Пулы носителей. Управление файлами и дисками

Пулы носителей

Пул носителей- это логический набор однотипных носителей, применительно к которому действуют одинаковые атрибуты и свойства, назначаемые при управлении -носителями. Каждый носитель в системе съемных ЗУ принадлежит к пулу носителей, и каждый пул содержит только однотипные устройства (только ленты или только диски, но не то и другое одновременно). Приложения используют пулы носителей для получения доступа к конкретным носителям в пределах конкретной библиотеки. Использование пулов носителей позволяет определить набор свойств, применимых ко всем носителям в пределах логической группировки. Эта возможность очень полезна, т. к. система съемных ЗУ позволяет множеству приложений совместно использовать одни и те же носители в пределах одной библиотеки. Одна библиотека может содержать носители из различных пулов носителей, каждый из которых имеет свои свойства. Любой пул носителей может охватывать несколько библиотек. Кроме того, система съемных ЗУ позволяет создавать на базе пулов носителей иерархические структуры.

Типы пулов носителей. Существуют следующие стандартные типы пулов носителей:

	Пулы неопознанных носителей, которые содержат пустые (новые) носители и носители, не распознаваемые системой съемных ЗУ. Вставив новый носитель, немедленно переместите его в пул свободных носителей, чтобы носитель мог использоваться приложениями. Носители, находящиеся в пуле неопознанных носителей, могут быть смонтированы, размонтированы или перемещены в пул свободных носителей. Когда неопознанные носители извлекаются из оперативной или независимой библиотеки, они автоматически удаляются из базы данных съемных ЗУ.
	Пулы импортированных носителей - содержат носители, которые система съемных ЗУ может распознать, но которые не зарегистрированы в текущей базе данных съемных ЗУ. Например, таким носителем может быть носитель, взятый из другого филиала предприятия. Носители, находящиеся в пуле импортированных носителей, могут быть перемещены в пул свободных носителей для повторного использования.
	Пулы свободных носителей - содержат носители, на текущий момент не выделенные приложениям, и не содержат активных или полезных данных. Пулы свободных носителей действуют как буферы для прикладных пулов носителей (по аналогии с временной записью заметок на черновиках с последующим их переносом, например, в отчет). Исходная информация при этом остается на черновике, и может быть использована повторно. Пулы носителей можно сконфигурировать либо так, чтобы автоматически перемещать носители из пула свободных носителей, когда в пуле носителей конкретного приложения нет доступных носителей, либо так, чтобы перемещать носители из одного пула в другой только вручную.
	Пулы носителей для приложений - создаются и используются конкретными приложениями, в задачи которых входит управление данными. Пулы носителей для приложений определяют, к каким носителям может получать доступ конкретное приложение. Кроме того, они задают свойства для носителей. Носители, находящиеся в пуле носителей конкретного приложения, управляются этим приложением или администратором. Приложение может использовать несколько пулов носителей, а несколько приложений могут совместно использовать один и тот же пул. Например, программа архивации (Backup) может использовать один пул носителей для выполнения полного резервного копирования, и другой - для инкрементного резервного копирования.

Классы пулов носителей. Система съемных ЗУ поддерживает два класса пулов носителей: системные и прикладные.

Пул носителей≈ это логический набор однотипных носителей, применительно к которому действуют одинаковые атрибуты и свойства, назначаемые при управлении -носителями. Каждый носитель в системе съемных ЗУ принадлежит к пулу носителей, и каждый пул содержит только однотипные устройства (только ленты или только диски, но не то и другое одновременно). Приложения используют пулы носителей для получения доступа к конкретным носителям в пределах конкретной библиотеки. Использование пулов носителей позволяет определить набор свойств, применимых ко всем носителям в пределах логической группировки. Эта возможность очень полезна, т. к. система съемных ЗУ позволяет множеству приложений совместно использовать одни и те же носители в пределах одной библиотеки. Одна библиотека может содержать носители из различных пулов носителей, каждый из которых имеет свои свойства. Любой пул носителей может охватывать несколько библиотек. Кроме того, система съемных ЗУ позволяет создавать на базе пулов носителей иерархические структуры.

Типы пулов носителей. Существуют следующие стандартные типы пулов носителей:

Пулы неопознанных носителей, которые содержат пустые (новые) носители и носители, не распознаваемые системой съемных ЗУ. Вставив новый носитель, немедленно переместите его в пул свободных носителей, чтобы носитель мог использоваться приложениями. Носители, находящиеся в пуле неопознанных носителей, могут быть смонтированы, размонтированы или перемещены в пул свободных носителей. Когда неопознанные носители извлекаются из оперативной или независимой библиотеки, они автоматически удаляются из базы данных съемных ЗУ.
Пулы импортированных носителей ≈ содержат носители, которые система съемных ЗУ может распознать, но которые не зарегистрированы в текущей базе данных съемных ЗУ. Например, таким носителем может быть носитель, взятый из другого филиала предприятия. Носители, находящиеся в пуле импортированных носителей, могут быть перемещены в пул свободных носителей для повторного использования.
Пулы свободных носителей ≈ содержат носители, на текущий момент не выделенные приложениям, и не содержат активных или полезных данных. Пулы свободных носителей действуют как буферы для прикладных пулов носителей (по аналогии с временной записью заметок на черновиках с последующим их переносом, например, в отчет). Исходная информация при этом остается на черновике, и может быть использована повторно. Пулы носителей можно сконфигурировать либо так, чтобы автоматически перемещать носители из пула свободных носителей, когда в пуле носителей конкретного приложения нет доступных носителей, либо так, чтобы перемещать носители из одного пула в другой только вручную.
Пулы носителей для приложений ≈ создаются и используются конкретными приложениями, в задачи которых входит управление данными. Пулы носителей для приложений определяют, к каким носителям может получать доступ конкретное приложение. Кроме того, они задают свойства для носителей. Носители, находящиеся в пуле носителей конкретного приложения, управляются этим приложением или администратором. Приложение может использовать несколько пулов носителей, а несколько приложений могут совместно использовать один и тот же пул. Например, программа архивации (Backup) может использовать один пул носителей для выполнения полного резервного копирования, и другой ≈ для инкрементного резервного копирования.

