Что такое выделение дискового пространства
Управление дисковыми пространствами в Windows 8, 8.1 и 10
Управление дисковыми пространствами в Windows 8, 8.1 и 10
Как отключить мини-приложения в 11
Как вернуть старое контекстное меню в 11
Не запускается PC Health Check на 11
Не могу обновиться до 11
0xc190011f при обновлении до 11
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 истории файлов и резервных копий образа системы, 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.
Далее увидим окно с возможностью выбрать имя диска, букву, файловую систему и тип устойчивости.
В разделе «Устойчивость» представлены следующие типы устойчивости:
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».
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.
разделение выделения томов в дисковые пространства Direct
Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2019
Windows Server 2019 предоставляет возможность ручного разграничения размещения томов в дисковые пространства Direct. Это может значительно повысить отказоустойчивость при определенных условиях, но накладывает некоторые дополнительные рекомендации по управлению и сложность. В этом разделе объясняется, как это работает, и приводятся примеры в PowerShell.
эта функция впервые реализована в Windows Server 2019. Он недоступен в Windows Server 2016.
Предварительные условия
Рекомендуется использовать этот параметр, если:
Рекомендуется использовать этот параметр, если: Не используйте этот параметр, если:
Не используйте этот параметр, если:Введение
Проверка: обычное выделение
При использовании регулярного зеркального отображения том делится на несколько небольших «слоев», которые копируются три раза и равномерно распределяются по каждому диску на каждом сервере в кластере. Дополнительные сведения см. в этом блоге глубокогоознакомления.
Однако при таком выделении тома не могут продолжать сосуществовать три одновременных сбоя. Если три сервера одновременно завершаются сбоем или если диски на трех серверах завершаются сбоем, тома становятся недоступными, так как по крайней мере некоторые слои (с очень высокой вероятностью) выделяются на все три диска или серверы, на которых произошел сбой.
В следующем примере серверы 1, 3 и 5 завершаются сбоем одновременно. Несмотря на то, что многие слои имеют неработоспособные копии, некоторые из них не:
Том переходит в автономный режим и становится недоступен до тех пор, пока серверы не будут восстановлены.
Создать: выделение с разделителями
При выделении с разделителями указывается подмножество используемых серверов (не менее четырех). Том делится на слои, которые копируются три раза, как и раньше, но вместо того, чтобы распределять их по каждому серверу, слои выделяются только на подмножество указанных серверов.
Например, если имеется кластер с 8 узлами (узлы от 1 до 8), можно указать том, который будет находиться только на дисках с узлами 1, 2, 3, 4.
Преимущества
В примере выделения тома, скорее всего, будут содержаться три одновременных сбоя. Если узлы 1, 2 и 6 отключены, то только 2 узлов, на которых хранятся 3 копии данных для тома, будут отключены, а том останется в сети.
Недостатки
Выделение с разделителями накладывает некоторые дополнительные соображения и сложность управления:
При выделении с разделителями необходимо зарезервировать эквивалент одного диска емкости на один сервер (без максимального значения). Это больше, чем опубликованная рекомендация по обычному выделению, которая снижается на четырех дисках емкости.
Если сервер завершается с ошибкой и нуждается в замене, как описано в разделе Удаление сервера и его дисков, Администратор несет ответственность за обновление разграничения на уязвимых томах путем добавления нового сервера и удаления невыполненного сбоя, как показано ниже.
Использование в PowerShell
командлет можно использовать New-Volume для создания томов в дисковые пространства Direct.
Например, чтобы создать обычный трехстороннее зеркальный том:
Создание тома и разграничение его выделения
Чтобы создать трехстороннее зеркальный том и ограничить его выделение, сделайте следующее:
в дисковые пространства Direct термин «служба хранилища единицы масштабирования» относится ко всему необработанному хранилищу, подключенному к одному серверу, включая прямые подключенные диски и прямые подключенные внешние корпуса с дисками. В этом контексте это то же самое, что и Server.
Просмотр выделения с разделителями
Чтобы увидеть, как миволуме выделяется, используйте сценарий в приложении:
Обратите внимание, что только Server1, Server2, Server3 и Server4 содержат слои миволуме.
Изменение выделения с разделителями
Используйте Add-StorageFaultDomain Remove-StorageFaultDomain командлеты New и для изменения того, как выделение отделяется.
Например, чтобы переместить миволуме на один сервер:
Укажите, что Пятый сервер может хранить слои миволуме:
Укажите, что первый сервер не может хранить слои миволуме:
Перераспределите пул носителей, чтобы изменения вступили в силу:
По завершении убедитесь, что миволуме переместился, выполнив еще раз.
Обратите внимание, что Server1 не содержит слоев миволуме больше — вместо этого Server5.
Рекомендации
Ниже приведены рекомендации по использованию выделения томов с разделителями.
Выберите четыре сервера
Разделять каждый трехстороннее зеркальный том на четыре сервера, а не больше.
Балансировка хранилища
Балансировка объема хранилища, выделенного каждому серверу, с учетом размера тома.
