Базові та динамічні диски. Зміна типу диска та стилю розділу

В системі Windowsпідключені жорсткі дискиза замовчуванням при ініціалізації одержують тип базових дисків. Базові, вони основні диски сумісні з усіма версіями Windows. Це звичайні диски, у яких створюються основні (первинні) і логічні розділи.

Тип базового диска визначено більшості носіїв інформації у складі комп'ютерних пристроїв користувачів.

Але, будучи більш поширеними, базові диски пропонують меншу функціональність, ніж інший тип дисків - динамічні, гнучкі диски, що настроюються. Що таке динамічні дискиЯкі їх можливості, плюси та мінуси, як створюються розділи на таких дисках за допомогою засобів Windows – ці питання розглянемо нижче.

1. Про динамічні диски

Динамічні диски - це запозичена за ліцензією компанією Microsoft технологія, вона поставляється разом з Windows, починаючи з версії 2000, і є програмною реалізацією RAID-масивів. Технологія не підтримується у редакціях Windows Home.

Технологія динамічних дисків являє собою додаткові можливості по розподілу простору жорстких дисків з метою зручності роботи з даними, забезпечення їх безпеки, а також збільшення продуктивності комп'ютера за рахунок об'єднання швидкості різних дисків. Динамічні диски пропонують можливості, які не підтримуються дисками з базовим типом, це такі можливості як:

• збільшення розміру розділів за рахунок місця на всьому диску, а не лише за умови існування вільного місця, що примикає (нерозподіленого простору);
• підтримка розділів, створюваних з обсягу кількох жорстких дисків;
• підтримка основних RAID-конфігурацій.

Серед переваг цієї технології – більший ступінь надійності, ніж при використанні дешевих RAID-контролерів. Але тільки якщо йдеться про дешеві RAID-контролери з їх недоліками типу помилок роботи драйверів або ймовірність втрати даних. Повноцінним дорогим RAID-контролерам технологія у складі Windows, звичайно, поступається. У плані зняття навантаження з процесора, в принципі, будь-який апаратний RAID-масив буде більш ефективним, ніж реалізований за допомогою програмних засобів. Але дорогі RAID-контролери та свої завдання виконуватимуть за рахунок власних ресурсів, і запропонують ширший функціонал та забезпечать відмовостійкість.

Динамічні диски мають і інші мінуси. До них неможливо отримати доступ із пристроїв на базі ранніх версій системи (починаючи з Windows XP Home та нижче). На динамічні диски допускається встановлення лише однієї системи Windows, існування іншої Windows на іншому розділі неможливе.

У процесі переустановки Windows (її сучасних версій 7, 8.1 і 10) для форматування та вибору системного буде доступний лише єдиний розділ динамічного диска – той розділ, на якому раніше, до моменту переустановки знаходилася Windows.

Процес інсталяції Windows на динамічному диску може тривати за часом. Нерідко через те, що нова системабачить динамічний диск як диск з помилками, вона запускає службу Chkdsk для сканування та виправлення помилок. З нав'язливою активністю Chkdsk також стикаються користувачі, що підключилися до комп'ютера динамічний диск, знятий з іншого комп'ютера. Щоб напевно уникнути проблем із переустановкою Windows на динамічному диску, його можна перед цим процесом перетворити на базовий. А після переустановки системи - зробити зворотний процес перетворення диска в динамічний.

Розділи на динамічних дисках, як і на базових, при створенні за замовчуванням налаштовані на форматування файлової системи NTFS. Максимальний розміррозділу на динамічних MBR-дисках – 2 Тб, а динамічних GPT-дисках – 18 Тб. Для динамічних дисків немає понять основних і логічних розділів, як дисків базового типу. У розділів динамічних дисків своя специфіка, і вона пов'язана з обмеженнями за кількістю створюваних розділів. А щодо кількості можливих розділів, то жодних обмежень для дисків динамічного типу немає.

2. Перетворення базових дисків на динамічні

Перетворювати диски з базових на динамічні можна засобами самої Windows, за допомогою утиліти diskmgmt.msc (керування дисками). У всіх версіях Windowsвона викликається натисканням клавіш Win+R (запуск вікна «Виконати») та введенням:

Будь-який з дисків комп'ютера можна перетворити з базового на динамічний. Таке перетворення здійснюється двома способами. Перший спосіб – це перетворення вручну, коли на диску викликається контекстне меню та задіюється опція «Перетворити на динамічний диск».

Вибравши цей спосіб, потім потрібно залишити лише поточний диск, або виставити галочки на всіх підключених дисках для пакетного перетворення.