Системные пулы носителей (system media pools). Система съемных ЗУ создает по одному пулу свободных носителей, нераспознанных носителей и импортному пулу для каждого типа носителей.
Прикладные пулы носителей создаются для конкретных приложений по управлению данными (или самими этими приложениями). Таких пулов в системе съемных ЗУ может быть произвольное количество. Выделенный носитель (allocated media, т. е. носитель, зарезервированный за конкретным приложением) не может быть перемещен из пула в пул.

Дисковые пространства (Storage Spaces) – штатная функция Windows 8, 8.1 и 10, которая позволяет объединить несколько жестких дисков или твердотельных накопителей в единый пул хранения. Функция поддерживает диски, подключенные через любой интерфейс (ATA, SATA, SAS или USB), и позволяет объединить диски, которые отличаются по размеру.

Storage Spaces обеспечивают некоторый уровень отказоустойчивости – если один диск в пуле выйдет из строя, никакие данные не потеряются, а неисправный диск можно будет легко заменить. В определенной степени эта функция идентична RAID (избыточный массив независимых дисков) уровня 1 («зеркало») и 5 (чередование с распределенной четностью), но в отличие от RAID дисковые пространства позволяют объединить диски любого типа и размера. Однако если вы уже используете аппаратный или программный RAID-массив, то переход на дисковые пространства не имеет никакого смысла, поскольку никаких преимуществ с точки зрения защиты данных или производительности вы не получите.

Дисковые пространства можно использовать для хранения и , временных (в случае использования простого дискового пространства без устойчивости) или действительно важных файлов (в случае использования двухстороннего зеркала или четности). Функция работает с дисками в формате NTFS, позволяет задать особые разрешения для файлов и папок или включить шифрование содержимого (BitLocker тоже поддерживается). Windows 8/8.1/10 распознают новую файловую систему ReFS, поэтому в процессе создания дискового пространства можно выбрать и этот формат.

В отличие от традиционных дисков, Storage Spaces не нужно дефрагментировать. Использовать на них проверку диска также нет необходимости. В случае каких-либо проблем Windows немедленно об этом уведомит. Если один из физических дисков будет поврежден, просто отключите его, попробуйте восстановить и снова добавьте в пул, если с ним все в порядке.

Если объединить диски со схожими характеристиками производительности (например, два одинаковых внутренних жестких диска), то общая скорость чтения файлов заметно увеличится, тогда как скорость записи немного упадет. При объединении внутренних и внешних дисков скорость чтения и записи будет немного выше, чем у самого медленного диска в пуле хранения.

Хотя Windows 8, 8.1 и 10 позволяют смешивать диски разных размеров, рекомендуется использовать диски одного объема, дабы не тратить дисковое пространство впустую. Например, подключив один диск на 300 Гб и один на 750 Гб в двухстороннее зеркало, вы получите дисковое пространство (виртуальный диск) объемом 525 Гб. Расчет таков: (300+750)/2 – для обеспечения отказоустойчивости будет доступна только половина от общего дискового пространства при использовании двухстороннего зеркала. Остальное пространство будет использоваться для резервирования данных. Но поскольку зеркалирование подразумевает собой, что все диски в пуле хранения содержат одинаковые данные, то реально используемое пространство будет ограничено 300 Гб (наименьший физический диск в пуле просто не может хранить больше данных). Это означает, что дополнительные 450 Гб на диске 750 Гб использоваться не будут, и вы не сможете хранить более 300 гигабайт информации, если не добавите диск(и) с емкостью, которой будет достаточно для обеспечения отказоустойчивости на случай выхода из строя самого большого диска. Конечно, можно убрать мелкие диски и заменить их более вместительными позже – но только по одному за раз, чтобы избежать потери данных.

Диски Storage Spaces могут быть без проблем подключены (в любом порядке) к любому другому компьютеру с Windows 8/8.1/10, но более ранние версии Windows не поддерживают дисковые пространства – для них это нераспознанный раздел.

Наконец, важно отметить, что системный диск (на котором установлена операционная система) не может быть добавлен в дисковое пространство.

Как создать дисковое пространство

Для создания дискового пространства требуется по крайней мере два физических жестких диска (системный диск с Windows не в счет) или твердотельных накопителя (SSD). USB-флэшки или карты памяти для этой цели не годятся.

Можно использовать как форматированные, так и неформатированные диски, так как при создании пула хранения выбранные диски в любом случае будут подвергнуты форматированию. Поэтому убедитесь, что на них нет ничего важного. Смотрите, я вас предупредил!

Открываем Панель управления и переходим в Система и безопасность\Дисковые пространства .

