Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

Дайлип Наик

Остается подождать и посмотреть, как остальные поставщики программного обеспечения будут поддерживать архитектуру теневого копирования томов.

5.10 Резюме

Операции резервного копирования эволюционировали с точки зрения требований пользователей и технологий, применяемых для резервирования данных. В последнее время требуется все более частое резервирование информации, причем без нарушения доступа приложений к диску. Операции резервного копирования прошли путь от изолированного резервного копирования до резервного копирования, выполняемого по локальной сети и в сетях хранения данных. Одной из проблем, решение которой требовалось

от приложений резервного копирования, было копирование открытых файлов, доступ к которым осуществляется работающими приложениями.

Кроме того, приложения для резервного копирования должны обрабатывать множество API, специфических для различных версий приложений и операционных систем. Еще одна тенденция состоит в резервировании «с диска на диск» с помощью операции создания моментального снимка. Резервное копирование на магнитную ленту превращается во вторичную операцию, которая подразумевает копирование данных с моментального снимка тома.

Служба теневого копирования томов Windows предоставляет эффективный способ создания моментальных снимков. Архитектура содержит все необходимые компоненты, включая основные приложения, например базы данных и серверы передачи сообщений, которые принимают участие в создании моментальных снимков. Компания Microsoft только предоставляет инфраструктуру для создания моментальных снимков. Производители программного обеспечения могут использовать эту инфраструктуру для генерации приложений, поддерживающих создание нескольких моментальных снимков и управление ими.

Созданный моментальный снимок можно использовать для резервного копирования данных. Чтобы выполнить резервирование, можно воспользоваться стандартным протоколом, например NDMP.

Глава 6 Файловые системы

Файловая система обеспечивает работу важнейших функций; основные из них перечислены ниже.

Поддержка целостности данных и предоставление пользователю необходимых возможностей для создания, удаления, чтения и записи файлов.

Предоставление высокой пропускной способности и производительности с сохранением устойчивости к ошибкам файловой системы и аппаратного обеспечения.

Поддержка различных устройств, например жестких дисков и сменных дисков, у каждого из которых разные объемы и производительность.

Предоставление уровня абстракции, позволяющего изолировать приложения от физических характеристик устройства хранения и конкретного местоположения необходимых данных на физическом носителе. Приложения обрабатывают файлы в качестве линейной последовательности байтов и существуют в рамках этой последовательности, произвольно проводя чтение и запись данных.

Предоставление уровня абстракции, который позволяет приложениям организовывать файлы в иерархии, например в каталоги, содержащие файлы и другие каталоги. На практике иерархия – сугубо логическая структура, поддерживаемая файловой системой, так как все данные размещены в случайных кластерах диска.

Предоставление уровня безопасности для данных; например, файловая система NTFS принудительно требует проверки прав доступа к определенным ресурсам, например файлам, каталогам и томам.

Поддержка параллельного доступа, т.е. работы нескольких пользователей и обработки одновременных запросов на ввод-вывод от каждого пользователя. Кроме того, предоставляется служба индексирования и блокировок, которая позволяет операции ввода-вывода от какого-либо пользователя получить в исключительное владение определенный файл или область файла. Кроме того, файловая система должна восстанавливаться после отказов в работе приложений, которые приняли во владение такие ресурсы файловой системы, как блокированный фрагмент файла.

Файловые

системы существуют не сами по себе, а размещены на каких- либо носителях. Хотя оптические носители (компакт-диски и DVD) также имеют файловые системы, в этой книге рассматриваются корпоративные подсистемы хранения данных на базе Windows, которые обычно основаны на жестких дисках. Таким образом, основное внимание в этой главе уделяется организации работы жестких дисков в Windows NT. В первой части главы объясняются такие понятия, как базовые и динамические диски Windows NT, их взаимодействие с разделами и томами.

После этого обсуждаются особенности работы NTFS, рассматриваются важные внутренние структуры данных, например главная таблица файлов (MFT), а также такие функции, как сжатие данных, журнал изменений, отслеживание связей, точки повторной обработки и шифрованная файловая система (EFS).

В последней части главы описываются файловые системы, применяемые в сетях хранения данных, их преимущества и. технические проблемы, возникающие при создании файловой системы для сети хранения данных. Кроме того, представлены технологии некоторых конкретных производителей.

6.1 Диски, разделы и тома

Термин диск используется при описании такого физического носителя, как накопитель IDE или SCSI, а также сменных носителей, например накопителей USB, компакт-дисков и DVD. Логически диск состоит из кластеров, которые характеризуются размером, например 512, 1024, 4096 байт. Термин диск всегда используется при ссылке на физический объект, который можно увидеть и взять в руки. С другой стороны, термины раздел и том, которые описываются в следующих абзацах, представляют собой логические концепции.

В контексте администрирования некоторые диски (но не все) [10] могут быть разделены на несколько логических областей, которые называются разделами (partitions). Каждый раздел может содержать указанный объем данных, и это значение представляет собой интегральное количество кластерных единиц. Например, диск объемом 80 Гбайт может быть разбит на два раздела, один из которых предназначен для установки файловой системы и системных утилит, а второй – для хранения пользовательских данных. Еще одна причина выделения небольшого раздела на корпоративных сервера^ связана с установкой диагностических утилит.

10

Примером неразделямых дисков служат компакт-диски и DVD, которые имеют только одни раздел.

Рис. 6.1. Диски, разделы и тома

Том (volume) – это набор, состоящий из одного или нескольких разделов. Комбинация разделов может быть подобрана для обеспечения быстродействия, объема, целостности данных или сочетания этих параметров. Например, два раздела могут быть объединены для создания тома большего объема или два раздела одинакового размера могут составлять единый зеркальный том, в котором данные дублируются на каждый из разделов. Такие методы комбинации разделов рассматриваются в главе 9, посвященной массивам RAID. Обратите внимание: комбинирование разделов имеет ряд особенностей, которые зависят от типа диска и версии Windows; более подробно они рассматриваются далее.