С какой целью в системе windows server используются динамические диски

Обновлено: 07.07.2024

Динамические диски таят в себе множество загадок и скрытых подводных камней. Отношение администраторов к ним далеко не однозначно, и они уже успели подпортить себе репутацию, загубив немало данных, восстановление которых стоит денег и к тому же далеко не всегда возможно. Мыщъх, специализирующийся на подъеме файловых систем после падения, раскурил эту тему сразу же после того, как получил диск с Win2k, и нарыл немало полезной инфы, которой и делится с читателями.

Динамические диски появились еще в NT 4.0, только там они назывались мультидисками (multidisk) и представляли собой обыкновенные программные RAID’ы, широко распространенные в мире UNIX. Информация о конфигурации мультидисков хранилась в реестре, и крах системы приводил к потере всех данных. Потеря всех данных происходила и при полной переустановке системы или попытке перенести жесткий диск на систему с другой NT. Эти недостатки нивелировали все достоинства мультидисков, существенно ограничивая область их применения. Начиная с Win2k, Microsoft слегка усовершенствовала менеджер дисковой подсистемы, и теперь информация о конфигурации хранится непосредственно на самом диске, откуда считывается в реестр при первом монтировании мультидиска.
По маркетинговым соображениям мультидиски были переименованы в динамические диски (dynamic disk), и Microsoft развернула целую компанию по их продвижению на рынок. Но если при обновлении NT 4.0 до Win2k информация о существующих мультидисках нормально считывалась из реестра, то попытка обновления NT 4.0 до XP или Server 2003/2008 ведет к необратимой потере данных, которые необходимо предварительно скопировать на другой носитель. В остальном же динамические диски по сравнению с мультидисками не претерпели никаких существенных изменений. Однако отказ от реестра как от основного хранилища информации о конфигурации RAID-массива создает все предпосылки для перехода с обычных дисков на динамические. Но, прежде чем принимать окончательное решение, необходимо взвесить все за и против, чем мы сейчас, собственно, и займемся.

Заблуждение это происходит из-за неверной трактовки термина free space, под которым технические писатели из Microsoft подразумевали unallocated space, то есть свободное пространство, не принадлежащее никакому дисковому тому. Допустим, у нас есть два раздела, на которых свободно по 69 и 96 Гб соответственно. Можем ли мы увеличить размер первого раздела хотя бы на 10 Гб за счет второго? Ответ отрицательный! А вот если мы воткнем еще один винчестер, на котором нет никаких разделов (или же имеются неразмеченные разделы), то в этом (и только этом!) случае динамический диск действительно сможет увеличить свой размер, поглотив все неразмеченное пространство (или его часть).

В результате этого один раздел (например, F:) окажется расположен на двух (или более) физических дисках, но с точки зрения операционной системы будет трактоваться как один том. Такая задача никакому PQMagic’у уже не по зубам, однако следует помнить, что подобное увеличение размера динамического диска достается дорогой ценой. Во-первых, при отказе одного диска мы автоматически теряем второй (и все остальные). Во-вторых, при попытке переноса динамического тома на другую машину нам придется тащить за собой сразу два или более диска, что опять-таки не всегда приемлемо, и в ряде случаев выгоднее использовать несколько стандартных томов (типа C:, D:, E:), чем один динамический диск такого же размера, тем более что Win2k3 позволяет монтировать раздел на любую пустую папку другого раздела, а при необходимости демонтировать его обратно.
Заблуждение второе - динамические диски поддерживают неограниченное количество томов на одном устройстве, а стандартные (они же базовые) - всего четыре, поскольку в таблице разделов имеется место только для четырех записей. Однако еще со времен MS-DOS таблица разделов поддерживает рекурсивные расширения, снимающие всякие ограничения на число томов. В MS-DOS и Win9x количество разделов не может превышать число возможных букв, но Win2k и все последующие системы позволяют назначать дискам имена произвольной длины или монтировать их на папки соседних разделов, поэтому при желании один диск можно разбить хоть на 666 томов. Вопрос только зачем.

Заблуждение третье — динамические диски работают быстрее/лучшее обычных. И с какой это радости?! Планировка запросов в динамических дисках выполнена просто ужасно, и, в случае если динамический диск занимает более одного физического, мы получаем конкретные тормоза. Если же динамический диск полностью умещается на одном физическом диске, то он работает абсолютно с той же скоростью, что и обычный.

Простые (simple) диски практически ничем не отличаются от обычных, за исключением того, что при переразбиении диска отпадает необходимость в перезагрузке. Simple-тома размещаются на одном физическом диске и всегда непрерывны на всем своем протяжении. При увеличении размеров simple-томов за счет свободного пространства, находящегося на других дисках, они автоматически превращаются в составные (spanned) разделы.

Надежность: средняя
Избыточность: отсутствует
Производительность: средняя

Составные (spanned) состоят из одного или нескольких simple-томов, находящихся на разных физических дисках, объединенных в единый логический том. Информация записывается последовательно, как в классическом линейном RAID-массиве.

Надежность: низкая
Избыточность: отсутствует
Производительность: средняя

Чередующиеся (stripped) внешне похожи на spanned, поскольку, как и последние, объединяют несколько физических дисков в один логический том, но данные записываются вперемешку, то есть первый сектор - на первый жесткий диск, второй — на второй и т.д. В результате этого оба жестких диска работают параллельно, и, если они подключены к различным IDE-контроллерам, скорость обмена пропорционально возрастает. Однако если хотя бы один диск откажет, из данных образуется «решето», не подлежащее восстановлению. Одним словом, все как в классическом RAID-массиве уровня 0.

