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

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.

10.2.2 Новые механизмы управления томами и дисками

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 (FindFirstVolume для первого тома, FindNextVolume для следующего тома и FindVolumeClose для завершения перечисления и освобождения связанных с ним ресурсов). Функция GetVolumelnformation возвращает информацию о томе, включая поддержку томом точек повторной обработки (см. раздел 10.2.10).

10.2.3 Оптимизация распределенной файловой системы

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_КомпанияНакладные 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.

Повышенная надежность и отказоустойчивость. В Windows 2000 предоставляется поддержка кластеров для DFS, что исключает отказ файловой системы при неисправности сервера, выполняющего роль корня файловой системы. Для этого DFS интегрирована в инфраструктуру Active Directory, поэтому данные топологии DFS хранятся в базе данных Active Directory. Более того, изменения топологии DFS вступают в силу без остановки и перезапуска службы DFS. Распределенная файловая система взаимодействует со службой репликации файлов Windows 2000 для дублирования изменений в репликах DFS.

Оптимизация администрирования. Теперь для администрирования распределенной файловой системы предоставляется оснастка ММС. Кроме того, DFS поддерживает больше конфигурационных параметров, например допускается указание времени, в течение которого будет кэшироваться запись DFS. Распределенная файловая система в Windows 2000 интегрирована в службу каталогов Active Directory, благодаря чему системный администратор получает больше возможностей по управлению DFS.

Повышение производительности. Клиенты под управлением Windows 2000 выбирают копии DFS, которые находятся в пределах локального сайта, а не случайные копии, возможно находящиеся в удаленных сайтах. Если в локальном сайте доступно несколько копий DFS, клиенты Windows 2000 выбирают копии случайным образом. Клиенты под управлением Windows NT 4.0 выполняют значительно больше операций при доступе к DFS. Еще более старые клиенты DFS вообще о ней не «подозревают» и стремятся преобразовать путь, предполагая, что он содержит действительное имя сервера. Только после неудачной попытки подключиться к несуществующему серверу клиент использует службы драйвера df s. sys для преобразования пути. Клиенты Windows 2000 изначально поддерживают использование пути DFS и задействуют драйвер dfs. sys для преобразования пути к файлу.

Балансировка нагрузки. Так как несколько серверов зачастую содержат один и тот же набор файлов, клиент может получить доступ к любому из серверов, в то время как несколько клиентов имеют возможность получить доступ к одному и тому же файлу, хранящемуся на различных серверах.

10.2.4 Автономные папки и клиентское кэширование

Операционная система Windows 2000 позволяет администратору отметить общие ресурсы сервера как содержащие кэшируемые файлы. Файлы такого ресурса (например, данные и выполняемые файлы программ или динамически подключаемые библиотеки) загружаются на клиентские компьютеры и сохраняются локально. Такая загрузка выполняется при первом открытии файла. Неоткрываемые файлы на клиентские компьютеры не загружаются. Синхронизация файлов осуществляется в фоновом режиме либо при регистрации или завершении сеанса пользователя. Если синхронизация приводит к конфликту (когда локальные изменения конфликтуют с изменениями на сервере), он решается при содействии пользователя. Основные преимущества кэшируемых файлов таковы: