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

До появления Windows 2000 не существовало способа переименования потока данных после его создания. Можно было создать новый файл с новым именованным потоком данных и скопировать содержимое старого файла в новый, включая содержимое старого именованного потока данных, но этот подход весьма неэффективен. Файловая система NTFS в Windows 2000 поддерживает функции, позволяющие приложениям переименовывать потоки данных.

6.5.15 Идентификаторы объектов и отслеживание ссылок

Операционная система Windows 2000 поддерживает отслеживание ссылок. Ссылки могут быть ярлыками для файлов или объектами OLE (например, для документов Excel или PowerPoint), встроенными в файл. Приложение может отслеживать ссылки, даже если источник ссылки переместится в другое место. Примеры такого переноса представлены далее.

Перенос документа, являющегося источником ссылки, в пределах одного тома Windows NT.

Перенос документа, являющегося источником ссылки, между томами в пределах одного сервера под управлением Windows NT.

Перенос документа, являющегося источником ссылки, с одного сервера под управлением Windows NT на другой сервер Windows NT в пределах одного домена.

■ Перенос целого тома, содержащего источник ссылки, с одного сервера под управлением Windows NT на другой сервер в пределах одного домена.

Переименование сервера под управлением Windows NT, на котором хранится источник ссылки.

Переименование документа, который является источником ссылки.

Любая комбинация перечисленных выше действий.

Все эти возможности основаны на требовании к размещению источника и точки назначения ссылки на томах с NTFS под управлением Windows 2000.

Каждый файл в Windows 2000 (и более новых версиях Windows NT) имеет необязательный уникальный идентификатор объекта (16-разрядная структура $0BJECT_1D, описанная в разделе 6.5.3). Для отслеживания файла приложение ссылается на файл по уникальному идентификатору объекта. Если ссылка больше не указывает на необходимый файл (когда файл был перемещен), операционной системой вызывается служба пользовательского режима для отслеживания ссылок. Служба методом проб и ошибок пытается найти необходимый файл, воспользовавшись идентификатором объекта.

Для программного использование идентификаторов объектов и отслеживания ссылок доступны перечисленные ниже параметры функций API.

Чтобы создать идентификатор объекта для файла или каталога, приложение должно воспользоваться параметром FSCTL_CREATE_OR_GET_ 0BJECT_ID функции управления файловой системой.

Чтобы удалить идентификатор объекта для файла или каталога, приложение должно воспользоваться параметром FSCTL_DELETE_OR_GET_ 0BJECT_ID функции управления файловой системой.

Чтобы запросить идентификатор объекта для файла или каталога, приложение должно воспользоваться параметром FSCTL_CREATE_OR_GET_ 0BJECT_ID функции управления файловой системой.

6.5.16 Улучшения утилиты CHKDSK

В Windows 2000 файловой системе NTFS требуется меньшее количество запусков утилиты CHKDSK, а также сокращено время работы этой утилиты. Безусловно, эффективность улучшений связана с размером тома и конкретным типом повреждения. Для томов с миллионами файлов ускорение на порядок работы утилиты CHKDSK более чем вероятно.

6.5.17 Индексация содержимого файловой системы

Операционная система Windows 2000 Server содержит интегрированную службу индексирования, которая взаимодействует со служебными утилитами. Особенности службы индексирования описаны ниже.

Доступ к функциям индексации возможен с помощью диалогового окнаНайти файлы и папки (Find files or folders) в программеПроводник (Windows Explorer).

Служба индексирования поддерживает индексирование содержимого файлов и атрибутов файлов, включая определенные пользователем атрибуты.

Служба индексирования индексирует автономные файлы, которыми управляют службы удаленных хранилищ данных (RSS).

На томах с NTFS служба индексирования использует- журнал изменений для определения, какие файлы изменились с момента последней индексации.

Служба индексации применяет механизм массовой проверки списков управления доступом и сообщает только о тех файлах, к которым пользователь может получать доступ. Файлы, к которым пользователю доступ запрещен, в результатах поиска не отображаются.