Жмем «Создать новый пул и дисковое пространство».

В окне выбора дисков, как уже было сказано выше, вы увидите и форматированные, и неформатированные диски, если таковые подключены (кроме системного диска, конечно).

В том случае, если система не сможет обнаружить подходящих дисковых устройств, вы увидите такое сообщение:

Итак, отмечаем диски, из которых хотим образовать пул хранения и жмем кнопку «Создать пул». Опять же, имейте в виду, что все данные на выбранных дисках будут уничтожены раз и навсегда.

В разделе «Устойчивость» представлены следующие типы устойчивости:

Простой (без устойчивости) – требует по крайней мере один диск и не обеспечивает никакой защиты данных. Несколько дисков используются как один большой диск. При выходе из строя одного диска будут потеряны все данные, которые хранятся в дисковом пространстве. Этот тип похож на RAID уровня 0 (чередование) и увеличивает скорость чтения и записи. Такое дисковое пространство годится разве что для хранения больших временных файлов.
Двухстороннее зеркало – требует не менее двух дисков, увеличивает производительность чтения и защищает от отказа одного из дисков. Это своего рода аналог RAID уровня 1 (зеркалирование) и наиболее используемый вариант.
Трехстороннее зеркало – аналог RAID уровня 10, увеличивающий скорость чтения данных и защищающий от одновременного отказа двух дисков. Для данного типа устойчивости требуется не менее пяти дисков.
Четность – требует не менее трех дисков и защищает от сбоя одного из дисков. Скорость чтения в данном случае ниже, чем при использовании зеркалированных дисков. Этот тип предназначен для больших файлов, которые изменяются не часто – видео, например.

В разделе «Размер» задается максимальный размер дискового пространства. Поле «Размер (максимум)» заполняется автоматически в зависимости от выбранного типа отказоустойчивости: при выборе двухстороннего зеркала будет отображена половина от общей емкости пула (сумма дискового пространства всех подключенных дисков); при выборе трехстороннего зеркала или четности итоговым максимальным размером будет, соответственно, одна треть или две трети от общей емкости дискового пространства.

При желании в поле «Размер (максимум)» можно установить значение гораздо больше отображаемого, поскольку функция предусматривает добавление дисков при нехватке емкости. Однако уменьшение размера дискового пространства не поддерживается.

Определившись с типом устойчивости и размером пула, жмем «Создать дисковое пространство».

Этот процесс займет некоторое время.

Затем дисковое пространство появится в проводнике, как и любой жесткий диск.

Управление дисковыми пространствами

Управление дисковыми пространствами осуществляется из того же окна, в котором они создаются. Если команды управления недоступны, в первую очередь жмем кнопку «Изменить параметры» в правом верхнем углу окна. После этого все они станут активны.

В окне «Изменение дискового пространства» можно изменить название и букву диска. Размер дискового пространства можно только увеличить, обратная процедура не поддерживается. Невозможен и выбор другого типа устойчивости.

Можно также переименовать пул носителей и физические диски. Соответствующие команды находятся в главном окне дисковых пространств.

Для расширения дискового пространства можно подключить новый диск(и). Для этого жмем «Добавить диски» и выбираем дисковые устройства. Помните, что выбранные диски будут отформатированы и все данные на них будут потеряны .

Удаление дисков из дискового пространства

Чтобы удалить из дискового пространства вышедший из строя, отключенный или более ненужный диск, находим его в раскрывающемся списке «Физические диски», жмем ссылку «Удалить» напротив него и подтверждаем удаление.

Имейте в виду, что не все диски можно удалить – если какой-то из дисков не имеет команды «Удалить», значит, он важен для работы всего дискового пространства.

В некоторых случаях можно столкнуться с ошибкой «Невозможно удалить диск из пула. Диск не может быть удален, потому что не все данные могут быть перераспределены. Добавьте дополнительный диск в пул и повторите операцию» . Обычно это означает, что у остальных дисков в пуле слишком мало свободного места, чтобы поддержать удаление этого диска.

Удаление дискового пространства и пула носителей

Дисковое пространство можно удалить, если оно больше не нужно, или если нужно изменить его тип устойчивости. Вместе с удалением дискового пространства удаляются и все хранящиеся на нем данные , так что не забывайте об этом.

Вот как это делается: в раскрывающемся списке «Дисковые пространства» находим то, которое собираемся удалить (если у нас их несколько) и жмем «Удалить».

Подтверждаем удаление.

Удалив все дисковые пространства, можно удалить и пул носителей. После этого все диски, включенные в пул, станут отображаться как отдельные диски.

Кстати, один пул носителей может содержать несколько дисковых пространств, если в пуле достаточно места.

Отличного Вам дня!

18.01.2013 Роберт Митчелл

Пользовательский интерфейс Storage Spaces and Pools реализован в программе Storage Spaces панели управления (в Windows 8) и в Server Manager (в Server 2012); также можно использовать команды PowerShell (в обеих операционных системах). По большей части эта статья относится к интерфейсу Server Manager. Версия клиента Windows 8 упрощена и заметно отличается по внешнему виду. Однако базовая технология везде одинаковая.

Новые версии Windows располагают расширенными возможностями хранения данных. В Windows Server 2012 и Windows 8 появилась функция под названием Storage Spaces and Pools, обеспечивающая пользователям ряд новых возможностей, в том числе:

метод построения виртуальных хранилищ данных;
функциональность RAID, ранее доступная только в дорогостоящем оборудовании;
тонкая подготовка;
управление с использованием сценариев через PowerShell;
избыточные копии данных, которые можно применять для устранения неполадок файловой системы;
интеграция с общими томами кластера (CSV).

