уровня безопасности файлов и объектов.

Файловая система FAT не поддерживает возможностей по обработке вместительных жестких дисков, доступных в настоящий момент. (Вспомните, что изначально FAT проектировалась для использования на дисках объемом 1 Мбайт.)

Как FAT, так и HPFS не поддерживают транзакций, которые необходимы для обеспечения надежности данных и их восстановления после отказов в работе системы.

Файловая система NTFS предоставляет различные возможности, которые перечислены ниже и подробно описываются далее в главе.

Поддержка транзакций в NTFS обеспечивает регистрацию всех изменений метаданных файловой системы в специальном журнале, который поддерживает восстановление в случае неисправности.

Все данные, включая метаданные системы, хранятся в файлах.

NTFS и программные интерфейсы приложений Win32 поддерживают использование 64-разрядных указателей для структур данных файлов.

NTFS поддерживает имена файлов длиной до 255 символов и кодировку Unicode.