Надежность: очень низкая
Избыточность: отсутствует
Производительность: высокая

Зеркальные (mirrored) - два или более динамических диска, объединенных в один логический, причем запись дублируется на все диски (как в RAID’е уровня 1), и при выходе одного винчестера из строя он может быть заменен без потери данных (а в случае поддержки hot-plug’а - и без остановки сервера). Зеркалировать можно не только простые, но также составные и чередующиеся динамические диски. Платить за надежность приходится не только дисковым пространством, но и производительностью, поскольку количество контроллеров не безгранично и зеркальные диски обычно цепляются на уже задействованные контроллеры. К тому же поиск секторов на современных винчестерах осуществляется методом «вилки» и занимает различное время, а значит, при одновременном работе с несколькими винчестерами мы вынуждены дожидаться самого последнего из них, то есть паспортное время поиска из «среднего» приближается к «наихудшему».

Надежность: очень высокая
Избыточность: очень высокая
Производительность: средняя или низкая

Чередование с контролем четности (stripped with parity) соответствует массиву RAID уровня 5. Состоит из трех или более дисков (максимум — 32). Данные пишутся на все диски, кроме последнего, где хранятся коды коррекции ошибок, с помощью которых можно восстановить любой другой отказавший диск. Получается, если мы имеем три диска, избыточность составит всего 30%, а в случае пяти дисков — 20%. Естественно, RAID–5 оправдывает себя только на массивах, состоящих из большого количества дисков. Массив не может динамически увеличивать свой размер за счет присоединения новых томов и к тому же поддерживается только серверными версиями Windows.

Надежность: очень высокая
Избыточность: средняя или низкая
Производительность: высокая

Ох уж эти американцы! Любят они выдумывать новые слова в ущерб уже существующим. Динамический диск представляет собой обыкновенный программный RAID, реализаций которого можно насчитать десятки. Microsoft продвигает не самое лучшее и к тому же далеко не бесплатное решение, подкупая потребителей заумной терминологией и торговыми марками.

Интересно сравнить достоинства и недостатки программных RAID-массивов с таковыми аппаратных.

Достоинства аппаратных RAID-массивов (по сравнению с программными):

  • независимость от конкретной операционной системы (при условии, что она поддерживает этот RAID-контроллер);
  • более высокая производительность и улучшенная система диагностики аварийных и предаварийных состояний;
  • возможность замены диска без остановки системы.

Недостатки аппаратных RAID-массивов:

  • если RAID-контроллер выйдет из строя или откажет материнская плата с интегрированным RAID-контроллером, то нам потребуется отыскать точно такой же контроллер, иначе все данные превратятся в труху;
  • контроллеры и интегрированные чипсеты зачастую содержат множество ошибок, но далеко не всякий контроллер позволяет обновлять свою прошивку (не говоря уже о том, что такая операция сопряжена с большим риском и требует пересоздания массива и восстановления всех данных);
  • низкая мобильность — при переносе массива дисков на другую машину необходимо прихватить контроллер (с драйверами), а в случае динамических дисков достаточно просто воткнуть их в Win2k/Win2k3.

Следует отметить, что всем типам RAID-массивов присуща проблема восстановления данных. Большинство восстановительных утилит работают только с базовыми дисками, а RAID’ами приходится заниматься специалистам, располагающим не только глубокими техническими знаниями, но и соответствующим оборудованием.

Шесть доводов против динамических дисков

Создание динамических дисков не представляет никаких проблем. Запускаем Computer Management, входим в Disk Management, щелкаем правой клавишей мыши по базовому диску, который мы хотим преобразовать в динамический, выбираем в контекстном меню пункт Convert to Dynamic Disk и, ответив на ряд унылых запросов, получаем simple-том. Щелкнув по нему, мы сможем либо расширить его размер за счет невыделенного свободного пространства других дисков (Extend Volume), либо зазеркалить том (Add Mirror). Причем последний пункт работает только в серверных версиях и только при наличии места на зеркальном диске (создать зеркало на том же самом физическом диске невозможно, да это и ненужно).
Simple-том не может быть преобразован в RAID–5, и потому для создания такой матрицы нам потребуется по меньшей мере три пустых динамических диска, на которых не создано никаких томов. Щелкаем мышью по любому из них, говорим New Volume, в появившемся диалоговом окне выбираем RAID–5 (работает только на серверных версиях Windows), отвечаем на пару несложных запросов (какие диски добавлять в массив, как его форматировать) - и все!
Утилита командой строки DISKPART позволяет делать то же самое, только без помощи мыши. Просто набираем в консоли diskpart.exe, пишем help и смотрим вывод. В частности, чтобы создать simple-том размером 32 Гб на диске №4, находясь внутри diskpart.exe, необходимо написать:

Для удаленного управления динамическими дисками можно либо воспользоваться терминальной службой, запуская в RDP-сессии diskpart.exe, либо в Computer Management выбрать «Action -> Connect to another computer». При этом в качестве клиента может выступать любая ось из линейки NT, начиная с Win2k.

