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

• Название: Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003
• Автор: Наик Дайлип
• Издательство: Издательский дом «Вильямс»
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2005
• ISBN: 5–8459–0746–2

Книга предназначена для читателей, хорошо знакомых с компьютерными системами и индустрией информационных технологий и желающих расширить познания в области систем хранения данных и архитектуры Windows NT, непосредственно связанной с подобными системами. В книге описываются корпоративные системы хранения данных, в то время как системам потребительского уровня уделяется меньше внимания. В этом издании сделана попытка поддержать интересы специалистов по программному обеспечению, мало знакомых с технологиями хранения данных, и профессионалов в области систем хранения данных, которые стремятся получить дополнительные знания по архитектуре обработки и хранения данных в Windows NT. В то же время книга будет интересна всем читателям, намеревающимся получить исчерпывающие сведения по описанной теме.

---

Служба SIS (Single Instance Storage) позволяет значительно снизить объем дискового пространства, которое требуется для хранения дублированных файлов. При этом дублированные файлы заменяются специальной ссылкой. Служба SIS используется совместно со службами удаленной установки (RIS), которые делают возможной загрузку Windows NT с сетевого ресурса.

Используя службы удаленной установки, администратор может создать несколько образов, например образ для бухгалтерии, конструкторского отдела и т.д. Каждый образ содержит множество файлов, дублирующих файлы из других образов. Но простого использования ссылки в данном случае будет недостаточно. Если администратор внесет изменения в один из файлов, все остальные образы, имеющие ссылку на этот файл, также будут содержать изменения. Именно в этом случае пригодится SIS.

Служба SIS вместо дублированного файла использует разреженный файл, для которого не выделено дисковое пространство и создана точка повторной обработки. Эта точка содержит достаточно информации для поиска необходимой резервной копии файла (если дублировано четыре файла, один файл остается как резервная копия, а остальные три файла превращаются в разреженные с точкой повторной обработки). Размер'разреженного файла будет совпадать с размером оригинального файла. Когда приложение открывает разреженный файл, драйвер фильтрации перехватывает запрос на открытие файла, открывает резервную копию файла и передает дескриптор файла вызывающему приложению. После этого ввод-вывод осуществляется с помощью резервной копии файла.

10.2.10.4 Удаленное хранилище (HSM)

Удаленное хранилище (remote storage) – это служба управления хранилищем, которая предоставляет возможности прямого переноса файлов между интерактивным (например, жестким диском) и неинтерактивным (например, магнитной лентой) носителем. При переносе файла на неинтерактивный носитель на жестком диске остается так называемый «файл-заглушка». Благодаря точке повторной обработки NTFS файл отмечается, как особый, а также указывается точное местонахождение оригинального файла на неинтерактивном носителе. Службы удаленного хранилища (Remote Storage Services – RSS) зачастую называют службами управления иерархическим хранилищем (Hierarchical Storage Management), поскольку они взаимодействуют с двумя уровнями хранения данных.

Администратор может настроить специальные системные политики, например указать объем дискового пространства, который должен оставаться свободным, и типы файлов, которые должны обрабатываться RSS. Службы RSS периодически проверяют дисковое пространство на предмет соответствия установленной администратором политике. Кроме того, проводится поиск файлов, доступ к которым не осуществлялся некоторое время (обычно 30 дней). Эти файлы периодически копируются на магнитную ленту, причем их базовые версии остаются на жестком диске и с помощью точки повторной обработки отмечаются, как предварительно перемещенные. Как только дисковое пространство сокращается до указанного в политике объема, RSS удаляет файлы с диска и вносит изменения в точку повторной обработки, указывая, что файл теперь полностью перемещен на неинтерактивный носитель.

Службы RSS не поддерживают скрытые, системные, шифрованные или разреженные файлы, а также файлы, которые обладают расширенными атрибутами. Службы RSS тесно интегрированы с другими компонентами операционной системы.

Службы RSS взаимодействуют со службой индексации.

Службы RSS используют планировщик заданий Windows 2000 для планирования заданий по резервному копированию.

Программа резервного копирования Windows распознает перемещенные на неинтерактивный носитель файлы и не пытается восстановить такие файлы на диск только для их резервного копирования.

Службы RSS также интегрированы с системой безопасности NTFS; например, RSS вызывает файл с неинтерактивного носителя только в том случае, когда пользователю разрешен доступ к этому файлу.

ПрограммаПроводник (Windows Explorer) также взаимодействует с RSS. Перемещенные файлы отмечаются специальной пиктограммой.

