Как показано на рис. 6.2, а, каждый динамический диск поддерживает базу данных объемом 1 Мбайт; речь идет о базе данных диспетчера логических дисков (logical disk manager – LDM). Чтобы предотвратить повреждение данных (например, вследствие работы устаревшей утилиты или в результате вмешательства другой операционной системы), все динамические диски содержат запись MBR, как и базовые диски. Для динамических дисков, которые не содержат файлов операционной системы, запись MBR создается так, чтобы охватить один раздел, занимающий весь физический диск.
Вспомним понятия загрузочного (boot) и системного (system) разделов в Windows NT[11]. Загрузочный раздел содержит файлы операционной системы, например каталог WinNT. Системный раздел содержит загрузочный код. Поскольку загрузочный код Windows NT не поддерживает динамических томов, запись MBR иногда (когда диск содержит системный раздел) создается таким образом, чтобы был обнаружен один раздел и загрузочный код был бы доступен для обнаружения и запуска.
Рис. 6.2. Разбивка динамических дисков (а); база данных диспетчера логических дисков, зеркально отраженная в пределах дисковой группы (б)
Динамические диски организованы в группы, но диспетчер логических дисков поддерживает только одну дисковую группу. Имя дисковой группы, принятой по умолчанию (и единственной поддерживаемой), создается с помощью добавления значения dgO в конец имени компьютера. Как показано на рис. 6.2, б, эта база данных содержит информацию обо всех динамических дисках в пределах группы, что предоставляет возможность защиты данных. Здесь показано два диска, входящих в дисковую группу, хотя их может быть и больше. База данных содержит не только данные об организации дисков, но и подробную информацию о монтировании томов, т.е. о букве диска или о каталоге, в котором монтируются тома на данном диске.
Другими словами, вся служебная информация динамического диска размещена на самом диске, поэтому их иногда называют дисками с самоописанием. В то же время информация о монтировании (букве диска) для базовых дисков хранится в реестре системы.
Хотя динамические диски обладают массой преимуществ для семейства Windows NT, они не лишены некоторых недостатков. Основные из них описаны ниже.
Динамические диски не поддерживаются другими операционными системами (отличающимися от Windows 2000 и более поздних версий). Необходимость в считывании таких дисков может возникать в том случае, когда диски подключаются к компьютерам под управлением другой операционной системы или к коммутатору связной архитектуры, взаимодействующему с сервером. Другие операционные системы могут получить доступ к диску средствами Windows 2000, подключаясь к общему ресурсу сервера Windows 2000.
Динамические диски не поддерживаются некоторыми портативными компьютерами и сменными носителями, например дисками Iomega Jazz или сменными жесткими дисками с интерфейсом 1394/USB.
Система Microsoft Cluster Server не поддерживает динамические диски, подключенные к совместно используемой кластером шине SCSI, если не установлен менеджер VERITAS Volume Manager. Можно сделать предположение, что для этого существуют причины как технического, так и юридического характера. Достаточно вспомнить, что только диспетчер Volume Manager компании VERITAS поддерживает несколько дисковых групп. Кластеры часто используются в режиме «активный- активный». Если рассмотреть наиболее простую схему кластера, включающего в себя два узла, типичным решением будет разделение дисковых ресурсов на две группы и назначение каждой группы отдельному узлу. Если работа одного узла будет нарушена, дисковая группа этого узла перейдет под управление другого узла. Таким образом, требуется наличие двух дисковых групп, а значит, поставляемый в комплекте с системой диспетчер логических дисков (LDM), поддерживающий только одну дисковую группу, не сможет справиться с описанной ситуацией.
Единственный способ преобразования динамического диска в базовый состоит в резервном копировании данных, переформатировании диска и обратном восстановлении информации.
Технология динамических дисков все еще развивается. В частности, поскольку такие важные системные компоненты, как загрузочный код, не поддерживают динамических дисков, некоторые функции старых разделов по-прежнему реализованы в Windows.