Поддержка динамических дисков разными осями

  • Vista Home Base/Premium не поддерживает динамических дисков вообще;
  • Windows 2000 Pro, XP Home/Professional/x86–64, Vista Business/Enterprise/Ultimate поддерживают только простые, составные и чередующиеся динамические диски;
  • Windows 2000 Server, Sever 2003, Server 2008 поддерживают все типы динамических дисков.
    На laptop’ах динамические диски не поддерживаются.

Комментарий редактора

Читая различные обзоры, можно сделать вывод, что динамические диски обладают просто потрясающими возможностями: расширение дискового тома, применение чередования для повышения производительности, использование зеркального отражения, присоединение тома к массиву RAID–5, причем все это - штатными средствами операционной системы (через консоль mmc), без необходимости приобретения аппаратного RAID-контроллера и без перезагрузки! Разве не сказка? На практике оказывается, что нет.

Загрузка с динамического диска невозможна, следовательно, у нас должен быть один базовый диск под системные нужды плюс еще один базовый диск (или внешний носитель/накопитель) для хранения резервных копий (например, для gho-, tib- или bkf-файлов). Высока вероятность того, что динамический диск мы не увидим из другой операционки. На нем нельзя создавать основной (основные) и дополнительный разделы. В продакшн-системах составные и расширенные тома практически бесполезны, так как ни один из этих типов не предусматривает избыточности, соответственно, все данные будут утрачены при отказе любого диска этого тома. Не поддерживаются такие популярные уровни, как RAID–10 и RAID–50. Не получится «на лету» увеличить размер томов RAID–0 и RAID–5, просто добавив диски к существующей матрице (аппаратные RAID’ы это позволяют), - придется обращаться к услугам специального мастера и совершать дополнительные телодвижения. Как минимум одна перезагрузка все же потребуется - при создании или преобразовании первого из базовых дисков в динамический. Кроме того, операции преобразования придется выполнять в часы простоя сервера - поздно ночью или в выходные дни, так как при наличии открытых файлов возможна потеря данных. Остальные минусы использования этой «революционной разработки» красочно расписал мыщъх.

Некоторые сорвиголовы скажут, что динамические диски можно использовать в связке с аппаратным RAID-контроллером, тогда программная реализация обеспечит гибкость при необходимости расширения тома, а железка - требуемую избыточность, однако Microsoft в своих руководствах настоятельно не рекомендует применять этот подход.

Крис Касперски

Известный российский хакер. Легенда ][, ex-редактор ВЗЛОМа. Также известен под псевдонимами мыщъх, nezumi (яп. 鼠, мышь), n2k, elraton, souriz, tikus, muss, farah, jardon, KPNC.

В этой статье описываются наилучшие методы использования динамических дисков на Windows Сервере 2003.

Применяется к: Windows 10 — все выпуски, Windows Server 2012 R2
Исходный номер КБ: 816307

Сводка

При использовании динамических дисков можно создавать толерантные тома (зеркальные тома и наборы RAID-5) и большие многодисковые (или логический номер единицы [LUN]) с помощью полосатых и затянутых томов. Эти функции доступны только на динамических дисках. Динамические диски более надежны и терпимы к ошибкам в том, как они хранят и реплицирует сведения о конфигурации диска и тома. Динамические диски в основном предназначены для всегда быть в Интернете. По этой причине они недоступны для съемных мультимедиа. Следуйте рекомендациям в этой статье, чтобы сохранить данные в Сети и быть доступными.

Дополнительная информация

После создания раздела на Windows Server 2003 раздел необходимо отформатирование и присвоение буквы диска перед хранением данных на нем. Windows Сервер 2003 поддерживает два различных типа дисков для разделов, базовых и динамических дисков. На основных дисках разделы называются базовыми томами. Основные тома включают основные разделы и логические диски. На динамических дисках разделы называются динамическими томами. Динамические тома включают простые, полосатые, затянутые, зеркальные и raid-5 тома.

Тома — это область хранения на жестком диске. Том отформатирован с помощью файловой системы, например таблицы распределения файлов (FAT) или файловой системы NTFS, и ему назначено письмо диска. Содержимое тома можно просмотреть, щелкнув его значок в Windows Explorer или в моем компьютере. Один жесткий диск может иметь несколько томов, а объемы также могут охватывать несколько дисков.

Лучшие практики и ограничения использования динамических дисков

Динамические диски предоставляют преимущества перед основными дисками. Базовые диски используют исходные таблицы разделов основной записи загрузки в стиле MS-DOS (MBR) для хранения данных о первичном и логическом разделе дисков. Динамические диски используют закрытый регион диска для обслуживания базы данных Логический диспетчер диска (LDM). База данных LDM содержит типы тома, смещения, членство и диски каждого тома. Кроме того, реплицируется база данных LDM, поэтому каждый динамический диск знает обо всех других динамических конфигурациях дисков. Эта функция делает динамические диски более надежными и восстанавливаемыми, чем базовые.

Прежде чем использовать динамические диски, рассмотрите следующие рекомендуемые рекомендации и ограничения использования динамических дисков.

Динамические диски и базовые диски

Прежде чем преобразовать базовые диски в динамические, определите, требуются ли функции, предоставляемые динамическими дисками. Если вам не требуются диапазонированные тома, полосатые тома, зеркальные тома или наборы RAID-5, лучше всего использовать базовые диски.

