В системе windows server имеются следующие виды томов

Динамические диски

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.

Картинка с сайта: intuit.ru

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.

Картинка с сайта: intuit.ru

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).

Картинка с сайта: intuit.ru

Рис.
8.11.

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):

Картинка с сайта: intuit.ru

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):

   

   Картинка с сайта: intuit.ru

   Рис.
   8.14.
   

2. В запустившемся Мастере расширения тома указать физические диски, на которые будет расширяться данный том, и размер добавляемого пространства. Выберем в примере диски 0 и 2 и укажем для каждого диска размер пространства, которое на данном диске будет добавлено к тому E: (рис. 8.15):

   

   Картинка с сайта: intuit.ru

   Рис.
   8.15.
   

3. После нажатия кнопок » Далее » и » Готово » получим конфигурацию, изображенную на рис. 8.16 (составной том обозначен сиреневым цветом):

   

   Картинка с сайта: intuit.ru

   Рис.
   8.16.
   

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:

1. В оснастке » Управление дисками » щелкнем правой кнопкой мыши на томе с операционной системой и выберем в меню пункт » Добавить зеркало » (рис. 8.17):

   

   Картинка с сайта: intuit.ru

   Рис.
   8.17.
   

2. Выберем диск, на котором будем создавать зеркало (в примере — Диск 1, рис. 8.18):

   Рис.
   8.18.
   

3. Начнется процесс ресинхронизации зеркального тома (рис. 8.19):

   

   Картинка с сайта: intuit.ru

   Рис.
   8.19.
   

4. По окончании процесса ресинхронизации зеркальный том будет полностью готов к использованию.

Использование зеркального тома — самый простой и самый надежный способ обеспечения сохранности данных средствами системы Windows Server. И это единственный способ защиты от сбоев, применимый к тому с операционной системой. В рассматриваемом примере, если из строя выйдет Диск 0, с которого загружается операционная система, то с помощью заранее заготовленной дискеты мы сможем загрузить сервер с зеркальной копии, хранящейся на Диске 1. Дискету нужно подготовить следующим образом:

1. Отформатировать в системе Windows Server (желательно в той же версии, на которой создан зеркальный том).
2. Скопировать с загрузочного тома сервера (обычно это диск C файлы boot.ini, ntldr, ntdetect.com и ntbotdd.sys (если таковой файл имеется).
3. Отредактировать файл boot.ini (в котором хранится меню начальной загрузки системы с указанием дисков и томов, в которых установлены экземпляры имеющихся на компьютере операционных систем), чтобы загрузка выполнялась с Диска 1 зеркального тома. В нашем примере содержимое отредактированного файла boot.ini может выглядеть так:

[boot loader]
timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(1)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(1)partition(1)\WINDOWS=
 "Windows Server 2003 "/fastdetect/noexecute=optout

В случае выхода из строя одного из дисков необходимо сначала удалить зеркальный том (в оснастке » Управление дисками » щелкнуть правой кнопкой мыши на доступной части зеркального тома и выбрать пункт меню » Удалить зеркало «), удалить с сервера неисправный диск, заменить его новым, а затем в оснастке » Управление дисками » снова создать зеркальный том.

MBR (Master Boot Record) — это загрузчик + таблица разделов диска + сигнатура (+ неиспользуемое пространство). Всё это обычно, но не всегда, находится в MBS (Master Boot Sector) — самый первый сектор жесткого диска (сектор 1, дорожка 0, головка 0).
Активный — это раздел, на котором MBR будет искать загрузочные файлы ОС.
Системный — это раздел, который содержит Boot Record (не MBR), и на котором находится загрузчик ОС (GRUB или NTLDR).
Загрузочный — это раздел, на котором находится сама ОС (Linux, Windows и т.п.).

Помимо этого, терминология Microsoft имеет следующие определения:

Базовый (основной) диск — создаётся по умолчанию, и может содержать до 4-х основных разделов или 3-х основных и 1-го дополнительного раздела.

Основной (первичный) раздел — область жёсткого диска, со своей файловой системой. Основной раздел не может быть расширен за счёт свободного места на диске.
Дополнительный раздел — может быть разбит на логические диски меньшего размера (до 128), у каждого из которых будет своя файловая система. Не содержит Boot Record, поэтому не может использоваться как системный, вместо неё содержит Extended Boot Record, описывающую логические диски.

Динамический диск — создаётся путём преобразования базового диска, и оперирует уже динамическими томами, размер и состав которых можно изменять.