Служба индексирования может работать на томах с файловой системой FAT. Однако по сравнению с томами NTFS служба работает не так эффективно, поскольку недоступны расширенные возможности NTFS, например журнал изменений.

6.5.18 Тома NTFS, предназначенные только для чтения

Начиная с Windows ХР, файловая система NTFS может работать с томами, поддерживающими только чтение. При этом сам том отмечается как предназначенный только для чтения. NTFS по-прежнему проверяет файл журнала изменений, и, если в журнале указано, что некоторые изменения необходимо провести повторно, запрос на монтирование тома завершается неудачей. Тома, предназначенные для чтения, имеют важную сферу применения, включая монтирование нескольких версий одного тома, которые созданы с помощью технологии моментальных снимков.

6.5.19 Фрагментация и дефрагментация NTFS

При фрагментации файл хранится в несоседних наборах кластеров. Файл размером 64 Кбайт будет занимать 16 кластеров, каждый из которых имеет размер 4 Кбайт. Если все кластеры будут находиться рядом, то для преобразования номера LCN файла в VCN потребуется только одна запись MFT. Когда же диск фрагментирован до такой степени, что файл хранится в 16 несоседних кластерах, в MFT будет храниться 16 записей, каждая из которых будет связывать соответствующий номер LCN с VCN. Увеличение фрагментации приводит к снижению производительности системы. Однократное позиционирование головки диска и чтение 16 кластеров выполняется намного быстрее, чем 16 позиционирований с чтением одного кластера за раз.

Фрагментация может Возникать по ряду причин. Сразу после создания NTFS компактно расположена на томе и содержит:

таблицу MFT в начале тома;

свободное пространство для расширения MFT;

системные и пользовательские файлы;

дополнительное свободное пространство.

Фрагментация возникает в результате работы файловой системы и приложений. Некоторые причины описаны ниже.

Инсталляция пакета обновлений Windows NT, в процессе которой создаются новые файлы и удаляются старые. На идеально дефрагмен- тированном диске[14] выделение новых файлов начинается с начала свободного дискового пространства. При удалении старых файлов остаются небольшие свободные области, окруженные пространством, занятым файлами.

Активная работа других приложений, например сохранение временного файла в Word или Excel, удаление старого файла и переименование временного файла с помощью имени только что удаленного файла.

Работа приложений, которая может привести к выделению дискового пространства, на самом деле не используемого приложением. Хорошим примером служит документ OLE, содержащий набор файлов Microsoft Office, например документ Word со слайдом PowerPoint и электронной таблицей Excel. При изменении одного из этих компонентов, новая версия сохраняется в конце файла, а старая отмечается как удаленная, но все еще остается внутри файла документа. Компания Microsoft предоставляет драйвер фильтрации точек повторной обработки, который поддерживает функцию NSS (Native Structured Storage – естественное структурированное хранилище) для решения этой проблемы. При этом документы Microsoft Office хранятся в различных файлах, но для приложения Office «выглядят» как один документ. Хотя эта возможность была в одной из тестовых версий Windows 2000, ее исключили из финальной версии Windows 2000[15].

Фрагментация каталогов является еще одной проблемой. Некоторые каталоги, например с файлами приложений, редко увеличиваются или уменьшаются в размерах; другие каталоги, например Мои документы или Temp, содержат постоянно меняющийся набор файлов. Если область

MFT для таких каталогов выделяется на ранних этапах работы системы, каталог будет иметь множество записей MFT, потенциально расположенных в различных областях таблицы.

В Windows NT 4.0 появилась поддержка нескольких программных интерфейсов приложений для дефрагментации. Эти интерфейсы позволяли приложениям запрашивать данные о расположении файлов и управлять ими. Интерфейсы работали как с файловой системой FAT, так и с NTFS и позволяли создавать приложения дефрагментации без тщательного изучения структуры диска. Кроме того, существуют программные интерфейсы приложений для считывания таблицы MFT в том виде, в каком она хранится на диске. Документация на такие API предоставляется на Web-узлах сторонних компаний, однако не предлагается самой Microsoft. Возможно, Microsoft планирует вносить изменения в формат и структуру интерфейсов в будущем.