Если вы хотите увеличить размер аппаратного LUN диска RAID-5, но не должны охватывать объем файловой системы NTFS на различных физических дисках (или luNs), продолжайте использовать базовые диски. Вы можете использовать DiskPart.exe для расширения объема NTFS после добавления новой емкости хранилища к объему RAID. DiskPart.exe является переводчиком командного режима в текстовом режиме, который можно использовать для управления объектами (дисками, разделами или томами) с помощью скриптов или прямого ввода из командной подсказки. Дополнительные сведения см. в Windows

служба хранилища устройства

Если вы решите использовать динамические диски и у вас есть как локально присоединенное хранилище (хранилище на основе IDE, либо небольшой интерфейс компьютерной системы [SCSI]), так и хранилище, расположенное в сети зоны хранения (SAN), рассмотрите следующие рекомендации в зависимости от ситуации:

  • Используйте динамические диски только на дисках хранения SAN и храните локально присоединенное хранилище в качестве базовых дисков.
  • Используйте базовые диски на дисках хранения SAN и настройте локально присоединенное хранилище в качестве динамических дисков. Эти рекомендации основаны на том, как LDM отслеживает динамические диски и синхронизирует базы данных. Следуя этим рекомендациям, если вы испытываете незапланированное отключение и теряете доступ к хранилище SAN с динамическими дисками, все динамические диски отпадают в автономном режиме с компьютера на Windows Server 2003 одновременно. Так как у вас нет динамических дисков, подключенных локально, нет проблем с синхронизацией базы данных LDM, с которой можно бороться, когда диски SAN в конечном итоге будут возвращаться в интернете. Если у вас есть хотя бы один динамический диск на локально присоединенных хранилищах, существует риск несоответствия баз данных LDM, и может возникнуть проблема с тем, чтобы вернуть один или несколько динамических дисков с san-присоединенными к сети.

Если для среды требуется иметь динамические диски в смешанной конфигурации, использующей локально присоединенное хранилище и хранилище, присоединенное к SAN, необходимо защитить все концентраторы волокон, маршрутизаторы, коммутаторы, сан-кабинеты и сервер от переключений питания с помощью бесперебойных поставок питания (UPSS) на всех соединителяющих устройствах.

  • В смешанной динамической конфигурации диска, если для обслуживания необходимо взять хранилище SAN в автономном режиме, Корпорация Майкрософт рекомендует закрыть сервер перед отключением блока хранения SAN, а затем убедиться, что все устройства SAN снова доступны при повторном подвозе сервера в режиме онлайн.
  • Windows не поддерживает одновременное монтаж диска с несколькими хостами. Это ограничение применяется к томам, расположенным на диске BASIC или динамическом диске. Развращение тома может произойти, если оба хостов внося изменения в том. Windows также не поддерживает одновременное разоблачение и импорт динамических дисков на нескольких узлах. Эта практика также может привести к потере данных или к повреждениям базы данных LDM.

Кластеры серверов

Динамические диски не поддерживаются для использования с Windows кластерией. Это ограничение не мешает расширить объем NTFS, который содержится на совместном диске кластера (диск, общий между компьютерами в кластере), который является базовым.

Для добавления динамических функций диска в инфраструктуру кластера Майкрософт можно использовать стороннее программное обеспечение, например Veritas Volume Manager.

По умолчанию Windows сервер 2000 и Windows Server 2003 не поддерживают динамические диски в среде кластерного сервера Microsoft (MSCS). Для добавления динамических функций диска в кластер microsoft server можно Windows диспетчер громкости Veritas. Для поддержки обслуживания клиентов по вопросам кластера после установки диспетчера громкости Veritas свяжитесь с Veritas.

Контактные данные сторонних организаций предоставлены в этой статье с целью помочь пользователям получить необходимую техническую поддержку. Эти данные могут быть изменены без предварительного уведомления. Корпорация Майкрософт не гарантирует точность этих сторонних контактных данных.

Перемещение динамических дисков

Если вы перемещает динамические диски между системами, вы не сможете переместить динамические диски обратно в исходный хост. Если необходимо переместить динамические диски, переместите все динамические диски с компьютера одновременно и убедитесь, что все они работают в Интернете и работают на компьютере назначения, прежде чем пытаться импортировать их на новый хост. Это необходимо сделать, так как имя группы диска и ID основной группы дисков системы хост(если динамический диск присутствует) всегда хранятся. Разница заключается в том, имеется ли хотя бы один динамический диск на компьютере назначения. Один из проблемных сценариев возникает, когда на компьютере назначения нет динамических дисков (так что компьютер получает то же имя группы дисков, что и исходный компьютер при перемещении на него), а затем необходимо переместить диски обратно на исходный компьютер. Может возникнуть проблема, если иностранные диски, которые перезахороняются, имеют то же имя группы дисков, что и локальный компьютер.

Подписи диска

При запуске оснастки Disk Management все диски в системе будут перенаправлены, чтобы узнать, изменились ли какие-либо диски или добавлены ли новые диски в систему. Если управление дисками находит неизвестные диски, которые не инициализированы или не имеют подписи диска в MBR, управление дисками запускает мастера. Мастер подсказывет вам выбрать диски, на которые необходимо написать подписи дисков. По умолчанию диски не выбраны. Выберите флажки рядом с номерами дисков, чтобы выбрать диски, которые будут перенамерены. Затем вам будет предложено выбрать диски, которые необходимо обновить до динамических дисков. Все диски, которые вы обновляете, имеют добавленную подпись диска и обновляются до динамических дисков.