Поддерживаемые хранилища данных

Storage Spaces and Pools можно разместить на разнообразных аппаратных средствах. Поддерживаемые типы шин: Universal Serial Bus (USB), Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS).

Storage Spaces and Pools можно использовать в сочетании с логическими устройствами (LUN) через канал Fibre Channel или iSCSI, однако такая конфигурация не поддерживается. Пользователям высокоуровневых решений хранения данных следует обратиться к соответствующим поставщикам, чтобы в полном объеме задействовать имеющуюся функциональность. Компонент Storage Spaces and Pools ориентирован на менее дорогостоящие решения, чтобы предоставить функциональность, недоступную иными способами.

Создание пула и дискового пространства

Пул - просто логическая группа физических дисков, а дисковое пространство (storage space) - виртуальный диск, который можно использовать как физический. Поэтому создание дискового пространства с помощью Storage Spaces and Pools - двухэтапный процесс. Сначала создается пул; затем выделяется дисковое пространство, именуемое виртуальным диском в Windows Server. Не путайте виртуальные диски Storage Spaces and Pools с файлами Virtual Hard Disk (VHD) или VHDX. Термины похожи, но сами компоненты не имеют между собой ничего общего.

С помощью интерфейса Server Manager можно создать работоспособный пул. Отправной точкой становится пул по умолчанию, называемый исходным пулом, представляющий собой просто список физических дисков, присоединенных к компьютеру, которые могут быть объединены в пул. Исходный пул не считается работоспособным. Мастер запрашивает имя пула и добавляемые физические диски. Созданный пул отображается в интерфейсе Server Manager. Обратите внимание, что хотя в Windows можно сформировать множество пулов, не рекомендуется создавать больше четырех. Для выполнения этой же операции предназначен сценарий PowerShell из трех строк:

$stsubsys = (Get-StorageSubsystem) $physd = (Get-PhysicalDisk PhysicalDisk1, PhysicalDisk2, PhysicalDisk3, PhysicalDisk4) New-StoragePool -FriendlyName MyPool1 -StorageSubsystemFriendlyName $stsubs.FriendlyName -PhysicalDisks $physd

Подготовив пул, можно создать виртуальный диск (называемый дисковым пространством в Windows 8). Мастер запрашивает имя пула хранения, имя виртуального диска, тип структуры хранилища, тип подготовки (тонкая или фиксированная) и размер виртуального диска. Подробнее это будет рассмотрено в следующем разделе, но после завершения работы мастера вы увидите виртуальный диск, показанный на приведенном экране. Для выполнения этой же операции предназначен следующий сценарий PowerShell:

New-VirtualDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool1 -FriendlyName MyVirtualDisk -ResiliencySettingName Mirror -UseMaximumSize

Данный виртуальный диск можно использовать точно так же, как физический. Его можно настроить как раздел Master Boot Record (MBR) или GUID Partition Table (GPT).

Правила выбора

При создании виртуального диска нужно определить три основные характеристики: тип структуры хранилища (простая, зеркальная, с контролем по четности), тип подготовки (тонкий или фиксированный) и размер виртуального диска. Другие параметры, например имя пула или имя виртуального диска, произвольны.

Структура. Структура хранилища - это всего лишь тип RAID, который предстоит использовать. Можно выбрать Simple (RAID 0 или чередующийся набор без контроля четности), Mirror (RAID 1) или Parity (RAID 5 или чередующийся набор с контролем четности). Можно создать простой набор из одного или нескольких физических дисков пула. Для наборов с контролем четности требуется не менее трех дисков в пуле. Наконец, зеркальные наборы можно создать с использованием не менее двух физических дисков для двустороннего зеркалирования и не менее пяти физических дисков для трехстороннего зеркалирования.

Тип подготовки. Выбор между тонкой и фиксированной подготовкой определяет, нужно ли заранее выделять все сектора, задействованные в виртуальном диске, или следует сопоставлять их с физическими секторами в зависимости от меняющихся со временем потребностей. Размер виртуального диска в режиме фиксированной подготовки ограничивается величиной доступных физических дисков в пуле. Но если выбрать тонкую подготовку, можно указать больший размер физически доступного пространства. По мере необходимости можно пополнять пул физическими дисками.

Размер виртуального диска. Размер виртуального диска зависит от выбранного типа подготовки, структуры хранилища и размера используемых физических дисков. Если планируется создать всего один виртуальный диск в пуле, можно просто выбрать параметр Maximum size (максимальный размер). Обратите внимание, что параметр Maximum size затенен, если выбрана тонкая подготовка.

Дополнительные сведения о тонкой подготовке

Тонкая подготовка - технология своевременного выделения блоков памяти по мере необходимости. При фиксированной подготовке физические блоки выделяются виртуальному диску независимо от того, будут они использованы или нет. При тонкой подготовке только используемые блоки сопоставляются с физическими блоками. Это позволяет подготовить виртуальный диск гораздо большего размера, чем в фиксированном варианте. Если виртуальный диск подходит к пределу сопоставления физических блоков, можно добавить новые физические диски.