Журнал изменений NTFS взаимодействует с RSS, поэтому для выделения перемещенных между носителями файлов используется специальный флаг. Приложение может использовать этот флаг для определения того, что файл не изменился.

Рис. 10.3. Архитектура HSM и RSM

На рис. 10.3 показана схема RSS и архитектура управления сменными носителями (Removable Storage Management – RSM). Приложение HSM использует программный интерфейс приложений RSM (см. раздел 10.2.11). Служба RSM – это подсистема пользовательского режима, обладающая собственной базой данных для отслеживания носителей и устройств.

10.2.11 Управление сменными носителями

Служба управления сменными носителями (RSM) позволяет приложениям управлять всеми сменными носителями в корпоративной сети, вне зависимости от типа сменного носителя. Интерактивные носители обычно находятся в различных устройствах, включая магазины, ленточные автоматы и роботизированные библиотеки. Неинтерактивные носители, как правило, лежат на полке.

На рис. 10.4 показана архитектура и преимущества службы управления сменными носителями. Приложение работает с единственным интерфейсом, который предоставляется RSM. Сама RSM взаимодействует с интерфейсами новых и временно подключаемых устройств.

Рис. 10.4. Управление сменными носителями

В службе RSM используется концепция пула носителей (media pool) для организации и управления носителями. Пул носителей представляет собой набор носителей. Пул может быть двух типов: системный пул и пул приложений. Системный пул (system pool) содержит носители, предназначенные для системных задач, а также нераспознанные или неназначенные носители. Системный пул делится на следующие категории:

свободный пул содержит носители, не используемые в данный момент и доступные для назначения;

пул импорта содержит только что добавленные распознанные носители; носители в пуле импорта могут находиться под управлением приложений и переноситься в пул приложений, если приложению понадобится использовать данный носитель, или в свободный пул, если приложение определит, что носитель более не требуется;

нераспознанный пул содержит новые носители, которые не были распознаны; как и в случае пула импорта, приложение может принять решение о перемещении носителя в пул приложения или в свободный пул.

Пул приложения содержит носители, созданные приложениями резервного копирования и удаленного хранилища.

10.2.12 Шифрованная файловая система

В Windows 2000 была впервые представлена шифрованная файловая система (Encrypting File System – EFS), которая на самом деле является службой, размещенной уровнем выше NTFS. Эта служба обеспечивает шифрование данных перед их записью на диск и дешифрование после чтения, но перед передачей данных запросившему приложению. Кроме того, EFS реализует систему управления ключами, необходимыми для шифрации, а также клю-

чами восстановления, которые позволяют авторизованному объекту (кроме владельца файла) восстанавливать данные из файлов.

Данные шифруются симметричным шифром (в частности, одной из разновидностей DES), и случайно сгенерированный ключ, использованный для симметричного шифрования, записывается в файл после шифрования асимметричным шифром с помощью открытого ключа пользователя. Для обеспечения возможности по восстановлению файла (например, когда работник увольняется и отказывается сотрудничать) случайно сгенерированный ключ симметричного шифра также шифруется открытым ключом авторизованного объекта и записывается в файл.

Шифрованные файлы не могут быть сжаты, т.е. файл может быть или сжат или зашифрован – третьего не дано. Шифрованная файловая система обеспечивает сохранение шифрования, даже если доступ к диску будет осуществляться в обход NTFS и ее механизмов безопасности. Шифрованная файловая система может использоваться для файлов или для каталогов.

Дополнительная информация о шифрованной файловой системе приводится в главе 6.

10.2.13 Защита системных файлов

Одна из проблем, долгое время мешавшая корректной работе Windows, была связана с повреждением и заменой системных файлов. Производители приложений обычно заменяли системные файлы Windows своими собственными или более новыми версиями. Такая практика в лучшем случае приводит к проблемам при управлении системой, а в худшем – к снижению ее надежности. Начиная с Windows 2000 компания Microsoft реализовала механизм защиты системных файлов (System File Protection – SFP).

Благодаря SFP определенные системные файлы защищены с помощью фонового механизма. Список контролируемых файлов сохраняется в папке кэша. Там же хранятся копии и других файлов. Если файл недоступен, он загружается с носителя (установочного компакт-диска Windows). Фоновый процесс вычисляет сигнатуру файла и сравнивает ее с сигнатурой файла, сохраненного в кэше. Если сигнатуры не совпадают, файл обновляется с помощью котированной копии. Утилиты установки пакетов обновлений и оперативных исправлений содержат специальный код, который позволяет обновлять как кэшированную, так и обычную копию файла.