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

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:

повышение производительности, так как чтение с локального диска выполняется намного быстрее, чем считывание файла по сети;

увеличение отказоустойчивости, так как пользователь может продолжать работу на клиентском компьютере даже при отказе в работе сервера;

возможность отключения от сети и работы в автономном режиме.

Администратор может установить следующие параметры автономных папок:

ручное кэширование документов, когда администратор явно указывает файлы документов, которые могут кэшироваться пользователями;

автоматическое кэширование документов, когда все файлы документов, открытых пользователем, автоматически кэшируются на локальном компьютере;

автоматическое кэширование файлов программ, при котором кэшируются выполняемые файлы и файлы динамически подключаемых библиотек.

10.2.5 Служба репликации файлов

В Windows 2000 была представлена двунаправленная служба репликации файлов (FRS), использующая журнал изменений NTFS для обнаружения измененных файлов и каталогов. Служба репликации файлов активно за- действуется Active Directory. Кроме того, FRS применяется распределенной файловой системой для создания нескольких копий файлов и метаданных на нескольких серверах, что позволяет обеспечивать балансировку нагрузки и отказоустойчивость.

10.2.6 Индексация содержимого файловой системы

В Windows 2000 Server предоставляется встроенная служба индексации и связанные с ней утилиты.

ОкноНайти файлы и папки (Find Files or Folders) предоставляет доступ к возможностям службы индексации.

Служба индексации может индексировать содержимое файлов и атрибуты файлов, включая указанные пользователем.

Служба индексации поддерживает индексацию автономных данных, которыми управляют службы удаленного хранилища (RSS).

На томах с NTFS служба индексации использует журнал изменений для отслеживания изменений с момента последнего запуска.

Служба индексации использует возможность массовой проверки списков управления доступом и возвращает только те файлы, которые разрешено просматривать пользователю, выполняющему поиск. Файлы, к которым пользователю доступ запрещен, служба индексации из результатов поиска удаляет.

Служба индексации поддерживает тома с файловой системой FAT, однако снижение эффективности при этом неизбежно, так как в FAT не поддерживается журнал изменений.

10.2.7 Оптимизация установки и настройки

Операционная система Windows 2000 может создавать собственные тома NTFS. Ранее для этого требовалось создавать раздел FAT, который впоследствии преобразовывался в раздел NTFS. Обратите внимание на взаимозаменяемое использование терминов раздел и том. Как отмечается в главе б, разделы и тома относятся к одной логической концепции с несколько разными особенностями. В частности, том, в отличие от раздела, поддерживает динамическое изменение размера.

10.2.8 Оптимизация файловой системы

С выходом Windows 2000 в файловую систему были внесены определенные улучшения. Хотя основные модификации относятся к NTFS, Windows 2000 поддерживает расширенные возможности файловых систем для оптических носителей, а также для «ветерана» FAT. Компания Microsoft заявила, что в дальнейшем FAT будет лишь поддерживаться и новых модификаций не предвидится. Улучшения NTFS настолько существенны, что заслужили более подробного описания (см. раздел 10.2.9).

10.2.8.1 Оптимизация FAT

Операционная система Windows 2000 поддерживает файловую систему FAT32. Это первая версия Windows NT, работающая с FAT32, поскольку до этого FAT32 была реализована только на платформе Windows 9х. В FAT32 поддерживаются тома размером до 2 Тбайт с максимальным размером файла, равным 4 Гбайт. Из соображений производительности, утилиты для работы с файловыми системами ограничивают размер тома FAT до 32 Гбайт, что, впрочем, относится к возможностям утилит, а не самой файловой системы. В FAT32 реализован меньший размер кластера диска, что позволяет более эффективно использовать дисковое пространство.

Файловые системы оптических носителей

Операционная система Windows NT 4.0 поддерживала файловую систему CDFS (CD-ROM File System), что также справедливо и для Windows 2000. В Windows 2000 появилась поддержка файловой системы UDF (Universal Disk Format), разработанной ассоциацией OSTA (Optical Storage Technology Association).

10.2.9 Оптимизация NTFS

Файловая система NTFS с выходом Windows 2000 претерпела значительные изменения, в том числе касающиеся дисковой структуры NTFS. Как только Windows 2000 в первый раз монтирует устаревший раздел с NTFS (устаревший, т.е. созданный средствами более ранней версии Windows NT), файловая система подвергается незаметному для пользователя преобразованию. Преобразование выполняется весьма эффективно, и время преобразования не зависит от размера раздела. Операционная система Windows NT 4.0 SP4 и более поздние версии Windows NT поддерживают новую версию NTFS.

Реализация этих возможностей потребовала изменения дисковой структуры NTFS. Для существующих томов дисковая структура меняется при первом монтировании в Windows 2000. Для системного тома эта операция выполняется при модернизации Windows NT 4.0 до Windows 2000.

Компания Microsoft провела немало тестирований Windows 2000 и NTFS в вычислительной среде корпоративного уровня предприятия.

Максимальный размер файла, который использовался при тестировании, составляет 2^44–64 Кбайт, что составляет примерно 16 Тбайт. С другой стороны, максимальный теоретический размер файла составляет 2^64–1 байт, что примерно равно 17 Эбайт.

Максимальное количество файлов на одном томе при тестировании составило 34 миллиона. С другой стороны, теоретический предел составляет 232–1, т.е. примерно 4 миллиарда.

10.2.9.1 Базовые наборы свойств

Операционная система Windows 2000 впервые предоставляет поддержку базовых наборов свойств – определенных пользователем метаданных, связанных с файлом. Эти метаданные могут индексироваться службой индексации Windows 2000 Server. Например, можно указать автора документа или предполагаемую аудиторию документа. Затем пользователи могут осуществлять поиск документа, воспользовавшись значениями указанных тегов или метаданных. Файловая система NTFS обрабатывает файлы в качестве наборов пар «атрибут-значение». Определенные пользователем свойства сохраняются в дополнительных атрибутах файла.

10.2.9.2 Сканирование файлов определенного владельца

Операционная система Windows NT отслеживает учетные записи пользователей по уникальному идентификатору безопасности (SID). Файловая система NTFS в Windows 2000 может сканировать том и определять все файлы, которые принадлежат определенному идентификатору безопасности. Этот процесс намного упрощает администрирование; например, при увольнении работника сканирование по идентификатору безопасности позволяет быстро обнаружить и удалить принадлежащие ему файлы.

10.2.9.3 Оптимизация проверки списков управления доступом

Файловая система NTFS в Windows NT 4.0 сохраняла списки управления доступом (ACL) отдельно для каждого файла и каталога. Если пользователю принадлежало 50 файлов, идентичные списки управления доступом потенциально могли сохраняться 50 раз, по одному разу в каждом файле. Файловая система NTFS в Windows 2000 сохраняет списки управления доступом в каталоге и проводит индексацию этих списков. Другими словами, в описанном случае список управления доступом будет, сохранен один раз, а каждый из 50 файлов получит «указатель», который дает возможность определить необходимый список управления доступом.

Описанный метод позволяет обеспечить массовую проверку списков управления доступом службой индексирования. Если пользователь осуществляет поиск файлов, служба индексирования создает список файлов. Перед возвратом списка пользователю проводится проверка ACL и удаление из списка всех файлов, к которым пользователь не имеет доступа. Таким образом, пользователь получит список только тех файлов, на доступ к которым у него есть разрешение.