Преимущество тонкой подготовки - гибкость дискового пространства. Если вам нужен виртуальный диск на 10 Тбайт, не обязательно заранее обеспечивать для него физическое пространство. Можно подготовить тонкий виртуальный диск размером 10 Тбайт и добавлять физические диски по мере надобности. Эффективность этого подхода еще более повышается благодаря усовершенствованиям NTFS, обеспечивающим восстановление пространства после удаления или оптимизации файлов. Windows также оптимизирована для более эффективной работы с решениями хранения данных высокого уровня, располагающих функциями тонкой подготовки. В частности, это возможность задействовать неиспользуемые сектора, как это делает Storage Spaces and Pools.

Принципы архитектуры

Рассмотрим, что происходит во внутренних механизмах, чтобы получить описанные результаты. На рисунке 1 показан стек хранилища Windows. Драйвер SSP (SpacePort.sys) подключается непосредственно выше Partition Manager (Partmgr.sys). Когда в пул вводится физический диск, на нем создается раздел и физический диск скрывается из интерфейса пользователя. На следующем шаге из пула вырезается виртуальный диск, затем этот виртуальный диск вновь представляется в интерфейсе пользователя как логический диск. Физические диски по-прежнему видны в диспетчере устройств, но новое устройство Microsoft Storage Space Device также указано для каждого созданного виртуального диска.

На рисунке 2 показано, как будут выглядеть разделы на физических дисках (как унаследованные MBR-диски, так и диски с использованием схемы GPT.) Небольшая область раздела будет выделена для хранения метаданных для Storage Spaces and Pools. Основная часть раздела будет использоваться для хранения данных файлов. После того, как создан виртуальный диск, его можно настроить как MBR или GPT, а затем использовать как обычный физический диск. Его можно представить в формате NTFS или новой системы Resilient File System (ReFS) компании Microsoft.

Дополнительные параметры

В целях повышения производительности можно выполнить более глубокую настройку Storage Spaces and Pools. Полезно изучать эти настройки, добавляя физические диски к существующему виртуальному диску. В частности, функция Storage Spaces and Pools в Windows 8 отличается простотой использования, но если вы хотите расширить возможности управления хранением данных, то в Storage Spaces and Pools для этого есть все необходимое.

Доступ к большинству углубленных настроек можно получить через команду PowerShell под названием New-VirtualDisk. Интерес представляют элементы NumberOfColumns (указывает число создаваемых столбцов), NumberOfDataCopies (указывает число создаваемых копий данных) и ResiliencySettingName (указывает имя требуемого параметра устойчивости - например, Simple, Mirror или Parity).

Число столбцов. На рисунке 3 показана диаграмма, состоящая из трех дисков. Диски делятся на блоки. При чередовании между дисками можно выполнять запись на каждый диск одновременно. В технологии RAID этот метод известен как чередующийся набор без контроля четности. Приблизительно это и происходит на виртуальном диске с «простой» структурой.

Каждый физический диск - столбец в виртуальном диске. Чем больше физических дисков доступно при создании виртуального диска, тем больше будет столбцов и возможных одновременных операций записи. Аналогичная ситуация с наборами с контролем четности. Чем больше физических дисков в начальный момент, тем больше столбцов в виртуальном диске. Единственное различие заключается в потере части пространства, отводимого для хранения разрядов четности. Благодаря возможностям масштабирования Windows можно использовать до восьми столбцов при создании виртуального диска (даже если это делается с использованием PowerShell).

Элемент, используемый для управления столбцами - NumberOfColumns. Ниже приводится пример ручного управления этим элементом и элементом ResiliencySettingName. Следующая команда формирует виртуальный диск с тремя столбцами:

New-VirtualDisk -FriendlyName NewVDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool -NumberOfColumns 3 -ResiliencySettingName simple -UseMaximumSize

Рисунок 3. Простая структура

Объединение столбцов с копиями данных. Копия данных - это именно копия данных. Если избыточность существует в виде автономного экземпляра, то у вас будет больше одной копии данных. В противном случае копия единственная.

* Простое пространство с единственной копией.

* Зеркальные пространства с двумя или тремя копиями.

* Пространства с контролем четности имеют всего одну копию.

Только зеркальное пространство имеет полную копию экземпляра данных, как показано на рисунке 4. Отказоустойчивость пространства с контролем четности достигается за счет того, что не используется полностью отдельный экземпляр данных. Поэтому имеется лишь единственная копия данных. В трехстороннем зеркале существует три копии данных. Недостаток дополнительной копии данных заключается в необходимости выполнять запись несколько раз. В результате зеркальные пространства работают медленнее при выполнении записи. Один из недостатков зеркалирования - увеличение времени записи из-за необходимости записывать одни и те же данные несколько раз.

При наличии достаточного дискового пространства можно отчасти компенсировать снижение скорости записи, применяя чередование внутри каждой копии данных. В примере на рисунке 5 четыре физических диска используются для формирования зеркального пространства. Поэтому внутри каждой копии данных можно вести запись одновременно на два диска. Число столбцов в зеркальных пространствах, созданных в графическом интерфейсе, может достигать четырех (на копию данных), но в зеркальных пространствах, созданных с использованием PowerShell, может быть больше четырех столбцов (обратите внимание, что приведено только число столбцов для каждой копии данных).

Можно использовать элемент New-VirtualDisk (NumberOfDataCopies), чтобы задать число копий данных. В качестве примера взгляните на следующую команду PowerShell, которая создает двухстороннее зеркальное пространство с шестью столбцами, как на рисунке 6.

