Служба Virtual Disk Service и ее клиентские средства

В апреле 2002 г. Боб Маглиа был назначен старшим вице-президентом только что сформированного в Microsoft подразделения Enterprise Storage Division, ориентированного на создание средств хранения данных масштаба предприятия. В то время Маглиа представил общественности планы разработки концепции, в соответствии с которой система Windows должна стать основой для управления данными, размещенными на различных компьютерах, серверах и системах хранения. Было объявлено, что на создание такой технологии уйдет несколько лет. Однако первые результаты работы специалистов компании, воплощенные в системе Windows Server 2003, мы видим уже сегодня, хотя с той поры прошел всего год.

Windows 2003 обладает усовершенствованной инфраструктурой файловой системы. Один из ключевых элементов этой инфраструктуры — служба виртуальных дисков Virtual Disk Service (VDS), созданная разработчиками Microsoft для облегчения управления дисками и данными. В дополнение к VDS корпорация Microsoft наделила систему Windows 2003 тремя мощными средствами для работы с дисками различных поставщиков: это инструментальные средства командной строки diskraid.exe и diskpart.exe, а также оснастка Disk Management консоли Microsoft Management Concole (MMC).

Архитектура VDS

Поставщики аппаратных средств для хранения данных создают специальные аппаратные провайдеры VDS, которые преобразуют универсальные интерфейсы прикладного программирования VDS API в команды, воспринимаемые соответствующими аппаратными средствами. Если к сети подключается устройство массовой памяти, оснащенное упомянутым провайдером, система Windows 2003 автоматически устанавливает и регистрирует его. Таким образом, Microsoft дает изготовителям возможность выпускать системы хранения данных, управляемые не с помощью фирменных клиентов управления, а средствами самой среды Windows.

Рисунок 1. Архитектура VDS.

На Рисунке 1 представлена архитектура VDS. Синим цветом обозначены устройства массовой памяти, бронзовым — встроенные функции Windows 2003, в числе которых — уровень абстракций VDS и средства Windows 2003 для работы с VDS. Красным цветом отмечены поставляемые разработчиками устройств массовой памяти программы в виде клиентских инструментальных средств, интегрируемых в Windows 2003, или аппаратные провайдеры, которые увязывают устройства массовой памяти со службой VDS. Отметим, что в комплект Windows 2003 входят программные провайдеры VDS как для базовых, так и для динамических дисков. Базовые провайдеры наделены функциями для работы с разделами и томами. Динамические провайдеры обеспечивают возможность работы с разделами, а также с томами: зеркальными, с чередованием, расширяемыми и построенными в соответствии с архитектурой RAID 5.

Предоставляя общий интерфейс, который изготовители систем массовой памяти могут использовать для подключения своих устройств, разработчики Microsoft надеются упростить процедуры административного управления Windows. По всей вероятности, изготовители будут по-прежнему выпускать средства управления программным обеспечением, позволяющие воспользоваться уникальными возможностями их аппаратных средств, но, возможно, служба VDS позволит администраторам систем хранения данных выполнять еще большее число задач, не покидая знакомого интерфейса, даже если эти администраторы управляют различными типами устройств массовой памяти (скажем, матрицами RAID или сетями Storage Area Network — SAN) от независимых поставщиков.

Служба VDS обеспечивает функционирование упоминавшихся выше средств DiskRaid и DiskPart, вызываемых из командной строки, а также оснастки Disk Management. В среде Windows 2003 эти три инструмента используют VDS в качестве общей архитектуры для доступа к системам массовой памяти. Надо сказать, что по производительности и мощности эти программы превосходят ранее выпускавшиеся корпорацией Microsoft средства управления памятью.

DiskRaid

DiskRaid — инструмент командной строки, используемый для конфигурирования и управления подсистемами массовой памяти архитектуры RAID. Программа DiskRaid, не входящая в состав операционной системы, поставляется в комплектах Microsoft Windows Server Deployment Kit и Microsoft Windows Server 2003 Resource Kit. Она выполняется в среде Windows 2003; пользоваться этим инструментом могут только члены группы администраторов (Administrators).

DiskRaid совместим с любыми аппаратными устройствами хранения данных, оснащенными аппаратными провайдерами VDS. Такими средствами оснащают свои новейшие системы почти все поставщики устройств массовой памяти, но в более ранних системах памяти VDS-провайдеры отсутствуют. Инструмент DiskRaid можно использовать лишь после того, как служба VDS зарегистрирует по меньшей мере один аппаратный провайдер VDS.

После установки DiskRaid программу можно запустить, введя

diskraid

в командной строке; при этом нужно находиться в папке, из которой инструмент устанавливался. На Экране 1 показана данная команда, а также несколько других команд, введенных в интерактивном режиме. Полный список команд DiskRaid приводится в Таблице 1. Чтобы получить подробную справку по любой команде, нужно ввести эту команду с ключом /?, например:

list /?