При запуске управления диском, если MBR динамического диска является нулем, мастер запускается.

При сбое оборудования MBR диска может быть считываем в качестве нулей.

Мастер подсказывет вам преобразовать диск на динамический диск. Если разрешить повторное перенастроение диска на динамический, оригинальная база данных LDM перезаписывается новой инициализированной базой данных LDM. Управление диском показывает, что диск является здоровым, но он показывает только свободное свободное пространство. Если на момент преобразования в системе есть еще один здоровый динамический диск, его база данных LDM реплицируется на недавно преобразованный динамический диск, а "отсутствующий" диск, представляющий исходный динамический диск, также отображается в "Управление диском".

Отсутствие динамических дисков

Если в управлении диском показан отсутствующий динамический диск, это означает, что динамический диск, присоединенный к системе, не может быть расположен. Так как каждый динамический диск в системе знает обо всех других динамических дисках, этот "отсутствующий" диск отображается в disk Management. Не удаляйте тома пропавшего диска и не выберите параметр Remove Disk в Disk Management, если вы намеренно не удалите физический диск из системы и не собираетесь его когда-либо повторно прикрепить. Это важно, так как после удаления дисковых и томовых записей из базы данных LDM оставшегося динамического диска вы не сможете импортировать недостающий диск и возвращать его в режиме онлайн в той же системе после повторной его прикрепки.

Настройка в текстовом режиме и консоль восстановления

Никогда не удаляйте или не создавайте раздел на динамическом диске во время Windows 2000, Windows XP или Windows Server 2003 text-mode Setup или при запуске компьютера с помощью консоли восстановления. В этом случае может произойти постоянная потеря данных.

Зеркальный диск

Никогда не нарушайте здоровый системный диск или динамический зеркальный объем загрузки и ожидайте, что зеркальный диск заменит исходный основной диск в случае сбой. Разбитой зеркальным диском вручную назначено следующее доступное письмо диска, которое обновляется до постоянной записи в базе данных LDM. Это означает, что независимо от того, какую позицию этот диск занимает в процессе загрузки, ему назначено новое (и неправильное) письмо диска, поэтому операционная система не может функционировать правильно.

Windows программного обеспечения является толерантным решением, которое позволяет поддерживать доступ к данным при сбое аппаратного диска. Зеркальное копирование программного обеспечения не предназначено для использования в качестве автономного механизма резервного копирования.

Зеркальное зеркальное оборудование

Если вы используете динамические диски с аппаратным зеркальным зеркальным отражением, убедитесь, что обе части аппаратных зеркальных дисков не подвергаются воздействию одной операционной системы одновременно. На аппаратных зеркальных дисках базы данных LDM одинаковы, но каждый динамический диск в системе содержит уникальный дискid в загонщике LDM, чтобы LDM отличал один динамический диск от другого.

Чтобы выставить обе части аппаратного зеркального диска, сломите аппаратное зеркало с помощью утилиты конфигурации OEM RAID, а затем настройте оба диска в качестве автономных дисков, доступных для операционной системы.

Непредсказуемое поведение может произойти, если два динамических диска, одинаковые, будут одновременно выставлены на операционную систему.

Ссылки

Дополнительные сведения см. в дополнительных сведениях о том, как использовать привязку к управлению дисками для управления базовыми и динамическими дисками в Windows Server 2003

Сторонние продукты, которые обсуждаются в этой статье, производятся компаниями, независимыми от Microsoft. Корпорация Майкрософт не дает никаких явных, подразумеваемых и прочих гарантий относительно производительности или надежности этих продуктов.


Начиная с Windows Server 2008, система позволяет администраторам определять способ представления и использования дисков в системе. На основании типа и размера диска администрато­ры могут решать, какой именно тип диска и томов им следует развертывать на своих системах.

Диски Windows могут определяться как базовые или как динамические диски. Более того, эти же самые диски могут еще также определяться и как диски типа главной за­грузочной записи (Master Boot Record — MBR) или как диски типа таблицы разделов GUID (GUID Partition Table — GPT). Легче всего научиться выбирать между этими ти­пами дисков — это запомнить, что базовые диски поддерживают только простые тома, в то время как динамические диски позволяют создавать логические тома на множест­ве физических дисков. Выбор между дисками MBR и GPT зависит от размера диска, а также понимания того, сколько разделов нужно будет на нем создавать.

Диски MBR

Диски MBR подразумевают использование традиционной дисковой конфигура­ции. Конфигурационные данные диска, а именно — данные о конфигурации разделов и компоновке диска, сохраняются в первом секторе диска в MBR. Обычно, в случае повреждения и перемещения MBR в какую-нибудь другую часть диска, эти данные ста­новятся недоступными. Диски MBR ограничиваются тремя первичными разделами и одним расширенным разделом, который может содержать сразу несколько логических дисков. Выбор варианта создания диска MBR должен обеспечивать администраторов более совместимым диском, который можно легко монтировать и/или обслуживать на разных платформах операционной системы и с помощью разных сторонних программ управления дисками.