Підтверджуємо рішення у вікні з повідомленням, що інші Windows на інших розділах диска тепер не зможуть запускатися.

Все, після цих дій диск перетвориться на динамічний.

Інший спосіб перетворення диска на динамічний – це запуск операцій динамічного диска. А такі передбачаються і на базовому диску, аби він був із нерозподіленим простором. В такому випадку динамічний типдиск, що оперується, отримує за замовчуванням.

Крім того, при видаленні розділів на динамічному диску він автоматично перетворюється на базовий. А от якщо на динамічному диску вже є структура розділів, перетворити його на базовий засобами Windows не вдасться. Але така можливість є у Acronis Disk Director– функціональну програму для роботи з дисковим простором. Програма може перетворювати динамічні диски на базові без втрати файлів, що зберігаються на таких дисках.

3. Створення розділів на динамічних дисках засобами Windows

Якою є специфіка розділів (томів), що формуються на динамічних дисках? Як створюються томи динамічного диска?

3.1. Простий том

Простий том динамічного диска – це звичайний розділ, такий самий, як і створюваний на базовому диску. Він може бути створений із вільного місця лише на одному носії. Для створення на вільному місці динамічного диска необхідно викликати контекстне меню, потім вибрати «Створити простий том» і пройти кроки майстра.

3.2. Складовий том

Складовий том створюється з кількох жорстких дисків. До створення складових томів вдаються при необхідності формування одного великого розділу з кількох жорстких дисків, наприклад зі старих HDD з об'ємом в 80 Гб. Максимум жорстких дисків, із простору яких може бути сформований складовий том – 32. При переміщенні даних на складовий том файли записуються послідовно – спочатку на один жорсткий дискпотім на інший, потім на третій і т.д. Складовий том уразливий: при поломці одного жорсткого диска, файли користувача можуть бути втрачені навіть при тому, що інші диски будуть працездатними. У складовому томі все взаємозалежне, і без однієї з ланок ланцюга – одного з дисків – розділ просто перестане існувати.

Щоб сформувати складовий том, на вільному місці одного з дисків потрібно викликати контекстне меню і натиснути «Створити складовий том».

Усі основні параметри розділу встановлюються у вікні вибору дисків. У графі «Доступні» вибираємо доступні жорсткі диски та переносимо їх у графу «Вибрані» кнопкою «Додати». Внизу для будь-якого з доданих дисків можемо встановити конкретний розмір, який виділяється для складового тома, якщо не все місце на диску.

І після завершення тиснемо «Готово». Після цього побачимо створений складовий том, що розмістився на кількох дисках.

3.3. Черговий том

Чергуючий том (конфігурація RAID 0) створюється з двох і більше жорстких дисків і заповнюється даними не послідовно, як передбачено облаштуванням складеного тома, а паралельно. Дані одномоментно записуються на всі диски і також зчитуються з усіх дисків, що дозволяє збільшити швидкість проведення операцій. Правда, швидкість доступу до даних у будь-якому випадку визначатиметься можливостями повільнішого з дисків. Той, що чергується, як і складовий, не може похвалитися відмовостійкістю. Якщо вийде з ладу один з дисків, доступ до файлів тома, що чергується, буде неможливий.

Нещодавно на всіх комп'ютерах з попередньо встановленою ОС Windows використовувалися лише основні жорсткі диски. Однак у наші дні зростає попит на більш об'ємні та надійні носії, тому все більше комп'ютерів поставляється з динамічними дисками. Замість одного диска об'ємом 500 Гб на нових комп'ютерах нерідко зустрічається складовий логічний диск об'ємом 1000 Гб, сформований із двох фізичних дисків по 500Гб кожен. Єдиний спосіб реалізувати це у Windows 7 – застосовувати динамічні диски.

Чим більше комп'ютерів з динамічними дисками, тим частіше буде вас відвідувати думка про те, що вам варто перетворити основні диски на ваших комп'ютерах на динамічні. У деяких випадках таке рішення продиктоване прагненням стандартизації. Однак, перш ніж прийняти рішення про перехід з одного типу дисків на інший, подумайте, наскільки це вам необхідно. А тепер розглянемо, що таке основні та динамічні диски.

