Источник: Компьютерный мониторинг и информационные технологии — 2009 / Материалы V научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. — Донецк, ДонНТУ — 2009

УДК 004.4

Організація бази данних динамічних дисків

Габрова О.В., Шевченко О.Г. Донецький національний технічний університет

Для підвищення надійності роботи системи з великими об'ємами даних, забезпечення збереження даних та відновлення у випадку збоїв, операційна система Microsoft Windows ввела новий тип жорстких дисків - динамічні диски. Організація подібних дисків була запропонована значно раніше, а Microsoft тільки ліцензувала її у Veritas Software. Динамічні диски забезпечують особливі можливості, що не притаманні основним дискам. Це, наприклад, такі як можливість створення томів, що розташовані на декількох дисках (складені та що чергуються), або відмовостійких томів (дзеркальних і RAID-5). За підтримку динамічних дисків відповідає підсистема диспетчера логічних дисків (Logical Disk Manager, LDM), що складається з компонентів режиму, призначеного для користувача, та драйверів пристроїв. Головна відмінність схеми розбиття на розділи LDM полягає в тому, що LDM підтримує одну уніфіковану базу даних, де зберігається інформація про розділи на усіх динамічних дисках системи, в тому ж числі відомості про конфігурацію складених томів.

ОС Windows підтримує п'ять типів динамічних дисків:

• прості (simple);
• складені (spanned) - складаються з одного або декількох simple-дисків, що знаходяться в різних розділах або навіть пристроях, та представлені як один логічний диск, дані пишуться послідовно (класичний лінійний RAID);
• диски, що чергуються (stripped) - теж саме, що і складені, але дані записуються паралельно на всі simple-диски за умовою, що вони розташовані на різних каналах IDE-контролера, що значно збільшує швидкість обміну даними (класичний RAID рівня 0);
• дзеркальні (mirrored) - два simole-диска, що розташовані на різних пристроях, дані дублюються на обидва носії (RAID рівня 1);
• диски, що чергуються з контролем парності (stripped with party) - відповідає масиву RAID рівня 5, складається з трьох, або більш дисків, дані пишуться на два диска, в два блока, а на третій диск, і в третій блок записується ЕСС, код корекції помилок, за допомогою якого, за інформацією будь-якого з блоків можна відновити вміст другого блоку [ 1 ].

Найбільш високий рівень ефективності відновлення даних у разі їх пошкодження при збоях системи показує останній тип динамічних дисків. Проте для нього характерна й занадто велика надмірність.
За замовчанням Windows створює базові диски, але базовий диск може бути перетворений до динамічного.

Перетворення можливо за декількох умов:

1. базовий диск повинен містити принаймні 1 мегабайт (Мбайт) вільного простору у кінці диска для розміщення бази даних динамічного диска;
2. диск не має бути з'ємним носієм;
3. диск не має бути на переносному комп'ютері;
4. розмір сектора має складати 512 байт.

Схема розбиття динамічних дисків зберігається у Базі Менеджера Логічних Дисків - Logical Disk Manager Database (LDM). Ця база даних протоколюється (journalled), вона підтримує транзакції та стійка до збоїв. LDM-база зберігається в останньому мегабайті жорсткого диску [2].
Оскільки внутрішня структура LDM-бази є недокументованою, то було створено програмне забезпечення, яке дозволяє розібратися в організації LDM-бази з подальшою метою зрозуміти механізми керування динамічними дисками.
Згідно з отриманими результатами база даних складається з 5 регіонів. При цьому, безпосередньо сама база даних займає 2 регіони - заголовок і послідовність дескрипторів, кожен з яких описує відповідний їй том, контейнер, розділ, диск або групу дисків. Проведені дослідження дозволили отримати детальну інформацію про структуру кожного регіону.

Отримані результати можуть бути використані для розробки стороннього програмного забезпечення, що буде спроможне відслідковувати цілісність бази даних, редагувати структуру розбиття дисків, тощо.

Література

1. РУССИНОВИЧ М., СОЛОМОН Д. Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows ХР и Windows 2000.
2. http://www.linux-ntfs.org/

© ДонНТУ 2010 Габрова А.