Распределение томов с разделителями по ширине
Чтобы повысить отказоустойчивость, сделайте выделение для каждого тома уникальным, т. е. он не использует все серверы совместно с другим томом (перекрытие допустимо).
Например, в системе с восемью узлами: том 1: серверы 1, 2, 3, 4, том 2: серверы 5, 6, 7, 8 том 3: серверы 3, 4, 5, 6 том 4: серверы 1, 2, 7, 8.
Анализ
Этот раздел является производным от математической вероятности того, что том остается в сети и доступен (или эквивалентно ожидаемой доли общего хранилища, которая остается в сети и доступна) в качестве функции числа сбоев и размера кластера.
Этот раздел является необязательным для чтения. Если вы острыйе математику, читайте здесь! Но если нет, не беспокойтесь: использование в PowerShell и рекомендации — все, что нужно, чтобы успешно реализовать выделение с разделением.
До двух сбоев всегда нормально
Каждый трехстороннее зеркальный том может продолжаться до двух сбоев одновременно, независимо от его выделения. В случае сбоя двух дисков или двух серверов, или одного из них, каждый трехстороннее зеркальный том остается в сети и доступен, даже при обычном выделении.
Больше половины сбоя кластера никогда не происходит
Что насчет?
Если сразу происходит три или более ошибок, но по крайней мере половина серверов и дисков все еще остается, тома с выделением с разделителями могут оставаться в сети и доступны в зависимости от серверов, на которых возникают сбои.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли разделять некоторые тома, но не другие?
Да. Для каждого тома можно выбрать, следует ли разделять выделение.
Ограничивается ли распределение с разделением изменением работы замены дисков?
Нет, это то же самое, что и при обычном выделении.
Дополнительные ссылки
Приложение
Этот сценарий поможет вам увидеть, как распределяются тома.
Методы выделения дискового пространства
Ключевым, безусловно, является вопрос, какой тип структур используется для учета отдельных блоков файла, то есть способ связывания файлов с блоками диска. В ОС используется несколько методов выделения файлу дискового пространства. Для каждого из методов запись в директории, соответствующая символьному имени файла, содержит указатель, следуя которому можно найти все блоки данного файла.
Выделение непрерывной последовательностью блоков
Эта схема имеет два преимущества. Во-первых, ее легко реализовать, так как выяснение местонахождения файла сводится к вопросу, где находится первый блок. Во-вторых, она обеспечивает хорошую производительность, так как целый файл может быть считан за одну дисковую операцию.
Непрерывное выделение используется в ОС IBM/CMS, в ОС RSX-11 (для выполняемых файлов) и в ряде других.
Этот способ распространен мало, и вот почему. В процессе эксплуатации диск представляет собой некоторую совокупность свободных и занятых фрагментов. Не всегда имеется подходящий по размеру свободный фрагмент для нового файла. Проблема непрерывного расположения может рассматриваться как частный случай более общей проблемы выделения блока нужного размера из списка свободных блоков. Типовыми решениями этой задачи являются стратегии первого подходящего, наиболее подходящего и наименее подходящего (сравните с проблемой выделения памяти в методе с динамическим распределением). Как и в случае выделения нужного объема оперативной памяти в схеме с динамическими разделами (см. лекцию 8), метод страдает от внешней фрагментации, в большей или меньшей степени, в зависимости от размера диска и среднего размера файла.
Единственным приемлемым решением перечисленных проблем является периодическое уплотнение содержимого внешней памяти, или «сборка мусора», цель которой состоит в объединении свободных участков в один большой блок. Но это дорогостоящая операция, которую невозможно осуществлять слишком часто.
Таким образом, когда содержимое диска постоянно изменяется, данный метод нерационален. Однако для стационарных файловых систем, например для файловых систем компакт-дисков, он вполне пригоден.
Связный список
Рис. 12.2. Хранение файла в виде связного списка дисковых блоков
Внешняя фрагментация для данного метода отсутствует. Любой свободный блок может быть использован для удовлетворения запроса. Заметим, что нет необходимости декларировать размер файла в момент создания. Файл может расти неограниченно.
Связное выделение имеет, однако, несколько существенных недостатков.
Во-первых, при прямом доступе к файлу для поиска i-го блока нужно осуществить несколько обращений к диску, последовательно считывая блоки от 1 до i-1, то есть выборка логически смежных записей, которые занимают физически несмежные секторы, может требовать много времени. Здесь мы теряем все преимущества прямого доступа к файлу.
Во-вторых, данный способ не очень надежен. Наличие дефектного блока в списке приводит к потере информации в оставшейся части файла и потенциально к потере дискового пространства, отведенного под этот файл.
Наконец, для указателя на следующий блок внутри блока нужно выделить место, что не всегда удобно. Емкость блока, традиционно являющаяся степенью двойки (многие программы читают и пишут блоками по степеням двойки), таким образом, перестает быть степенью двойки, так как указатель отбирает несколько байтов.
Поэтому метод связного списка обычно в чистом виде не используется.