Основний диск – це фізичний диск, що містить один або кілька основних томів, які можуть бути налаштовані як основні розділи, а також додатковий розділ, що складається з логічних дисків. Основний розділ – це область диска з можливістю прямого доступу для зберігання файлів. На кожному фізичному диску може розміщуватись до чотирьох основних розділів. Для доступу до основного розділу необхідно створити файлову систему. Замість одного з чотирьох можливих основних розділів, можна створити додатковий розділ (тобто на основному диску може бути до трьох основних розділів і один додатковий розділ). На відміну від основних розділів у тому, що до додатковим розділам немає прямого доступу. Вони складаються з одного або кількох логічних дисків та використовуються для зберігання файлів. Поділ додаткових розділів на логічні диски дає можливість поділу фізичного диска більш ніж чотири області. Можна, наприклад, в одному додатковому розділі створити логічні диски F, G та H.

Динамічним називається фізичний диск з одним або декількома динамічними томами. На відміну від основного диска кількість томів на динамічному диску не обмежена, і кожен з них може бути додатковим або системним томом . Основні диски працюють з будь-якими випусками Windows, а динамічні диски підтримуються тільки у версіях не раніше Windows 2000. Наприклад, якщо Disk 0 - динамічний, його не можна використовувати в Windows 98.

Раніше ключова перевага динамічних дисків полягала в можливості об'єднувати фізичні диски за допомогою функцій складання, чергування або дзеркалювання. Але в Windows 7 можна складати, чергувати та дзеркувати і основні диски. При складанні або чергуванні дисків створюється один том, що переходить з одного диска на інший, в якому використовується весь диск або лише частина диска в наборі. Відмінність між складанням та чергуванням полягає у способі запису даних. У Windows 7 складові диски розпізнаються як один розділ, і операції запису на складовий диск виконуються по всьому розділі у випадковому порядку. При чергуванні дані по черзі записуються кожен із дисків, складових том. У більшості випадків чергування забезпечує швидше виконання читання-запису, оскільки дозволяє одночасно звертатися до кількох дисків. Дзеркалювання дисків полягає у створенні одного стійкого до відмови тома з двох дисків. У разі відмови одного з томів набору залишається доступним інший том, а збійний том можна відновити, не перериваючи роботи системи.

Увага! З технічної точки зору диски з чергуванням є надмірним масивом незалежних дисків (RAID) рівня 0 (RAID-0), а дзеркальні диски – RAID рівня 1 (RAID-1). Дзеркальні диски стійкі до відмови, чого не можна сказати ні про чергуються, ні про складові диски, в яких помилка на будь-якому диску набору призводить до збою всього тому.

У наші дні, коли для складання, чергування та створення дзеркал підходять і основні диски, ключова відмінність динамічних дисків від основних полягає в розширених можливостях виявлення та виправлення помилок, а також можливості зміни дисків без перезавантаження комп'ютера. Інші доступні можливості залежать від файлової системи: FAT, FAT32 або NTFS.

У процесі форматування диск ділиться на кластери – логічно об'єднані групи секторів. У FAT, FAT32 та NTFS розмір сектора постійний і дорівнює 512 байт, а розмір кластера не регламентований. Наприклад, якщо розмір кластера дорівнює 4096 байт, кожен кластер складається з восьми секторів.

У наведеній нижче таблиці наведено зведення стандартних розмірівкластери для FAT16, FAT32, exFAT та NTFS.

Створюючи на диску файлову систему, ви можете вказати розмір кластера або прийняти розмір, запропонований за замовчуванням. В будь-якому випадку, допустимі розмірикластери залежать від файлової системи.

Важливо розуміти, що кластери є мінімальною одиницею розподілу дискового простору. В одному кластері може бути не більше одного файлу. Якщо ви створили файл розміром 1 Кб, а розмір кластера становить 4 Кб, у кластері залишиться 3 Кб вільного місця, недоступного для інших файлів. Якщо для розміщення файлу одного кластера не вистачило, інші дані файлу переходять в найближчий вільний кластер, потім до іншого, поки весь файл не буде записаний повністю. Наприклад, у FAT у першому кластері файлу є покажчик на другий кластер, а у другому кластері – покажчик на наступний, і так далі до останнього кластера, в якому є маркер кінця файлу (EOF).

Фізичною структурою дисків управляє дискова підсистема введення-виводу. Логічною структурою дисків лише на рівні файлової системи управляє Windows. Під логічною структурою розуміються основні та динамічні томи, створювані на диску, та файлові системи, в яких вони відформатовані. Як основні, так і динамічні томи можна форматувати в FAT або NTFS. Кожна файлова система має свої позитивні та негативні сторони.