Простой том — аналогичен обычному разделу, но может быть создан из нескольких разделов одного динамического диска.
Составной том — может быть создан из нескольких разделов на разных динамических дисках.
Чередующийся том — представляет из себя RAID 0.
Чередующийся том с чётностью — представляет из себя RAID 5.
Зеркальный том — представляет из себя RAID 1.

В компьютерах, перешедших на технологию EFI вместо BIOS, поскольку используется не MBR, а GPT (GUID Partition Table), то нет ограничений на количество основных разделов, а логических и расширенных за ненадобностью не существует.
http://superuserdo.info/?p=600

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Общие кластерные тома (Cluster Shared Volumes, CSV) позволяют нескольким узлам в кластере одновременно обращаться к файловой системе NTFS (или ReFS в Windows Server 2012 R2), без ограничений на используемое оборудование. Впервые общие кластерные тома впервые появились в Windows Server 2008 R2 как общее хранилище для виртуальных машин Hyper-V.

Если помните, технология Hyper-V в Windows Server 2008 имела множество ограничений, одним из которых являлась невозможность переноса виртуальных машин между узлами кластера без простоя (Live Migration). Одной из причин этого было отсутствие на тот момент у Microsoft нормальной кластерной файловой системы. Файловая система NTFS, несмотря на все свои достоинства, таковой не является: к одному тому NTFS одновременно может подключиться и использовать его только один экземпляр операционной системы.

Теперь вспомним принцип работы отказоустойчивого кластера в Windows. Кластер состоит из нескольких (2 и более) узлов, на каждом из которых запущен экземпляр операционной системы. Каждый из узлов кластера имеет доступ к общему диску (как правило это выделенный LUN), который является общим кластерным ресурсом. Как у любого кластерного ресурса, у диска одновременно может быть только один узел-владелец, который может подключить диск к операционной системе и получить доступ к хранящимся на нем разделам (томам) NTFS. При переключении нагрузки (Failover) на другой узел кластера происходит смена владельца ресурса, т.е. LUN отключается от одного узла и подключается к другому.

Получается, что если к тому NTFS одновременно может получить доступ только один узел кластера, то все виртуальные машины, размещенные на одном LUN-е, должны работать на этом самом узле. При этом независимое перемещение на другой узел отдельной ВМ невозможно, все машины, находящиеся на LUN-e, перемещаются одновременно. Для независимой миграции виртуальных машин с узла на узел каждой ВМ необходимо размещаться на отдельном LUN-e, что не очень удобно. К тому же переключение LUN-а требует некоторого времени, в течение которого виртуальные машины будут недоступны.

Для устранения этих недостатков и была придумана технология CSV, позволяющая всем узлам кластера обращаться к общему хранилищу одновременно. CSV представляет из себя прослойку для файловой системы, обеспечивая следующее условие: один узел кластера, являющийся текущим владельцем, имеет доступ к LUN на уровне файловой системы (NTFS или ReFS), все же остальные узлы имеют доступ на блочном уровне.

Надо сказать, что вначале тома CSV имели довольно скромный функционал и были ограничены в использовании. Однако теперь, в Windows Server 2012 R2, большинство ограничений CSV снято, а также появилось много новых возможностей. Сегодня мы рассмотрим общий принцип работы томов CSV в Windows Server 2012 R2.

Основные компоненты

В качестве примера (на рисунке ниже) возьмем 3-х узловой кластер с общим диском, который подключен как том CSV. Первый и второй узлы подключены к хранилищу напрямую, третий узел не имеет подключения к общему хранилищу. Владельцем общего диска является второй узел. CSV тома на каждом узле кластера подключены как папки к системному диску в виде C:\ClusterStorage\Volume1.

Картинка с сайта: windowsnotes.ru

Примечание. Узел, являющийся текущим владельцем диска, на котором расположен том CSV, называется узлом-координатором. В этом контексте все остальные узлы кластера называются серверами данных. Для каждого тома CSV в каждый момент времени может быть только один узел-координатор. Возможен вариант, когда в кластере используется несколько томов CSV, расположенных на разных дисках. В этом случае каждый узел-владелец диска является координатором для всех томов CSV, на этом диске расположенных.

Работу CSV обеспечивают несколько ключевых компонентов, о которых стоит упомянуть подробнее.