Таблица отображения файлов
По-прежнему существенно, что запись в директории содержит только ссылку на первый блок. Далее при помощи таблицы FAT можно локализовать блоки файла независимо от его размера. В тех строках таблицы, которые соответствуют последним блокам файлов, обычно записывается некоторое граничное значение, например EOF.
Главное достоинство данного подхода состоит в том, что по таблице отображения можно судить о физическом соседстве блоков, располагающихся на диске, и при выделении нового блока можно легко найти свободный блок диска, находящийся поблизости от других блоков данного файла. Минусом данной схемы может быть необходимость хранения в памяти этой довольно большой таблицы.
Рис. 12.3. Метод связного списка с использованием таблицы в оперативной памяти
Индексные узлы
Индексирование поддерживает прямой доступ к файлу, без ущерба от внешней фрагментации. Индексированное размещение широко распространено и поддерживает как последовательный, так и прямой доступ к файлу.
Обычно применяется комбинация одноуровневого и многоуровневых индексов. Первые несколько адресов блоков файла хранятся непосредственно в индексном узле, таким образом, для маленьких файлов индексный узел хранит всю необходимую информацию об адресах блоков диска. Для больших файлов один из адресов индексного узла указывает на блок косвенной адресации. Данный блок содержит адреса дополнительных блоков диска. Если этого недостаточно, используется блок двойной косвенной адресации, который содержит адреса блоков косвенной адресации. Если и этого не хватает, используется блок тройной косвенной адресации.
Рис. 12.4. Структура индексного узла
Данную схему используют файловые системы Unix (а также файловые системы HPFS, NTFS и др.). Такой подход позволяет при фиксированном, относительно небольшом размере индексного узла поддерживать работу с файлами, размер которых может меняться от нескольких байтов до нескольких гигабайтов. Существенно, что для маленьких файлов используется только прямая адресация, обеспечивающая максимальную производительность.
Дисковые пространства Windows 10 1803
Это первая статья из цикла и в ней я расскажу общие сведения о технологии. В следующих статьях подробно рассмотрю процесс создания томов, управления пулами и томами, и обработку чрезвычайных ситуаций.
Дисковые пространства — это технология, предоставляющая слой абстракции от дисковых накопителей. Она позволяет объединять жесткие диски в пулы накопителей и создать на них виртуальные тома.
В системе Дисковых пространств диски объединяются в пулы. Дисковый пул имеет следующие особенности:
— Пул может содержать он одного до 240 дисков.
— В пул можно добавить или извлечь диск.
— Один диск может участвовать только в одном пуле.
— В одном пуле можно создать до 64 виртуальных томов.
— Процедура оптимизации перераспределяет данные виртуальных томов по физическим дискам.
— Объем виртуального диска может быть больше свободного места в пуле.
— При его исчерпании свободного пространства в пуле можно добавить в пул новые диски.
— Если свободное пространство закончится совсем, тома перейдут в режим «только чтение».
— Диски могут быть разных типов и размеров.
Виртуальные тома — это логические тома, расположенные в пуле носителей. Тома бывают двух типов подготовки: тонкая и фиксированная. Тонкая подготовка подразумевает постепенное выделение пространства пула по мере необходимости. Фиксированный том сразу занимает выделенное пространство. Фиксированные тома менее гибкие в работе. Из графического интерфейса всегда создается тома с тонкой подготовкой. Данные виртуальных томов распределяются равномерно по всем дискам пула
Тома бывают четырех видов:
Простой том подразумевает отсутствие избыточности при хранении данных. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно одному. Данный вид тома обеспечивает наивысшую производительность при наименьшей сохранности данных.
Двухстороннее зеркало обеспечивает сохранность данных при выходе из строя одного диска пула. В связи с избыточностью, данные занимают в два раза больше пространства пула. Обеспечивает высокую скорость доступа к данным даже в аварийном режиме. При замене неисправного диска восстановление занимает наименьшее время при минимальной нагрузке на систему. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно двум.
Трехстороннее зеркало обеспечивает сохранность данных при выходе из строя двух дисков пула. В связи с избыточностью, данные занимают в три раза больше пространства пула. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно пяти. Остальные характеристики как у предыдущего тома.
Данный вид тома является компромиссом между отказоустойчивостью и занимаемым свободным пространством. Обеспечивает сохранность данных при выходе из строя одного диска пула. В связи с избыточностью, данные занимают в полтора раза больше пространства пула. Однако, при восстановлении создается огромная нагрузка на ЦП и дисковую подсистему, что может спровоцировать сбой следующего диска. Восстановление такого тома при замене диска длится крайне долго. Доступ к данным в аварийном режиме затруднен. Я не рекомендую использовать этот тип тома ни для чего, кроме фильмов, музыки и папки с дистрибутивами. Почему? Спросите у Google, почему RAID-5 это плохо.
Подытожим сказанное выше графически:
Типы виртуальных томов
Строение дискового пространства
Заметьте, Я специально указал версию Windows 10. Это имеет принципиальное значение — технология развивалась, начиная с Windows 8. В некоторых версиях Windows 10 так-же вносились какие-нибудь изменения.
Статья скопирована с моего сайта. Не знаю, можно-ли публиковать ссылку.