Диски GРТ

Диски GPT впервые появились в Windows вместе с выходом Windows Server 2003 Service Pack 1. Диски GPT рекомендуется применять для тех дисков, размер которых составляет более 2 Тбайт. Диски GPT могут поддерживать неограниченное количество первичных разделов, а это может быть очень удобно в случае использования админи­страторами больших внешних дисковых массивов и наличия у них необходимости в сегментации данных для обеспечения безопасности, хостинга или возможности рас­пределенного управления и доступа. Диски GPT распознаются только операционными системами Windows Server 2003 SP 1 и выше. Любые попытки управлять диском GTP с помощью более ранней версии операционной системы или сторонней программы для управления дисками MBR будут блокироваться и практически заканчиваться невоз­можностью получения доступа.

Базовые диски

Диск Windows определяется как базовый или динамический независимо от того, является ли он диском MBR или GPT. Базовые диски поддерживают только простые тома или тома, существующие на одном диске и разделе. Базовые диски не предусмат­ривают никаких отказоустойчивых средств, которыми могла бы управлять операцион­ная система Windows, но могут быть отказоустойчивыми в случае их представления в операционной системе Windows в виде дисков, управляемых внешним дисковым кон­троллером и конфигурируемых в отказоустойчивом массиве дисков.

Базовые диски легче переносятся между различными операционными системами и обычно являются более совместимыми с Windows и сторонними службами и средствами управления дисками и файловой системой. Базовые диски также поддерживают возмож­ность загрузки в разные операционные системы, хранящиеся в отдельных разделах.

Динамические диски

Динамические диски расширяют функциональные возможности дисков Windows при управлении множеством дисков с помощью Windows Server 2008 и т.д.. Администраторы Windows могут конфигурировать динамические диски для обслуживания томов, зани­мающих по нескольку разделов и дисков в одной системе. Это дает им возможность создавать отказоустойчивые и более эффективные тома.

В некоторых схемах развертывания серверов динамические диски являются обя­зательными из-за того, что контроллеры дисков не поддерживают необходимых тре­бований по производительности, отказоустойчивости или размерам томов для удов­летворения рекомендуемых системных спецификаций. В таких случаях динамические диски могут применяться для создания томов большего размера, отказоустойчивых то­мов или томов, способных считывать и записывать данные на нескольких физических дисках для достижения более высоких показателей по производительности и надеж­ности. Управляются динамические диски операционной системой с помощью службы виртуальных дисков (Virtual Disk Service — VDS).

Раздел или том

Имея дело с дисками Windows, администраторы могут считать, что разделы (par­tition) и тома (volume) являются взаимозаменяемыми понятиями. На самом же деле, хотя в графическом пользовательском интерфейсе никакого явного различия не про­водится и все может называться томом, тома могут существовать только на динамиче­ских дисках, а разделы — только на базовых дисках. Это играет особо важную роль при управлении дисками с помощью утилиты командной строки diskpart.exe, которая требует четкого разграничения между разделами и томами.

Точка монтирования

При создании нового тома в Windows администратор может либо присваивать ему буквенное обозначение совершенного нового диска, либо монтировать его в сущест­вующую пустую папку на существующем томе. Та папка, в которой размещается том в случае его монтирования в существующую папку, как раз и называется точкой монти­рования (mount point) или точкой соединения (junction point). Точки монтирования могут быть очень полезными в ситуациях, когда требуется упростить доступ к диску для конечных пользователей и при этом еще и также применить ряд дисков меньшего раз­мера по сравнению с одним большим диском. Например, на сервере баз данных с тре­мя дисками администратор может назначить диску 1 буквенное обозначение D, а диск 2 и диск 3 — смонтировать, соответственно, в папке d:\data и папке d:\logfiles. Тогда для получения доступа как к базам данных, так и журнальным файлам пользователям нужно будет подключаться только к диску D. Единственное, что администраторы долж­ны проверять прежде, чем использовать точки монтирования — это, чтобы все клиен­ты, приложения и агенты резервного копирования поддерживали применение точек монтирования и могли успешно получать доступ и выполнять резервное копирования хранящихся внутри них данных.

Простые тома

Простым томом называется один раздел, создаваемый на одном базовом или дина­мическом диске. На базовых дисках простые тома могут расширяться для включения свободного, невыделенного пространства, которое существует в следующем по очере­ди разделе диска. Для расширения простого тома так, чтобы он охватывал незанятое пространство из какого-нибудь несмежного раздела на том же диске или вообще како­го-то другого диска, диск должен преобразовываться в динамический диск.

Расширенные тома

Расширенным томом (spanned volume) называется такой том, который воспринима­ется как один диск, но на самом деле охватывает два или более дисков или различные несмежные области одного и того же диска. Расширенные тома не обеспечивают от­казоустойчивости дисков, но могут применяться для удовлетворения потребностей в дисковых хранилищах, превышающих емкость одного единственного диска или тома. Расширенные тома работают медленнее всех в том, что касается чтения и записи дан­ных, и потому их рекомендуется использовать только в тех случаях, когда требуется про­странство большего чем у одного диска объема или когда необходимо расширить суще­ствующий том, а никакого незанятого пространства по соседству с ним нет. Например, если приложение, общий файловый ресурс или служба зависит от определенного диска и не поддерживает перемещение данных или системных файлов на другой диск, а ис­пользуемый в настоящее время диск уже почти полностью заполнен, расширение про­стого тома за счет добавления незанятого пространства на этом же или другом диске может позволить увеличить объем пространства на данном диске. Простой том, рас­ширяемый за счет добавления незанятого пространства на том же самом диске, про­должает оставаться простым томом, а простой том, расширяемый за счет добавления пространства, находящегося на другом диске, автоматически преобразуется в расши­ренный том. Выделяемое пространство на каждом из дисков может иметь разные раз­меры, и никакое пространство при создании расширенного тома не утрачивается.