Операционные системы Windows 2000 и Windows Server 2003 поддерживают как базовые диски, так и преобразование базовых дисков в динамические. Тем не менее преобразование имеет некоторые особенности, поэтому перед ним желательно провести резервное копирование, удалить все данные и разделы с диска, преобразовать «пустой» диск в динамический, реорганизовать диск и восстановить данные из резервной копии. Если выполнить обычное преобразование базового диска в динамический, не все преимущества динамических дисков могут оказаться доступными; например, если динамический диск создан на основе базового, динамическое изменение размеров разделов может оказаться недоступным.
6.2 Тома и диспетчеры томов
Как уже отмечалось, том – это логический компонент, включающий в себя дисковые разделы. Эти разделы могут быть реализованы на динамических или базовых дисках. Тома в семействе Windows Server внедряются с помощью драйвера устройства, который называется диспетчер томов. Диспетчеры томов и их место в стеке подсистемы хранения данных рассматриваются в главе 1. В этом разделе основное внимание уделяется возможностям томов в операционных системах, появившихся после Windows 2000; в частности, рассматриваются три диспетчера томов.
Диспетчер FtDisk, предоставляемый в Windows 2000 и Windows Server 2003. В Windows NT 4.0 драйвер FtDisk загружался только по требованию, поскольку работал исключительно с расширенными функциями томов^ нацример обеспечением устойчивости к ошибкам. B. Windows 2000 FtDisk драйвер загружается по умолчанию, поскольку обрабатывает все тома базовых дисков.
Диспетчер LDM (Logical Disk Manager), который предоставляется в Windows 2000 и Windows Server 2003.
Диспетчер LVM (VERITAS Logical Volume Manager), предлагаемый компанией VERITAS в качестве платной системы; LVM расширяет базовые возможности LDM.
*
Эти диспетчеры томов обеспечивают перечисленные ниже возможности.
Виртуализация подсистемы хранения данных; при этом файловая система абстрагйруется от физического диска, на котором она размещена. Кроме того, диспетчер томов может объединять несколько разделов нескольких дисков в один большой том.
Защита данных путем обеспечения их избыточности (с помощью одной из технологий массива RAID, рассматриваемых в главе 9) или посредством их сохранения вместе с контрольной суммой.
Повышение производительности с помощью хранения данных в формате, поддерживающем эффективное извлечение информации.
В табл. 6.1 приведены возможности каждого диспетчера томов в Windows 2000 и Windows Server 2003.
Таблица 6.1. Возможности диспетчеров томов
Диспетчеры LDM и LVM рассматриваются в контексте схожих параметров, однако каждый из них реализован на базе четырех разных драйверов, обладающих различными возможностями. Таким образом достигается уменьшение размера программного кода и упрощается обработка стандартных процедур. Эти драйверы описаны далее.
1. Драйвер DMConfig может читать и обновлять базу данных LDM. При изменении конфигурации он отражает изменения в копии базы данных, которая находится в оперативной памяти. Соответствующий драйвер LVM называется VxConfig.
Драйвер DMIO (dmio. sys) является аналогом диспетчера FtDisk и реализует возможности диспетчера томов для стандартных операций чтения и записи данных, размещенных на дисковых разделах. Кроме того, DMIO создает объекты устройств томов. Этот драйвер имеет меньший размер, поскольку не содержит кода для чтения и записи базы данных LDM или обработки LDM в дисковом формате. Соответствующий драйвер LVM называется VxIO.
Драйвер DMBoot (dmboot. sys) поддерживает только считывание базы данных LDM. Он загружается только после того, как драйвер DMLoad (dmload. sys) обнаружит более одного динамического диска. Оба драйвера используются только в процессе загрузки. Соответствующие драйверы LVM называются VxBoot и VxLoad.
При преобразовании базового диска в динамический все старые компоненты преобразуются в новые (табл. 6.2).
Таблица 6.2. Терминология томов в Windows NT 4.0 и Windows 2000
* Массивам RAID посвящена глава 9.
В Windows 2000 методы управления томами были существенно изменены. Например, Windows 2000 не только аннулирует ограничение в 26 томов, но и позволяет динамически добавлять/удалять тома, не перезагружая систему. Для реализации таких изменений в управлении томами были введены два новых компонента – диспетчер разделов и диспетчер монтирования. Новые возможности по управлению томами, а также эти два диспетчера описаны в разделах 6.2.1–6.2.4.