На одному комп'ютері основні та динамічні диски можуть співіснувати, але диски, що входять до складу одного тома, мають бути однотипними. Наприклад, якщо створити том з дисків Disk 0 і Disk 1, які були створені в Windows NT 4.0, то їх можна буде використовувати в Windows 7. При зміні типу диска Disk 0 на динамічний доведеться змінити також тип диска Disk 1. Перетворення основних дисків у динамічні та назад розглянуто далі, у статті . Не забувайте, що перетворити основний диск на динамічний можна без втрати даних, але при перетворенні динамічного диска на основний доведеться видалити всі розділи на динамічному диску . З видаленням розділів губляться всі дані. Нарешті, динамічні диски неможливо створити на знімних носіях чи накопичувачах портативних комп'ютерів. Диски ноутбуків, кишенькових ПК тощо можуть бути лише основними.

Увага! Працюючи з ноутбуками, будьте обережні. Вигляд консолі Управління дисками в деяких з них створює враження, що основний диск можна перетворити на динамічний. Таке трапляється на комп'ютерах, які не підтримують специфікації APM та ACPI. Може здатися, що на комп'ютері включено підтримку динамічних дисків, але це не так. Спроба перетворити основний диск на динамічний на такому ноутбуці може призвести до псування всього диска.

Примітка! У динамічні можна конвертувати деякі зовнішні жорсткі диски з інтерфейсами FireWire, USB або eSATA. Про те, як це робиться, ви можете дізнатися зі статті Бази знань Microsoft 299598 «How To: Convert IEEE 1394 Disk Drive to Dynamic Disk Drive in Windows XP». Однак у цій статті недостатньо уваги приділяється запобіжним заходам. Зовнішній жорсткий диск слід використовувати лише на одному комп'ютері. Якщо в майбутньому може виникнути потреба підключити цей диск до іншого комп'ютера, не виконуйте перетворення. Більше того, перш ніж перетворити будь-який зовнішній жорсткийдиск із підключенням через FireWire або USB, створіть резервну копію даних. По можливості, спочатку виконайте перетворення на такому ж диску, який не містить важливих даних, а потім перевірте працездатність диска.

Як таких, існує два типи комп'ютерних жорстких дисків: основний та динамічний диск. Базові диски часто використовуються носії з Windows. Вони містять розділи - основні розділи та логічні диски, які зазвичай відформатовані з файловою системою. Динамічні диски надають можливість створювати стійкі до відмов томи, можуть навіть займати кілька дисків - базові диски не можуть. Ми можемо легко перетворити базовий диск на динамічний на нашій ОС Windows XP, 2003, 2008, Windows 7, Windows 8 операційних системах, але досить складно перетворити динамічний диск на базовий. Чому так відбувається? Це відбувається тому, що Windows disk manager не підтримує перетворення динамічного диска, який містить обсяг(и) або розділ(и) у базовому диску, і це лише дозволить вам конвертувати ті диски, які не містять томів або розділів.

Динамічні диски та базові диски

Базовий диск:якийсь фізичний диск, з яким можна працювати в MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) та всіх операційних системах на базі Windows. Він може містити до 4 основних розділів або 3 основних розділів та 1 додатковий розділ, який містить кілька логічних розділів.

Динамічний диск:це теж свого роду диск, функція якого аналогічна до основного розділу на базовому диску. Однак, він може розбиватися та обмінюватися даними між дисками. Наприклад, динамічний диск, насправді, може складатися з місця зберігання, яке розділене на два диски. Крім того, на динамічний диск можна копіювати дані між дисками у разі пошкодження диска. Ця функція потребує великих дисків, але вона надійніша.

Операційна система Windows підтримує два типи дисків: базовий диск та динамічний диск. Базові диски використовуються для управління даними на дисках, використовуючи для цього основні розділи, додаткові розділи та логічні розділи; у той час як концепція динамічного диска була введена компанією Microsoft, починаючи з Windows 2000, і вона додана до керування дисками. Dynamic disk storage використовує обсяг дисків, з перевагами, такими як можливість створення томів, що займають пристрої на декількох дисках. Тому, все більше користувачів хочуть використовувати динамічний диск замість звичайного одного, і шукають методи для того, щоб перетворити їх на базові диски в динамічні. Однак, оскільки деякі операційні системи Windows (Windows NT, MS-DOS і всі операційні системи Microsoft Home Edition, Vista Home Basic Edition, Windows 7 Home Basic Edition…) не підтримують динамічний диск, на деяких ситуаціях, ви повинні перетворити динамічний диск в базовий. На жаль, Windows не надає послуг для таких потреб. Однак, користувачі, щоб зробити це перетворення, можуть скористатися програмами сторонніх виробників, таких як AOMEI Partition Assistant. За допомогою AOMEI Partition Assistant, ви можете легко перетворити динамічний диск на базовий диск без втрати даних, і так само ми могли б також легко перетворити базовий диск на динамічний, або за допомогою вікна вбудованого оснащення «Управління дисками» або partition assistant.