Тома с чередованием

Тома с чередованием (striped volume), или тома, совместимые с RAID-0, требуют двух или более динамических дисков Windows и обеспечивают самую быструю из всех возможных дисковых конфигураций. Они умеют считывать и записывать данные каж­дого из дисков одновременно, что значительно улучшает показатели по времени дос­тупа к дискам. Они используют все выделяемое для хранения данных пространство, но отказоустойчивости не обеспечивают. В случае выхода из строя хотя бы одного из дис­ков недоступным становится весь набор данных. Тома с чередованием требуют выделе­ния абсолютно одинакового объема пространства на каждом из участвующих дисков. Например, для создания тома в 15 Гбайт с чередованием и тремя дисками, для каждого из дисков потребовалось бы выделить по 5 Гбайт незанятого пространства.

Отказоустойчивые тома

Когда отказоустойчивые дисковые массивы, управляемые аппаратными контролле­рами, не доступны, администраторы могут за счет использования нескольких динами­ческих дисков Windows создавать отказоустойчивые тома. Отказоустойчивые тома в Windows умеют поддерживать данные в доступном состоянии в случае отказа какого-то одного диска. В Windows Server 2008 уже поддерживались отказоустойчивые тома двух ти­пов, а именно — зеркальные тома и тома RAID-5.

Зеркальные тома

Для создания зеркальных (mirrored) или совместимых с RAID-1 томов требуется два отдельных диска. Более того, размер тома должен быть равным и охватывать один смежный невыделенный раздел каждого из дисков. Зеркальные тома дублируют дан­ные дисков и могут выдерживать отказ одного из них. Поскольку зеркальный том явля­ется точной копией первого диска, общий объем пространства соответствует емкости одного диска.

Тома RAID-5

Программные тома RAID-5 требуют трех или более динамических дисков Windows и могут обеспечивать более быстрый доступ к дискам для чтения, чем один диск, по­скольку умеют считывать все охватываемые ими диски одновременно. Операции запи­си выполняются в них медленнее, чем на одном диске, из-за полосы четности (parity stripe), которую им нужно генерировать и записывать. Выделяемое для тома RAID-5 пространство должно иметь равные размеры на каждом из входящих в состав этого тома дисков, а также быть цельным и незанятым. Например, для создания тома RAID-5 со 100 Гбайт пространства на каждом диске нельзя использовать диск с двумя отдельными об­ластями, содержащими по 50 Гбайт незанятого пространства.

Наборы RAID-5 могут выдерживать отказ какого-нибудь одного из дисков в томе. Во время отказа одного из дисков остальные диски в томе продолжают предоставлять доступ к данным, но просто с меньшей или пониженной скоростью. Эта возможность достигается за счет резервирования небольшого количества выделенного на каждом диске пространства под хранение информации о четности, позволяющей восстанавливать работу отказавшего диска и продолжать обеспечивать доступ к данным. Эта ин­формация как раз и называется полосой четности (parity stripe) и требует пространст­ва объемом одного диска. Например, в случае использования для создания одного тома RAID-5 пяти динамических дисков размером 100 Гбайт, 400 Гбайт было бы выделено для хранения данных, а 100 Гбайт — зарезервировано и распределено равномерно между всеми пятью дисками. Общая формула для вычисления пригодной для использо­вания емкости массива RAID-5 выглядит так: (N-1) * S, где N— это общее количество дисков в массиве, а S — емкость наименьшего из этих дисков.

Динамические диски — это технология управления жесткими дисками, позволяющая создавать на базе обычных жестких дисков компьютера более производительные или отказоустойчивые конфигурации.

Технологии создания производительных или отказоустойчивых конфигураций дисков имеют общее название RAID.

Технология RAID (дисковый массив RAID — Redundant Array of Inexpensive Disks, избыточный массив недорогих дисков ) была впервые разработана в 1987 году сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли.

Технология RAID предполагает использование наборов (два и более) жестких дисков, доступных операционной системе как один том. Данные распределяются по набору дисков определенным способом, соответствующим одному из уровней RAID. В случае отказов отдельных дисков массив содержит дополнительную (избыточную) емкость, обеспечивающую возможность восстановления данных. Технология имеет набор спецификаций устройств хранения данных, связанных с "Уровнями RAID", определяющими способы распределения на дисковом массиве, их резервирования и восстановления.

Несмотря на общее название, архитектура RAID имеет существенные различия, определяющие различные способы объединения нескольких жестких дисков в единую систему так, чтобы она функционировала как один диск. В системах семейства Windows Server реализованы следующие виды RAID: RAID-0 (тома с чередованием информации), RAID-1 (зеркальные тома) и RAID-5.