Экран 1. Сессия DiskRaid

Вот как выглядит полный синтаксис использования DiskRaid:

diskraid [/?| [/s ] [/v]

Все ключи, используемые при вводе команд DiskRaid в командной строке, представлены в Таблице 2.

Поскольку в числе упомянутых ключей имеется ключ /s, можно сделать вывод, что программа DiskRaid оснащена средствами обработки сценариев; однако она не совместима с системой Script Host (WSH), так как не предоставляет интерфейса к COM-совместимым языкам программирования. Параметр /s позволяет инструменту DiskRaid последовательно обрабатывать текстовый файл с командами, но такие возможности, как средства итерации и цикл If... Then... Else, в нем не предусмотрены. В сценарии, приведенном в Листинге 1, перечислены подсистемы, провайдеры и логические идентификаторы LUN; далее в нем создается объект LUN. Сценарий в Листинге 2 иллюстрирует процедуру удаления объекта LUN.

После того как программе DiskRaid будет поручено создать идентификатор LUN, последний распознается системой Windows 2003 и можно уже настраивать этот идентификатор и управлять им. Когда пользователь запускает оснастку Computer Management в MMC и в меню Storage выбирает пункт Disk Management, начинается автоматическое выполнение мастера Initialize and Convert Disk Wizard; программа позволяет инициализировать и преобразовать только что созданный объект LUN. При желании можно инициализировать и преобразовать LUN вручную из оснастки Disk Management.

DiskPart

DiskPart — вызываемое из командной строки инструментальное средство, обеспечивающее возможность управления такими объектами систем хранения данных, как диски, разделы и тома. Microsoft включает VDS-версию программы DiskPart в комплект поставки Windows 2003, и она автоматически устанавливается при развертывании операционной системы. Кроме того, DiskPart поставляется с системой Windows XP, а ее версию для Windows 2000 можно загрузить по адресу http://www.microsoft.com/windows2000/techinfo/ reskit/tools/new/diskpart-o.asp.

В версию DiskPart для Windows 2003 включено пять новых или усовершенствованных команд (Automount, Repair, Inactive, GPT Attributes и Remove). Как и в случае с DiskRaid, VDS-версия программы DiskPart выполняется лишь в среде Windows 2003 и работать с ней могут только те пользователи, которые являются членами группы администраторов.

Синтаксис команд DiskPart аналогичен синтаксису команд DiskRaid. Полный синтаксис выглядит так:

diskpart [/s ] [/?]

Еще одна аналогия с DiskRaid состоит в том, что средство DiskPart можно запускать непосредственно из командной строки или с параметром /s, обеспечивающим выполнение сценария. Средство DiskPart можно запустить, введя символы

diskpart

в командной строке из папки, в которой устанавливалась программа. На Экране 2 показан сеанс DiskPart. В Таблице 3 перечислены все команды DiskPart. Для получения подробной справки по любой из команд нужно ввести имя команды с параметром /?, например:

convert /?

Экран 2. Сессия DiskPart

Как и DiskRaid, программа DiskPart оснащена средствами обработки сценариев — иначе говоря, она может последовательно обрабатывать текстовый файл с командами DiskPart — и ее сценарии имеют те же ограничения, что и в случае с DiskRaid. Приведенный в Листинге 3 сценарий формирует список дисков, установленных на сервере, выбирает один из дисков, создает на нем том и присваивает данному тому буквенное обозначение.

Почти все, что можно делать с помощью программы DiskPart в плане настройки и управления объектами хранения данных, можно делать и с помощью консоли Disk Management, и наоборот. Разумеется, различие между ними состоит в том, что DiskPart — это средство командной строки, а Disk Management — консоль, оснащенная графическим интерфейсом пользователя.

Disk Management

Disk Management — это VDS-версия оснастки Disk Management, с которой, возможно, уже знакомы читатели, имеющие опыт эксплуатации Windows 2000. VDS Disk Management мало чем отличается от версии Windows 2000. Оснастка представляет собой системную утилиту для управления жесткими дисками, а также содержащимися на них томами или разделами. Disk Management позволяет инициализировать диски, создавать тома, форматировать тома под файловые системы FAT, FAT32 или NTFS, а также создавать отказоустойчивые дисковые системы. С помощью оснастки Disk Management администратор может выполнять почти все связанные с дисками задачи без перезапуска системы и без вмешательства в работу пользователей, поскольку изменения в конфигурации, как правило, вступают в силу незамедлительно.