Більшість домашніх персональних комп'ютерів налаштовуються за допомогою базових дисків, проте ІТ-фахівці, як правило, воліють використовувати динамічні диски, тому що вони пропонують більше функціональних можливостей та підвищують надійність та продуктивність. Поки що домашні версії операційної системи Windows підтримують базові диски Enterprise/Pro/Ultimate різних версіяхОС Windows, а також підтримують і динамічні диски. У Microsoft перераховуються операції, які можна виконувати кожному з цих типів.

Роботи які можуть бути виконані на базових та динамічних дисках:

1. Перевірте властивості диска, розділ «Властивості» та «Властивості тома».
2. Встановлення призначення літери диска для дисків або розділів.
3. Підтримка обох розділів MBR та GPT стилів.
4. Перетворення базового диска на динамічний диск або динамічного диска на базовий диск.

Операції, які можуть виконуватись тільки на динамічних дисках:

1. Створення та видалення простих, складових, чергуються, дзеркальних та RAID-5 томів.
2. Робити розширення для простого чи складеного тому.
3. Видаляти дзеркало із дзеркального тому.
4. Зробити перерву дзеркального тома у двох томах.
5. Зробити ремонт дзеркального тома чи тома RAID-5.
6. Можливість активувати відсутній або вимкнений диск.

Перетворення базового диска на динамічний диск

Перш ніж розпочати цей процес, ви повинні знати, що в результаті цієї операції ви можете втратити дані, тому дуже важливо, щоб ви спочатку зробили резервну копію даних на зовнішній жорсткий диск. Отже, приступимо тільки якщо ви знаєте, що ви робите і Будьте обережні.

Якщо ви використовуєте базовий диск як сховище тіньових копій, щоб уникнути втрати даних і ви маєте намір перетворити базовий диск на динамічний диск, важливо вжити наступних запобіжних заходів. Якщо диск не має завантажувального тома, де зберігаються вихідні файли, перед перетворенням диска необхідно спочатку вимкнути та зняти обсяг, що містить вихідні файли, що містить тіньові копії на динамічний диск. Ви повинні довести обсяг, що містить вихідні файли назад протягом 20 хвилин, інакше ви втратите дані, що зберігаються в існуючих тіньових копіях. Якщо тіньові копії знаходяться на томі завантаження, ви можете перетворити диск на динамічний, не втрачаючи тіньові копії.

За допомогою інтерфейсу користувача

Щоб перетворити на Windows 8.1, відкрийте меню WinX і виберіть «Керування дисками». Клацніть правою кнопкою миші на диску та виберіть пункт «Перетворити на динамічний диск». Вам буде запропоновано ще раз перевірити диск і натиснути кнопку «Перетворити надалі». Почнеться процес, і диск буде перетворено на динамічний диск.

За допомогою командного рядка

Відкрийте командний рядок із підвищеними привілеями введіть diskpartта натисніть Enter.

Тепер введіть тип select disknта натисніть Enter.

Введіть наступний тип convert dynamicта натисніть Enter.

Перетворити динамічний диск на базовий диск

За допомогою керування дисками

З допомогою Disk Management - щоб перетворити динамічний диск на базовий диск, клацніть правою кнопкою мишки на томі, який ви хочете перетворити на базовий диск, і для кожного тома на диску виберіть команду Delete Volume. Коли всі томи на диску будуть видалені, клацніть правою кнопкою миші на диск і виберіть пункт "Перетворити на базовий диск". Почнеться операція перетворення.

За допомогою CMD

Відкрийте командний рядок та введіть diskpartта натисніть Enter.

Введіть наступний тип list diskта запишіть номер диска, диск, який ви хочете перетворити на базовий. Тепер введіть дані та натисніть клавішу Enter, одну за іншою:

1. Введіть тип select disk .
2. Введіть тип detail disk .
3. Для кожного тома на диску введіть тип select volume=<номер тома> а потім введіть delete volume.
4. Введіть тип select disk . Вкажіть номер диска, який потрібно перетворити на базовий диск.

Нарешті введіть типconvert basicта натисніть Enter. Почнеться операція перетворення.

Пам'ятайте, що перш ніж виконати будь-яку з цих операцій завжди необхідно робити резервну копію. А також ніколи неПеретворюйте базовий диск, що містить операційну систему динамічного диска, оскільки це може зробити систему, що не завантажується.