New-VirtualDisk -FriendlyName NewVDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool -NumberOfColumns 6 -NumberOfDataCopies 2 -ResiliencySettingName mirror -UseMaximumSize

Дополнительные сведения о столбцах

Число столбцов в дисковых пространствах обычно соответствует числу физических дисков, имеющихся при создании виртуального диска. Число столбцов может быть меньше числа дисков, но не больше. Столбцы важны, так как показывают число дисков, к которым можно обратиться одновременно. Например, на рисунке 7 мы видим два простых пространства. В обоих используется два диска, но в левом используется один столбец, а в правом - два. Для простого пространства справа можно одновременно выполнять операции ввода-вывода, теоретически увеличивая скорость вдвое.

Рисунок 7. Два простых пространства

Число столбцов, используемое в дисковом пространстве, задается при создании пространства. В графическом интерфейсе назначается максимально возможное число столбцов. Здесь действует следующая логика:

* если пространство создано с помощью интерфейса пользователя, максимальное число столбцов - восемь;

* при использовании команды New-VirtualDisk можно установить значение NumberOfColumns больше восьми;

* в пространствах с контролем четности больше восьми столбцов (даже при использовании PowerShell).

Добавление пространства

Добавление дискового пространства к уже существующему может быть делом нелегким. На рисунке 8 было создано простое пространство с использованием двух физических дисков. Если нужно расширить виртуальный диск, необходимо сначала добавить физический диск к пулу носителей, если таковой был недоступен. Но если попытаться расширить виртуальный диск после того, как диск добавлен, вы потерпите неудачу. Ошибка указывает, что не существует физических ресурсов, обеспечивающих добавление пространства к виртуальному диску, даже если пул дополнен новым чистым диском.

Рисунок 8. Одно простое пространство, созданное с двумя физическими дисками

Проблема заключается в количестве столбцов. Windows должна придерживаться той же модели чередования, которая использовалась при создании пространства. Нельзя просто добавить столбец. Если бы такое было возможно, терялись бы все преимущества чередования, когда заполняются два первоначальных диска. Кроме того, нельзя пристроить новый диск к одному из имеющихся столбцов снизу (в сущности, по тем же причинам). Для расширения виртуального диска нужно добавить столько дисков, чтобы их число равнялось или превышало число столбцов в указанном виртуальном диске. В результате чередование продолжается первоначально заданным способом. То же относится к простым пространствам и пространствам с контролем четности. Число добавляемых дисков должно быть равным или больше числа столбцов в виртуальном диске.

Работая с зеркальными пространствами, необходимо принимать во внимание как число столбцов, так и число копий данных. Например, двухстороннее зеркало, созданное с использованием четырех физических дисков, будет выглядеть так, как показано на рисунке 9. NumberOfDataCopies равен 2, и NumberOfColumns равен 2. Число дисков, необходимое для расширения этого виртуального диска вычисляется по следующей формуле:

NumberOfDataCopies * NumberOfColumns 2 * 2 = 4

Четыре физических диска необходимо для расширения тестового пространства, см. рисунок 10. Ту же формулу можно использовать для простых пространств и пространств с контролем четности. Однако значение NumberOfDataCopies всегда равно 1 для обеих структур.

Рисунок 10. Четыре физических диска, расширяющих тестовое пространство

Определение числа копий данных и столбцов

Если неизвестно число копий данных и/или столбцов, имеющихся в виртуальном диске, то несложно найти ответ, выяснив значения NumberOfColumns и NumberOfDataCopies с помощью графического интерфейса. Команда PowerShell принесет ту же информацию:

Get-VirtualDisk -FriendlyName MyVirtualDisk | ft FriendlyName, NumberOfColumns, NumberOfDataCopies ReFS на зеркале

· Отметим дополнительное преимущество зеркал Storage Spaces and Pools. В данной статье уже упоминалось о новой файловой системе Microsoft, ReFS. В случае порчи файлов или метаданных в ReFS операционная система может использовать избыточную копию с другой стороны зеркала для устранения ошибок. Это возможно отчасти благодаря контрольным суммам как данных, так и метаданных в ReFS.

Мощная функциональность хранения данных

Благодаря Storage Spaces and Pools в распоряжение обладателей систем хранения данных начального и среднего уровня предоставляется функциональность, которая в противном случае была бы недоступна. Ее легко настроить; возможна углубленная настройка для желающих задействовать дополнительные параметры, а файловая система ReFS приобретает дополнительную устойчивость. Storage Spaces and Pools обеспечивает тонкую подготовку, и как большинство компонентов Server 2012 и Windows 8, может управляться сценариями с использованием PowerShell. Думаю, это будет самое востребованное из всех новшеств Windows, относящихся к хранению данных.

Все носители включаются в один из пулов носителей ,то есть в набор носителей с определенными атрибутами, включая тип носителей и политики управления. Пулы носителей имеют иерархическую структуру, которая начинается с класса пулов носителей. Имеется два класса.

Пулы носителей приложений (Application) . Создаются программными приложениями в целях группирования и отслеживания носителей. В Windows Server 2003 для Backup и Remote Storage поддерживаются свои пулы носителей.
Системные пулы носителей (System) . Создаются и управляются с помощью RSM и включают следующие пулы носителей: Неопознанные (Unrecognized), Свободные (Free) и Импортированные (Import).

