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

В Windows 2000 компания Microsoft впервые предоставила технологию, с помощью которой NTFS может отслеживать и ограничивать использование дисковых ресурсов пользователями, а также выдавать им соответствующие уведомления. Это возможности NTFS, а не Windows 2000, которые недоступны в FAT и UDF. Далее представлены особенности реализации квот.

Квоты внедряются и отслеживаются для тома и для пользователя. Все данные, связанные с квотами, хранятся системой NTFS в файле $Quota, который расположен в каталоге $Extend. Различные пользователи могут иметь разные ограничения квот. Системные администраторы не подпадают под действие квот. Более того, ограничения квот, принятых по умолчанию, относятся к новому пользователю при первом применении дисковых ресурсов.

■ Системным администраторам предоставляются инструменты для управления квотами. Эти инструменты позволяют установить квоты тома в одно из трех состояний.

Квота отключена. NTFS сохраняет информацию, но не предпринимает никаких действий. Если включить квоты, сохраненная информация станет немедленно доступной для применения.

Квота включена только для отслеживания.

Квота включена для отслеживания и ограничения использования дисковых ресурсов, т.е. используется для ограничения дискового, пространства.

Как только пользователь превышает лимит предупреждения, установленный дисковой квотой, NTFS создает запись в журнале событий Windows NT. В течение часа для пользователя может быть создана только

одна такая запись, хотя превышений лимита предупреждения может быть несколько.

В данных квот сообщается о размере сжатых файлов, как будто сжатые кластеры были несжатыми, а невыделенные разреженные кластеры были на самом деле выделены. При подсчете размера принимается во внимание размер дисковых кластеров, выделенных файлу. Таким образом, файл длиной 5000 байт может быть показан как имеющий размер 8192 байт, если он использует два кластера размером 4096 байт. Это сделано специально, чтобы не возникло ошибки превышения квоты при копировании файлов со сжатого тома на несжатый. При такой обработке размера файлов, квоты на различных томах можно сравнивать вне зависимости от сжатия файлов.

Компания Microsoft предоставляет утилиты с графическим интерфейсом, которые позволяют редактировать параметры квот. Перенос параметров квот между томами позволяет установить одинаковые параметры на всех интересующих томах. Более того, утилиты поддерживают экспорт параметров квот в различных форматах, включая CSV (comma- separated values) и текст Unicode, что предоставляет дополнительные возможности для администрирования. Затем параметры можно импортировать в другую программу, например в Excel, для последующей обработки.

6.5.10 Базовые наборы атрибутов NTFS

В Windows 2000 появилась поддержка базовых наборов атрибутов, которые состоят из определенных пользователем метаданных, связываемых с файлом. Эти метаданные могут индексироваться средствами сервера индексации, который предоставляется в составе Windows 2000. Например, метаданные могут использоваться для обозначения автора и целевой аудитории документа. После этого можно выполнять поиск документа по определенным пользователем тегам или метаданным. NTFS рассматривает файлы как набор пар «атрибут-значение». Определенные пользователем свойства сохраняются как дополнительные атрибуты файла.

6.5.11 Владение файлом

В Windows 2000 каждому пользователю, группе и компьютеру с учетной записью в домене присваивается идентификатор безопасности (security identifier – SID). Все внутренние проверки системы безопасности выполняются с помощью идентификатора безопасности. Файловая система NTFS в Windows 2000 может сканировать MFT и идентифицировать все файлы, принадлежащие определенному пользователю. Для этого существует идентификатор безопасности определенного пользователя. Одним из применений SID является удаление всех файлов после удаления идентификатора пользователя.