1. Зареєструйтесь у системі від імені користувача Administrator або одного з користувачів, які мають у локальній системі адміністративні права (група Administrators).
2. Запустивши оснастку Disk Management, вкажіть курсором на один із наявних у системі базових дисків, виконайте клацання правою кнопкою миші та виберіть із контекстного меню (рис. 8.2) команду Convert to Dynamic Disk... (перетворити на динамічний диск).
3. На екрані з'явиться діалогове вікно Convert to Dynamic Disk (Перетворити на динамічний диск), в якому буде наведено список усіх фізичних дисків, які можна перетворити з базових на динамічні (рис. 8.3). Встановіть прапорці навпроти всіх дисків, для яких потрібно виконати перетворення, та натисніть кнопку ОК. У вікні, яке з'явиться наступним, ви побачите список дисків, вибраних для перетворення. Натиснувши в цьому вікні кнопку Details, ви зможете переглянути список томів, які будуть утримуватись на цих дисках після перетворення. Щоб розпочати перетворення, натисніть кнопку Convert.

Рис. 8.2. Перетворення базового диска на динамічний

Рис. 8.3. Вікно вибору базових дисків для перетворення

Варто ще раз відзначити, що хоча перетворення диска з базового в динамічний відбувається без втрати даних, обернено^ перетворення неможливо без видалення всіх томів (і, отже, втрати всіх даних, які на них містилися). З цієї причини, якщо вам потрібно перетворити диск назад до базового, слід обов'язково виконати резервне копіювання.
Якщо на диску, обраному для перетворення на динамічний, є завантажувальні розділи, що містять інші встановлені операційні системи, то перед тим, як фактично виконати перетворення, система виведе стандартне попередження про те, що жодна інша операційна система не зможе завантажуватися з томів, що є на динамічні диски. У більшості випадків після виконання перетворення вам не потрібно перезавантажувати комп'ютер, однак із цього правила бувають і винятки. Так, перезавантаження потрібно, якщо на одному з перетворюваних дисків містяться системні або завантажувальні розділи або томи, на яких зберігається файл підкачки або аварійний дамп.
Після перетворення всі основні розділи та логічні диски, що були на диску, стануть простими томами (рис. 8.4). За легендою (нижня частина вікна оснащення) прості томи (simple volume) забарвлюються в оливковий колір.

Рис. 8.4. Після перетворення до динамічного формату всі існуючі на диску головні розділи та логічні диски перетворюються на прості томи

Як ми вже встигли переконатися, нові можливості творці операційної системи Windows 2000 не поскупилися. І хоча основний акцент зроблений на реалізації Active Directory (AD) і супроводжуючому AD наборі системних служб, ціла низка дуже корисних функцій у Windows 2000 відноситься до області зберігання даних. У статті NTFS5 проти FAT32 я розглядаю нові можливості роботи з розділами NTFS5. Однак, ці вдосконалення не обмежуються новими властивостями NTFS5. Автори Windows 2000 привнесли в управління зберіганням даних нову термінологію, інструментарій та технології, що значною мірою обумовлено вимогами замовників.

Так, словосполучення «динамічні диски» (dynamic disks) стало позначати організацію програмними засобами нового покоління дискових томів, що забезпечують більшу гнучкість і надійність, ніж це було у Windows NT 4.0. Щоб отримати від встановлених систем Windows 2000 максимум віддачі, необхідно добре розібратися у властивостях, перевагах і недоліках цієї категорії дискових томів.

Поняття «базового диска»

Перш ніж поринути в аналіз поняття «динамічні диски», хочу трохи розповісти про їх попередників – базові диски (basic disk). Хоча цей термін вводиться вперше, все пояснюється дуже просто: базові диски - це всього лише звичайні дискові накопичувачі, тобто ті диски, які користувачі NT 4.0, Windows 9x і MS-DOS регулярно створювали в процесі роботи. Всі базові диски містять принаймні один із наведених нижче елементів.

• Основний розділ (Primary partition). Розділи цього типу, на відміну від інших, здатні виступати як про системні розділи (system partition), на яких у свою чергу можуть розміщуватися завантажувальні секториі специфічні для тієї чи іншої операційної системи файли (startup files), такі як, наприклад, програма-завантажувач NT – NT Loader або NTLDR, а також особливий файл hal.dll. У процесі завантаження система встановлює відповідність між основним розділом та буквою логічного диска (скажімо, С, Е). І операційна система Windows 2000 і NT можуть працювати з декількома основними розділами одного фізичного диска; в той же час, інші операційні системи, такі як MS-DOS і Windows 9x, дозволяють створювати і розпізнати лише один основний розділ на диску.
• Розширений чи додатковий розділ (Extended partition). Додаткові розділи можуть складатися з кількох логічних дисків (logical drive). Базовий диск може містити лише один додатковий розділ, проте всередині розділу може бути кілька логічних дисків.
• Логічні диски (Logical drive). Логічні диски – це самостійні логічні одиниці, організовані не більше додаткового розділу. Задіяти їх як системний розділ не можна, зате можна використовувати для багатьох інших завдань, у тому числі для формування томів та організації так званого завантажувального тома (boot volume) Windows 2000 або NT, на якому буде розміщуватись каталог \winnt. Система надає логічним дискам відповідні літери.