Носители можно перемещать из одного пула носителей в другой, и это всегда осуществляется с помощью RSM. Пул носителей может содержать носители или другие пулы носителей, но не может одновременно содержать носители и другие пулы; это либо одноуровневая структура, либо иерархическая структура. Например, пул типа Free может содержать пулы носителей для каждого типа носителей, но не может содержать иерархическую структуру пулов носителей типа Free.

Библиотека может содержать носители из различных пулов носителей, и один пул носителей может использоваться с несколькими библиотеками.

Пулы неопознанных носителей

Пулы неопознанных носителей (Unrecognized) содержат носители, которые не может распознать RSM. Обычно это совершенно пустой носитель, который еще не получил свой идентификатор от RSM (это происходит при вставке носителя в библиотеку). Но если носитель содержит идентификатор, который не может прочитать или "понять" RSM, то он тоже включается в пул Unrecognized. Носители, находящиеся в пуле Unrecognized, не включаются в список базы данных RSM и поэтому недоступны для приложений.

Пулы свободных носителей

Пулы свободных носителей (Free) содержат носители, которые на данный момент не используются приложениями. Такой носитель доступен для использования любым приложением, которому он требуется. Предполагается, что любые данные на таком носителе не нужны, поскольку это, например, старая резервная копия, которая уже не подходит для процедуры восстановления.

Вы можете сконфигурировать RSM таким образом, чтобы приложения извлекали носители из пула Free автоматически, когда приложению не хватает носителей в его собственном пуле. Если не сконфигурировать автоматическое извлечение носителей из пула Free, то вы должны перемещать носители в пул приложения (Application) вручную, когда это требуется.

Пулы импортированных носителей

Пулы импортированных носителей (Import) содержат носители, которые опознаны как носители допустимого типа, но не используются службой RSM. Обычно носитель оказываются в пуле Import, когда он переносится из одной системы RSM в другую систему RSM той же организации. Вы можете перемещать носители из пула Import в пул Free или в пул Application.

Идентификация носителей

Чтобы отслеживать носители и поддерживать данные их описи, RSM идентифицирует каждую единицу носителей. Имеется два способа идентификации: записываемый на носитель идентификатор (on-media identifier) и штрих-код (barcode).

Идентификация на носителях

Идентификаторы на носителях записываются электронным способом при первой установке носителя в библиотеку. Этот идентификатор имеет две части.

Тип метки .Идентифицирует формат, используемый для записи данных. Этот формат зависит от типа носителя.
Идентификатор метки .Уникальный идентификатор для конкретного диска или ленты.

Идентификация с помощью штрих-кода

Если ваша библиотека поддерживает штрих-коды, то RSM может идентифицировать носители по штрих-кодам, которые задают пользователи. Носители, для которых используются штрих-коды, тоже получают записываемый на носитель идентификатор, и RSM может использовать любой из этих методов для идентификации ленты или диска. Штрих-коды проще использовать, поскольку вы не обязаны монтировать носитель в устройстве, чтобы его можно было идентифицировать.

Форматы носителей

Чтобы работать с записываемыми на носитель идентификаторами, RSM использует MLL (Media Label Library – библиотека меток носителей) . Библиотека MLL – это DLL, которая используется для интерпретации формата метки носителя, записанной каким-либо приложением. RSM поддерживает форматы FAT, NTFS и CDFS для дисковых носителей и MTF (Microsoft Tape Format) для ленточных носителей. RSM может различать, какое приложение записало метку носителя, путем проверки в зарегистрированных библиотеках MLL. Разработчики приложений, в которых используются другие форматы носителей, должны предоставлять соответствующие MLL.

Состояния носителей

Состояние носителя – это текущее рабочее состояние ленты или диска. RSM использует для оценки текущего состояния записываемый идентификатор или штрих-код. Состояния носителей определяются на двух уровнях: физическое состояние (Physical state) и состояние "сторон" (Side state).

Физическое состояние определяет текущее состояние в зависимости от местонахождения носителя и его физического использования. Имеются пять возможных физических состояний, описанных в табл. 7.1 .

Таблица 7.1.

Физическое состояние	Описание
Idle (Простаивает)	Носитель отсоединен (находится в слоте хранения [автоматизированного устройства] или физически находится вне устройства, то есть на хранении).
In Use (Используется)	RSM в данный момент перемещает носитель.
Loaded (Загружен)	Носитель смонтирован на приводе и доступен для чтения или записи данных.
Mounted (Смонтирован)	Носитель находится на приводе, но еще не доступен для чтения или записи данных.
Unloaded (Выгружен)	Носитель был демонтирован, и находится в состоянии ожидания, пока кто-либо не удалит его физически из

Состояние сторон – это состояние стороны (сторон), где сохраняются данные. Каждый тип носителя имеет одну или две стороны. Например, магнитооптические диски имеют две стороны, а ленты имеют одну сторону. RSM отслеживает стороны носителей, как это описано в табл. 7.2 .

Администратор может задавать максимум количества "захватов" сторон, чтобы ограничить количество захватов и освобождений носителя приложением. RSM проверяет каждый раз этот счетчик при освобождении какой-либо стороны, и когда достигается максимум, сторона выводится из эксплуатации. Это средство позволяет администраторам запрещать использование носителей сверх нормального срока службы (что особенно важно для лент).