6.5.12 Расширенная проверка списков управления доступом

Файловая система NTFS в Windows NT 4.0 отслеживала списки управления доступом для файлов и каталогов. Если пользователь владел 50 файлами, одинаковые списки управления доступом создавались 50 раз, по одному для каждого файла. NTFS в Windows 2000 хранит списки управления доступом в каталоге и выполняет их индексацию. Таким образом, в описанном случае список управления доступом будет создан один раз и каждый файл будет владеть «указателем» на этот список управления доступом. В результате требования к объему свободного дискового пространства сокращаются. Кроме того, система проверки ACL реализована более эффективно.

Внесенные изменения обеспечивают массовые проверки списков управления доступом, которые проводит служба индексации. Если пользователь выполняет поиск, служба индексации подготавливает список файлов и возвращает его пользователю. При этом служба индексации проверяет ACL и удаляет все файлы, к которым пользователь не имеет доступа. Таким образом, пользователь может просматривать только те файлы, к которым ему разрешен доступ.

Новый механизм поддерживает и другие варианты использования, например определение действий, которые пользователь может выполнять над заданным набором файлов.

6.5.13 Журнал изменений, журнал USN и файл журнала изменений

Начиная с Windows 2000 файловая система NTFS предоставляет разработчикам приложений возможность надежно отслеживать изменения файлов и каталогов. Для этого используются уникальные порядковые номера (Update Sequence Number – USN). Эта необязательная служба NTFS проектировалась специально для разработчиков программ по управлению подсистемами хранения данных. Номера USN позволяют приложениям индексировать содержимое подсистемы хранения, реплицировать файлы и работать с системой управления иерархическим хранилищем данных. Для всех изменений, внесенных в файл или каталог, в файл журнала вносится соответствующая запись. Каждая запись имеет уникальный номер – USN. Такая запись создается при возникновении следующих событий:

■ создание или удаление файла;

создание или удаление каталога;

изменение, удаление или добавление данных в поток данных файла (любой из именованных или неименованных потоков);

изменение (включая добавление и удаление) атрибутов файла или каталога.

Эти записи изменений хранятся в файлах журнала $Extend или $Usr Jrnl. Разреженный файл может храниться в течение нескольких перезагрузок системы. Для ограничения размера файла более старые записи удаляются блоками по 4 Кбайт. Таким образом, приложение может потенциально не получить информации обо всех происшедших изменениях. Однако предоставляемый API позволяет приложениям определять недоступность некоторых записей журнала. В подобном случае приложение может выполнить соответствующие действия, к которым относится полное сканирование всего тома. Для повышения производительности значение USN на самом деле представляет смещение в файле, указанное в соответствующей записи журнала. Если информация не была потеряна, то приложение последовательно запрашивает все записи журнала и определяет файлы и каталоги, в которые вносились изменения.

Описанная технология не только позволяет получить список изменившихся файлов и каталогов, но и указывает причину внесения изменений. Существует три типа изменений.

Изменения, внесенные приложениями.

Изменения, внесенные приложениями управления подсистемой хранения данных (например, системой управления иерархическим хранилищем) и приложениями репликации.

Изменения, внесенные приложениями, которые создают вспомогательные данные на основе первичных данных, содержащихся в файле. Примером может служить программа обработки изображений, создающая уменьшенную копию изображения для предварительного просмотра.

Метод определения причины изменений базируется на том, что приложения могут выбирать и игнорировать изменения определенного рода.

Приложения могут запускать службу журнала изменений, передав параметр FSCTL_CREATE_USN_JOURNAL функции DeviceloControl. Для чтения записей USN необходимо воспользоваться параметром FSCTL_QUERY_USN_ JOURNAL.

6.5.14 Переименование потоков NTFS

Файловая система NTFS в Windows NT обладает возможностью применять несколько потоков данных одного файла. В качестве примера программы, использующей несколько потоков данных, можно указать сервер Windows NT Macintosh. Потоки создаются с помощью функции CreateFile и удаляются функцией DeleteFile. Обратите внимание: при копировании файлов с дополнительными потоками на том с файловой системой FAT, которая не поддерживает использования Нескольких потоков, именованные потоки данных теряются.