RAID-0 — дисковый массив без дополнительной отказоустойчивости: поток данных разбивается на блоки, которые последовательно записываются на диски. Основные достоинства: простота конструкции и изготовления, высокая производительность. За счет того, что файлы записываются блоками на два и более дисков, скорость передачи данных дисковой подсистемы резко возрастает. Количество дисков — от 2 до 32. Коэффициент использования дискового пространства (отношение объема полезных данных к суммарному объему дискового массива) равен 1. Недостатком является низкая отказоустойчивость. Выход из строя одного из дисков приводит к потере всех данных, хранящихся на всем дисковом массиве. Схема записи данных на том с конфигурацией RAID-0 для пяти физических дисков приведена на рис. 8.8.

RAID-1 — дисковый массив с зеркалированием данных: блок данных записывается в двух экземплярах на отдельные диски. Достоинства: скорость записи та же, что и для одного диска, высокая скорость восстановления данных, простота конструкции, единственный вид RAID-массивов, позволяющий получить отказоустойчивую дисковую подсистему на двух дисках. Недостаток: низкий коэффициент использования дискового пространства, равный 0,5. Схема записи данных на том с конфигурацией RAID-1 приведена на рис. 8.9.

RAID-5 — дисковый массив с чередованием данных и вычислением контрольных сумм для записываемых данных: блоки данных последовательно записываются на диски, контрольная сумма для блоков одного ряда вычисляется во время записи, контрольные суммы размещаются последовательно по всем дискам. Количество дисков — от 3 до 32. При выходе из строя одного из физических дисков информация остается доступной для обработки.

Достоинства: высокая скорость чтения и записи данных, высокий коэффициент использования дискового пространства. Недостатки: выход из строя одного из дисков оказывает заметное влияние на производительность. Схема записи данных на том с конфигурацией RAID-5 для пяти физических дисков приведена на рис. 8.10.

Базовый диск легко преобразуется в динамический с сохранением всей информации. Для этого в оснастке " Управление дисками " надо щелкнуть правой кнопкой мыши на значке самого диска, выбрать в меню пункт " Преобразовать в динамический диск " (рис. 8.11), выбрать, какой именно диск надо преобразовать (можно выбрать несколько дисков одновременно), нажать кнопку " ОК " и кнопку " Преобразовать " для подтверждения действий (рис. 8.12), снова нажать " Да ".для подтверждения, после чего система преобразует диск (при необходимости сервер будет перезагружен).

Обратное преобразование из динамического диска в базовый производится также достаточно просто, но предварительно все тома на динамическом диске должны быть удалены.

Заметим также, что если мы преобразовали базовый диск в динамический, то этот диск будет доступен только в операционных системах Windows 2000/XP/2003, но не в более ранних.

И еще одно замечание. На каждом динамическом диске может быть установлена только одна операционная система.

На динамических дисках основной единицей, на которые разбиваются диски, является том ( volume ). В системе Windows Server имеются следующие виды томов:

  • простой том ( simple volume );
  • составной том ( spanned volume );
  • зеркальный том ( mirrored volume );
  • чередующийся том ( striped volume );
  • том RAID-5 ( RAID-5 volume ).

Простой том — это аналог основного раздела или логического диска на базовых дисках. Например, после преобразования в динамический диск диска, изображенного на рис. 8.1, получится следующая дисковая конфигурация (рис. 8.13):

На рисунке видно, что основные разделы и логические диски преобразовались в простые тома (обозначены оливковым цветом).

Одно из преимуществ динамических дисков заключается в том, что, если после последнего простого тома на диске есть нераспределенное пространство, то этот последний том можно расширить без потери информации. В данном примере можно щелкнуть правой кнопкой мыши на томе F: и выбрать в меню пункт " Расширить том ", затем указать размер добавляемого пространства, и том будет увеличен на заданную величину.

Еще одно преимущество динамических дисков — диски, установленные и сконфигурированные на одной системе, могут быть перенесены на другой сервер, и данная конфигурация, состоящая из нескольких дисков, будет по-прежнему работоспособна. При установке в сервер дискового массива с другого сервера нужно в оснастке " Управление дисками " выбрать в меню " Действие " пункты " Обновить " ( Refresh ) или " Повторить сканирование дисков " ( Rescan disks ), после чего установленный дисковый массив станет работоспособным.

Составной том — конфигурация, позволяющая увеличить размер тома за счет несмежных участков нераспределенного пространства, причем свободные участки для расширения тома можно выбирать на других динамических дисках сервера. В нашем примере мы можем расширить том с буквой E : следующим образом:

  1. Щелкнем правой кнопкой мыши на томе, выберем пункт меню " Расширить том " (рис. 8.14):

Основной недостаток составных томов — при выходе из строя любого из жестких дисков, на которых размещен составной том, будет потеряна вся информация, хранящаяся на данном томе. Поэтому мы рекомендуем использовать данный вариант расширения пространства тома только как экстренный, причем в течение ограниченного времени, либо регулярно делать резервные копии информации на данном томе.

Зеркальный том (известный также как массив RAID-1) — состоит из двух частей одинакового размера, расположенных на различных физических дисках. Каждая такая часть содержит точную копию другой части зеркала. При выходе из строя любого из жестких дисков, на которых расположен зеркальный том, информация, хранящаяся на томе, остается доступной для использования.

Зеркальный том можно создать как новый, на нераспределенном пространстве жестких дисков, так и путем добавления зеркала к уже имеющемуся простому тому.

Рассмотрим пример добавления зеркала к тому, на котором установлена операционная система:

Читайте также: