Динамические диски.

Динамические диски.

Динамические диски, начиная еще с Windows 2000, стали использоваться для создания новых составных томов. За поддержку динамических дисков отвечала подсистема диспетчера логических дисков (Logical Disk Manager - LDM), состоящая из компонентов пользовательского режима и драйверов устройств. Фирма Microsoft лицензировала LDM y компании VERITAS Software, которая изначально разработала технологию LDM для UNIX-систем. Microsoft и VERITAS перенесли LDM в Windows, благодаря чему эта операционная система получила более надежную, отказоустойчивую схему разбиения диска на разделы и средства поддержки составных томов. Главное различие между схемами разбиения на разделы в LDM и MSDOS было в том, что LDM поддерживает одну унифицированную базу данных, где хранится информация о разделах на всех динамических дисках системы, в том числе сведения о конфигурации составных томов. UNIX-версия LDM поддерживает и дисковые группы, поэтому, все динамические диски, включаемые системой в группу, используют общую базу данных. Коммерческое программное обеспечение VERITAS для управления логическими дисками в Windows 2000 поддерживает создание только одной дисковой группы.
База данных LDM размещается в зарезервированном пространстве (размером 1 Мбайт) в конце каждого динамического диска. Именно поэтому Windows 2000 уже требовала свободного места в конце базового диска при его преобразовании в динамический. Данные о разбиении динамического диска на разделы находились в базе данных, но LDM реализовала и таблицу разделов в стиле MSDOS, чтобы унаследованные утилиты обслуживания дисков, включая работающие в средах с двухвариантной загрузкой, могли нормально работать. LDM-разделы не описываются таблицей разделов MSDOS и их поэтому называли "нежесткими", a разделы MSDOS - "жесткими".
LDM создавала таблицу разделов MSDOS и для того, чтобы загрузочный код Windows мог найти системный и загрузочный тома, даже если они находятся на динамических дисках (программа Ntldr не работает с LDM-разделами).
Если диск содержал системный и/или загрузочный тома, они описывались как жесткие разделы в таблице разделов MSDOS. Иначе один жесткий раздел должен был начинаться с первого цилиндра диска (обычно это 63 сектора) и продолжаться до начала базы данных LDM. LDM помечал его как раздел типа "LDM" - нового типа MSDOS-раздела, поддерживаемого Windows. В этом пространстве, определенном как раздел MSDOS, LDM создает нежесткие разделы, организуемые базой данных LDM (рис. 1).

Рис. 1

База данных LDM состоит из четырех областей (рис. 3) :
- сектор заголовка, называемый в LDM "Private Header",
- таблица оглавления,
- записи базы данных,
- журнал транзакций (пятый раздел на рис. 2 - просто зеркальная копия Private Header).

Рис. 2

Сектор Private Header находится за 1 Мбайт до конца динамического диска и является границей базы данных. В Windows 2000 для идентификации практически всех объектов уже использовались GUID, и диски не составляли исключения. GUID - это 128-битное число, применяемое различными компонентами Windows, для уникальной идентификации объектов. LDM назначает GUID каждому динамическому диску, а сектор Private Header регистрирует GUID динамического диска, на котором он находится, поэтому данные в Private Header относятся исключительно к конкретному диску. Private Header также хранит имя дисковой группы, которое формируется конкатенацией имени компьютера и строки Dg0 (если имя компьютера - Jusan, то имя дисковой группы - JusanDg0), и указатель на начало таблицы оглавления базы данных. (LDM в Windows 2000 поддерживал только одну дисковую группу, поэтому ее имя всегда оканчивалось на Dg0). Для надежности LDM поддерживает копию Private Header в последнем секторе диска.
Таблица оглавления занимает 16 секторов и содержит информацию о структуре базы данных. Область записей базы данных LDM начинается с сектора заголовка записей базы данных сразу за таблицей оглавления. В этом секторе хранится информация об области записей базы данных, включая число присутствующих в ней записей, имя и GUID дисковой группы, к которой относится база данных, и идентификатор последовательности, используемый LDM для создания следующего элемента в базе данных. Секторы, следующие за сектором заголовка записей, содержат записи фиксированного размера (по 128 байт) с описанием разделов и томов дисковой группы.
Элементы базы данных могут быть четырех типов: раздел (partition), диск (disk), компонент (component) и том (volume). Типы элементов определяют три уровня описания томов. LDM связывает элементы базы данных с помощью внутренних идентификаторов объектов. На самом нижнем уровне элементы разделов (partition entries) описывают нежесткие разделы, которые являются непрерывными областями на диске; идентификаторы, хранящиеся в элементе раздела, связывают его с элементами компонентов и дисков. Элемент диска (disk entry) представляет динамический диск в составе группы и включает его GUID. Элемент компонентa служит связующим звеном между одним или несколькими элементами разделов и элементом тома, с которым сопоставлен каждый раздел. Элемент тома хранит GUID этого тома, его суммарный размер, информацию о состоянии и букву диска. Элементы дисков, размер которых превышает размер одной записи, занимают несколько записей, элементы разделов, компонентов и томов редко занимают больше одной записи.
Простой том в LDM описывается тремя элементами: раздела, компонента и тома. На рис. 3 показано содержимое простой базы данных LDM, которая определяет один том размером 300 Мбайт, состоящий из одного раздела.

Рис. 3.

Для составных томов требуется более трех элементов. Например, чередующийся том состоит минимум из двух элементов разделов, элемента компонента и элемента тома. Единственный том, который включает более одного элемента компонента, - зеркальный. Зеркальные тома включают два элемента компонентов, каждый из которых представляет половину зеркального тома. Если зеркальный том разбивается на разделы, LDM может разделить его на уровне компонентов, создав два тома, в каждом из которых будет по одному элементу компонента. Поскольку простой том требует три элемента, а база данных размером в 1 Мбайт вмещает около 8000 элементов (эффективный верхний предел числа томов, которое можно было создать в системе еще на Windows 2000, равен примерно 2500).

Последняя область базы данных LDM была отведена под журнал транзакций. Она состоит из нескольких секторов, предназначенных для хранения резервной копии информации базы данных в процессе ее изменения. Такая схема гарантирует целостность базы данных даже в случае краха системы или сбоя электропитания, поскольку LDM может восстановить согласованное состояние базы данных на основе журнала транзакций.