Таблица 7.2. Отслеживание сторон службой RSM

Состояние стороны	Описание
Allocated (Занята)	Данная сторона зарезервирована каким-либо приложением и недоступна для любого другого приложения.
Available (Доступна)	Данная сторона доступна для использования любым приложением.
Completed (Заполнена)	Данная сторона заполнена до конца.
Decommissioned (Выведена из использования)	Сторона стала недоступна для использования,поскольку достигла своего максимума по количеству "захватов" (см. выше описание этого максимума).
Imported (Импортирована)	Тип метки данной стороны опознан. Идентификатор метки не опознан.

Incompatible (Несовместима)	Тип носителя несовместим с данной библиотекой, и его следует удалить.
Reserved (Зарезервирована)	Данная сторона доступна только определенному приложению. Это состояние относится к двусторонним носителям, когда одна сторона уже захвачена этим приложением.
Unprepared (Не подготовлена)	Сторона помещена в пул свободных носителей (типа Free), но еще не получила метку свободного носителя.
Unrecognized (Не опознана)	RSM не может опознать тип и идентификатор метки данной стороны.

Управление пулами носителей

Для управления пулами носителей используется оснастка Removable Storage . Вы можете создать пул , удалить пул и перемещать носители между пулами.

Создание и конфигурирование пула носителей

Вы можете создать пул носителей для определенного приложения как новый пул верхнего уровня или как пул внутри существующего пула приложений (но не внутри системных пулов типа Free [Свободные], Import [Импортированные] или Unrecognized [Неопознанные]).

Для создания пула носителей верхнего уровня щелкните правой кнопкой на объекте Media Pools (Пулы носителей) в дереве консоли и выберите в контекстном меню пункт Create Media Pool (Создать пул носителей). Для создания пула носителей внутри существующего пула приложения щелкните правой кнопкой на этом пуле и выберите в контекстном меню пункт Create Media Pool.

Сконфигурируйте новый пул носителей в диалоговом окне Create a New Media Pool Properties, см. рис. 7.8 .

Сконфигурируйте вкладку General диалогового окна свойств пула носителей следующим образом.

Рис. 7.8.

Введите имя нового пула носителей.
Введите описание (дополнительно).
В секции Media Information (Информация о носителях) укажите, что этот пул должен содержать либо другие пулы носителей (вариант Contains other media pools), либо реальные носители (вариант Contains media of type).
Введите тип носителей в случае второго варианта.
Задайте следующие опции захвата, возврата и перераспределения носителей в секции Allocation/ Deallocation policy.
- Установите флажок Draw media from Free media pool, чтобы данный пул автоматически получал носители из пула свободных носителей (Free), когда в нем не остается незанятых носителей. Не устанавливайте этот флажок, если вы хотите перемещать носители из пула Free в этот пул вручную (используя оснастку RSM).
- Установите флажок Return media to Free media pool, чтобы данный пул автоматически возвращал носитель в пул свободных носителей, если этот носитель уже не нужен приложению. Не устанавливайте этот флажок, если вы хотите перемещать носители в пул Free вручную.
- Установите флажок Limit Reallocations (Ограничить количество перераспределений) и введите значение, ограничивающее количество захватов носителей другими пулами носителей.

Используйте вкладку Security, чтобы предоставлять пользователям и группам полномочия работы с данным пулом носителей.

Удаление пула носителей

Вы можете удалить пул носителей типа Application только из оснастки Removable Storage . Раскройте дерево консоли, чтобы представить пулы носителей, щелкните правой кнопкой на пуле носителей типа Application, который хотите удалить, и выберите в контекстном меню пункт Delete. Вы должны будете подтвердить это удаление.

Управление носителями

Вам нужно будет перемещать носители между пулами носителей, захватывать и освобождать носители, а также выполнять другие задачи, чтобы служба RSM всегда поддерживалась достаточным количеством носителей.

Перемещение носителя в другой пул носителей

В оснастке Removable Storage вы можете перетаскивать носитель из одного пула носителей в другой. Если исходный или адресуемый пул носителей является подчиненным, то раскройте сначала в дереве консоли его родительский пул носителей. Выберите в дереве консоли исходный пул носителей и перетащите соответствующий носитель из исходного пула носителей (в правой панели) в целевой пул носителей (в дереве консоли).

Если при создании и конфигурировании пула носителей вы не установили флажки автоматического перемещения носителей Draw media from Free media pool и Return media to the Free media pool (см. выше), то должны использовать этот ручной метод для перемещения носителей.

Очистка библиотек

RSM ведет учет процедур очистки устройств, поэтому для выполнения операции очистки вам следует использовать консоль RSM. Шаги, которые вы используете в консоли, зависят от того, какая это библиотека – автономная или автоматизированная.

Чтобы выполнить очистку устройства для автономной библиотеки, установите вручную чистящий картридж. RSM не участвует в самом процессе очистки, но следит, была ли выполнена очистка (и когда была выполнена). После очистки устройства уведомите RSM с помощью следующих шагов.

Откройте оснастку RSM.
В дереве консоли раскройте объект Libraries до уровня \Соответствующая библиотека\Drives .
В правой панели щелкните правой кнопкой на соответствующем устройстве и выберите в контекстном меню пункт Mark As Clean (Пометить как чистое).

Чтобы выполнить очистку в автоматизированной библиотеке, щелкните правой кнопкой на соответствующей библиотеке и выберите в контекстном меню пункт Cleaner Management (Управление очисткой). Мастер Cleaner Management Wizard проведет вас через соответствующие шаги (включая инструкции по вставке чистящего картриджа).