При роботі з операційними системами Windows 2000 і NT можна створювати та використовувати до чотирьох розділів на одному базовому диску: три основних та один додатковий. Системи Windows 9x та MS-DOS можуть розпізнати на базовому диску лише два розділи – один основний та один додатковий.

Крім основного та додаткового розділів диски Windows NT 4.0 можуть містити розділи деяких інших типів, включаючи набір томів (volume set), том із чергуванням (stripe set), дзеркальний том (mirror set), а також набір томів із чергуванням та контролем парності (stripe set with parity).

Набір томів є об'єднання вільного дискового простору на більш ніж одному фізичному диску. Для тома з чергуванням (еквівалентно організації RAID 0) характерно розміщення даних рівномірно на двох і більше фізичних дисках підвищення продуктивності при зверненні до даних. Дзеркальний том (відомий також під назвою RAID 1) вже є відмовостійкою організацією даних – за рахунок дублювання інформації на двох фізичних дисках: основному і так званому тіньовому (shadow). Том з чергуванням та контролем парності (організація RAID 5) – це також один із видів відмови стійкої організації даних за рахунок наявності на томі як даних, так і контрольної інформації, розподіленої по трьох і більше фізичних дисках. Коли фізичний диск – член тома RAID 5 – з якоїсь причини виходить з ладу, дані та контрольні суми на дисках, що залишилися, використовуються для відновлення вмісту несправного диска.

Обмеження базових дисків

Базові диски не забезпечують надмірності для такої найважливішої системної інформації, як таблиця змісту розділу або MBR, тому порушення цілісності системних даних в одному місці руйнує всю структуру повністю. У багатьох, ймовірно, постає питання: «Невже RAID-організація томів не в змозі вирішити цю проблему?» На жаль, лише у деяких випадках. Наприклад, створений за допомогою програмних засобів Windows 2000 або NT том з організацією RAID 1 хоч і забезпечує надмірність інформації (за рахунок дублювання вмісту основного диска на тіньовий), проте область MBR не дублюється. Разом з тим, більшість методів апаратної організації RAID-масивів (забезпечених установкою спеціальних RAID-контролерів) дзеркає весь вміст диска повністю, включаючи область MBR. Це одна з переваг апаратних методів організації RAID-масивів перед програмною організацією RAID у системах Windows 2000 та NT.

Інша проблема базових дисків пов'язана з необхідністю перезавантажувати систему після внесення деяких видів змін у конфігурацію дискових розділів. Через це адміністратори змушені планувати внесення змін на період неактивної експлуатації системи, або на неробочий час.

Поняття «динамічний диск»

Динамічні диски Windows 2000 підтримують організацію томів (іноді також звані динамічними томами), на противагу концепції розділів, реалізованої в NT 4.0 та інших попередніх операційних системах. Разом з тим, типи томів, які використовуються динамічними дисками, в основному збігаються з типами розділів, що підтримуються NT 4.0, за винятком простого і охоплює томів.

Простий том (Simple volume)

На динамічних дисках основний та розширений розділи не використовуються. Натомість введено поняття «простий том». Тома цього не забезпечують отказоустойчивости і з однієї і більше областей дискового простору однією фізичному диску.

Охоплюючий том (Spanned volume)

Розробники Windows 2000 перейменували термін "набір томів", що використовувався в системах NT, в поняття "що охоплює том". По суті нічого не змінилося – охоплюючі томи містять дисковий простір двох і більше фізичних дисків. За допомогою програми обслуговування дисків у Windows 2000, утиліти Logical Disk Manager (LDM), можна розширити будь-який момент існуючий простий том до охоплює, додавши ділянку дискового простору з інших встановлених у системі фізичних дисків. Програма LDM, вікно якої представлене на Екрані 1, реалізована у вигляді модуля стандартної MMC-консолі Windows 2000, що підключається, і є правонаступницею добре знайомої утиліти Disk Administrator в NT 4.0.