Для запуска оснастки Disk Management нужно щелкнуть на меню Start, а затем выбрать пункты All Programs, Administrative Tools и Computer Management. В узле Storage следует щелкнуть на элементе Disk Management (см. Экран 3). Разумеется, оснастку Disk Management можно добавить к любой существующей консоли MMC; можно также создать новую консоль MMC и добавить оснастку Disk Management к ней.

Экран 3. Консоль Disk Management

В оснастке Disk Management предусмотрены следующие средства.

• Графический интерфейс пользователя. Если щелкнуть правой кнопкой мыши на представленном объекте, на экране будут отображены операции, которые можно выполнять на выделенном объекте; программа-мастер поможет пользователю создать раздел или том либо инициализировать и преобразовать диск.
• Средства конфигурирования базовых и динамических дисков. Базовые диски содержат базовые тома, такие как первичные разделы и логические накопители в расширенных разделах. Динамические диски включают динамические тома, превосходящие по функциональности базовые диски и обеспечивающие, в частности, создание отказоустойчивых томов в системах Windows 2003 и Windows 2000. Администратор может расширять динамические тома (кроме системных или загрузочных томов), осуществлять зеркальное дублирование динамических томов и добавлять новые динамические диски без повторной инициализации компьютера.
• Средства локального и дистанционного управления дисками. Пользователь может управлять любым удаленным компьютером Windows 2003, Windows XP Professional Edition или Windows 2000, если только он зарегистрирован на этой машине как член группы Backup Operators или Administrators.
• Средства для монтирования накопителей. Пользователь может присоединить локальный накопитель к любой пустой папке отформатированного с использованием NTFS локального тома. Смонтированные накопители обеспечивают более высокий коэффициент доступности данных и предоставляют администратору большую свободу в том, что касается управления средствами хранения данных в соответствии с требованиями рабочей среды и особенностями использования системы. Ограничение "не более 26 накопителей", связанное с числом букв в латинском алфавите, смонтированных накопителей не касается, поэтому присоединенные накопители можно использовать для организации доступа к более чем 26 накопителям компьютера.
• Средства для использования дисков с MBR и GPT. Оснастка Disk Management обеспечивает возможность эксплуатации установленных в машинах на базе процессоров x86 дисков с записью Master Boot Record (MBR) и установленных в машинах на базе процессоров Itanium дисков с таблицей глобальных идентификаторов GPT.
• Средства для работы с сетями SAN. При добавлении томов к системам SAN операционные системы Windows 2003, Enterprise Edition и Windows 2003 Datacenter Edition не выполняют операций автоматического монтирования томов и присвоения им буквенных обозначений. Disk Management позволяет осуществлять эти операции вручную. Чтобы с помощью оснастки Disk Management отформатировать том, созданный при помощи сценария из Листинга 2, нужно щелкнуть правой кнопкой мыши на томе диска 2, обозначенном как Drive E, и выбрать пункт Format, после чего на экране появится диалоговое окно Format. Затем нужно ввести имя тома, выбрать файловую систему (например, NTFS) и нажать OK.

Сочетание службы VDS Windows 2003, клиентов DiskRaid и DiskPart и оснастки Disk Management представляет собой мощное средство управления устройствами для хранения данных. Теперь в распоряжении изготовителей аппаратных средств массовой памяти имеется стандартный интерфейс, обеспечивающий их устройствам хранения данных возможность автоматической установки и регистрации в среде Windows 2003. А администраторы получают единый набор инструментов, с помощью которых можно конфигурировать системы массовой памяти и управлять ими вне зависимости от того, у какого поставщика была приобретена та или иная система.

Таблица 1. Команды DiskRaid

Таблица 2. Параметры команд DiskRaid

Таблица 3. Команды DiskPart

Листинг 1. Код для формирования списка компонентов матрицы RAID и создания идентификатора LUN

REM Операции по опросу
list subsystems
list providers
REM Выбор массива EMC CLARiiON
select subsystem 1
REM Операция опроса EMC CLARiiON
list luns
REM Выбор массива HP VA.
select subsystem 0
REM Операция опроса HP VA
list drives
list luns
REM Создание тома LUN на HP VA
create lun automagic size=4500
REM Подтверждение создания LUN на HP VA.
list luns
REM Завершение
Exit

Листинг 2. Код для удаления тома LUN

REM Выбор массива HP VA.
select subsystem 0
REM Выбор тома с LUN 3
select lun 3
REM Удаление тома с данным LUN.
delete lun
REM Завершение
exit

Листинг 3. Код для создания тома и присвоения ему буквенного обозначения

REM Опрос
list disk
REM Выбор диска для работы.
select disk 2
REM Создание простого тома на выбранном
диске.
create volume simple
REM Присвоение тому буквенного обозначения.
assign letter=E
REM Проверка нового тома и его буквенного
 обозначения.
list volume
REM Завершение
exit