CsvFlt

Драйвер фильтра CSV (csvflt.sys). Предоставляет приложениям доступ к файловой системе NTFS, находящейся на томах CSV. Поскольку том создается скрытым, операционная система не может назначить ему идентификатор (volume GUID) и присвоить букву диска. Из за этого приложения, работающие в пользовательском режиме, не могут обращаться к нему напрямую. CsvFlt отлавливает и перенаправляет запросы приложений к NTFS, обеспечивая для CSV функциональность обычного локального диска.

Csv Namespace Filter

Драйвер управления именами CSV (csvnsflt.sys). Защищает точку монтирования CSV (C:\ClusterStorage) от неавторизованных запросов (запросов, исходящих не от службы кластера) на изменение, удаление или смену атрибутов для папок и файлов, находящихся в этой директории. Если, к примеру, зайти на один из узлов кластера и в проводнике сменить дефолтное название папки C:\ClusterStorage\Volume1 на что-то типа C:\ClusterStorage\IT, то изменения будут произведены сразу на всех узлах. Кроме того, он отвечает за управление режимом Block level redirected IO, о котором пойдет речь чуть позже.

CsvFS и CSV Volume Manager

Драйвер файловой системы CSV (csvfs.sys) и диспетчер томов CSV (csvvbus.sys). Эти компоненты обеспечивает приложениям возможность прямого доступа к файлам на чтение\запись (Direct IO), а также перенаправление для операций с метаданными и в режиме Redirected IO.

Потоки данных

После знакомства с отдельными компонентами перейдем к их взаимодействию, для чего рассмотрим основные операции и потоки данных, проходящие через CSV.

Операции с метаданными (Metadata). Под ними подразумеваются любые операции с файлами (кроме операций чтения и записи) — создание, удаление, переименование, перемещение, изменение размера или атрибутов файла и другие подобные операции. Также и некоторые операции чтения\записи могут быть причиной изменения метаданных. Например, запись может вызвать увеличение размера файла, что повлечет за собой изменение в метаданных.

Метаданные всегда обрабатываются файловой системой. Напомню, что прямой доступ к файловой системе только у текущего владельца дискового ресурса (он же узел -координатор). Соответственно все операции с метаданными обрабатывает узел-координатор, на котором фильтр CsvFlt отправляет все запросы напрямую к NTFS. Остальные узлы кластера для операций с метаданными используют протокол SMB (Server Message Block), c помощью которого перенаправляют метаданные по сети на узел-координатор.

Картинка с сайта: windowsnotes.ru

Операции прямого чтения\записи (Direct IO). Так как эти операции производятся на блочном уровне, для них не требуется доступ к файловой системе NTFS, необходим только физический доступ к диску. Хотя в Direct IO участвуют CSVFS и CSV Volume Manager, по сути приложения напрямую обращаются к физическому диску, минуя файловую систему. В нашем примере операции Direct IO возможны только для двух узлов кластера, так как у третьего нет физического подключения к диску.

Картинка с сайта: windowsnotes.ru

Перенаправление файловой системы (File System Redirected IO). Это специальный режим работы CSV, в котором весь поток данных (как метаданные, так и блочные данные) для всех узлов кластера идет исключительно через NTFS, т.е. через узел-координатор. Этот режим может быть активирован только по запросу пользователя.

Поскольку при использовании File System Redirected IO все данные передаются на диск по локальной сети общего назначения, производительность кластера сильно ограничена. Однако его можно использовать в определенных ситуациях, например, при проведении регламентных работ в сети SAN.

Картинка с сайта: windowsnotes.ru

Перенаправление блочного доступа (Block Level Redirected IO) — еще один режим работы CSV. В этом режиме все обращения конкретного узла кластера к диску производятся через узел-координатор. При использовании Block Level Redirected IO обращение к диску производится напрямую. За передачу данных отвечает фильтр СsvNsFlt, который перенаправляет запросы к диску, минуя NTFS.

Block Level Redirected IO включается автоматически, при отсутствии у узла прямого доступа к диску. К примеру, Node 3 не имеет физического подключения к общему диску, поэтому для него все операции производятся по сети, через узел-координатор. Также этот режим может использоваться и в случае временной недоступности диска. Например, если попытка прямого обращения к диску оказалось неудачной из за сбоя на коммутаторе системы хранения, то будет задействован Block Level Redirected IO и данные будут перенаправлены на узел-координатор.

Картинка с сайта: windowsnotes.ru

Пожалуй на сегодня все, остальное в следующий раз. Если же что то осталось непонятным, то вы можете обратиться к первоисточнику.