Використання Windows 2000 і NT розділів, томів і різних способів об'єднання дискового простору може збентежити. Хочу пояснити, що з погляду NT на дисках розташовані розділи, що являють собою базову одиницю «дроблення» фізичного диска, у той час як для операційної системи Windows 2000 колишнє поняття розділу трансформувалося в «тому». Для обох операційних систем кожен розділ або том повинен належати до одного з допустимих типів, тобто бути основним, додатковим, простим або охоплюючим томом, набором томів або дзеркальним томом.

Інша річ, як відформатовано файлову систему тома чи розділу – у форматі NTFS, FAT або FAT32. Найчастіше Windows 2000 і NT пропонують на вибір кілька типів форматів для цього типу тома. Але існує три винятки: набори томів, що охоплюють томи та прості томи. Останнє за умови, що прості томи планується розширити за рахунок наявного вільного простору на тому самому фізичному диску. У цьому випадку допустимо лише формат NTFS. Разом з тим, простий том може бути форматований як FAT або FAT32, якщо використовується один-єдиний регіон вільного простору на одному фізичному диску.

Нові властивості динамічних дисків

У динамічних дисках реалізовані нові характеристики та технології, покликані забезпечити додаткову відмовостійкість та можливість керувати дисковими томами в оперативному режимі. Такі вдосконалення дозволяють досягти більш високої готовності серверів Windows 2000 порівняно з NT-серверами.

На відміну від базових дисків, динамічні зберігають інформацію про структуру найбільш критичних дискових даних у кількох місцях. Крім того, динамічні диски не залежать від єдиної таблиці розділів для даного типу тома та його розташування, а підтримують натомість спеціальну базу даних, розміром 1 Мбайт, в самому кінці фізичного диска. У такій базі даних зберігаються не тільки принципово важливі відомості про томи, розташовані на даному динамічному диску, але також інформація про всі динамічні диски системи. Вміст цієї бази даних нагадує те, що знаходиться в таблиці розділів звичайних базових дисків, зокрема дані про початкові та кінцеві сектори та сумарна кількість секторів, тип тома або RAID-масиву для кожного наявного в системі тома динамічного диска. Слід зазначити, що зазначена база даних не зберігає відомості про томи, відформатовані як FAT або FAT32, а також про розміщення головної файлової таблиці, Master File Table (MFT), що використовується для томів NTFS: система забезпечує зберігання всіх цих відомостей в іншому місці. База містить інформацію про всі томи, а система поширює дублікати цієї бази на динамічні диски. Описані функції значно підвищують можливість відновлення системи у разі руйнації будь-якої однієї бази даних.

Операційна система Windows 2000 самостійно відслідковує як зміни у вмісті бази даних, так і актуальність дублікатів бази на всіх дисках. Крім того, система може використовувати відомості, що зберігаються в базі, для автоматичного відновлення пошкодженої або зруйнованої бази на сусідньому диску. Якщо для систем на базі NT пошкодження або руйнування таблиці розділів базового диска - подія катастрофічна, то Windows 2000 може автоматично відновити статус-кво динамічного диска, а користувач може навіть про це не знати. У разі виникнення будь-яких проблем з базою даних, Windows 2000 самостійно знайде диск з непошкодженою копією бази, а потім скопіює її на постраждалий диск.

Розробники Windows 2000 узвичаїли нове поняття – «дискова група» (55disk group). Назва говорить сама за себе: це групи динамічних дисків. Windows 2000 автоматично створює дискову групу, як тільки до системи додаються динамічні диски. Динамічні диски реплікують базу даних тому серед усіх членів своєї дискової групи. За промовчанням, у системі Windows 2000 може існувати лише одна дискова група. Система формує ім'я дискової групи з урахуванням імені комп'ютера з додаванням суфікса Dg0. Якщо виникають труднощі з визначенням імені дискової групи, потрібно перевірити значення параметра реєстру за адресою: HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ CurrentControlSetServices\dmio\Boot Info\Primary Disk Group\Name. Менеджер LDM, присутній у Windows 2000, є полегшеною версією продукту Logical Disk Manager Pro від VERITAS Software. Якщо ж використовується оригінальна версія продукту, то можна створювати та обслуговувати кілька дискових груп.

Інша перевага динамічних дисків Windows 2000 полягає в тому, що їх можна обслуговувати в оперативному режимі без перезавантаження системи. На відміну від процедур реконфігурації базових дисків (тобто створення, розширення, дзеркалювання томів), для завершення яких потрібно перезавантаження системи, динамічні диски дозволяють виконувати зміни дискової конфігурації, що називається, на льоту. Також без перезавантаження допускається додавання нових динамічних дисків (за умови, що шина підтримує hot-plug-диски). На відміну від використання утиліти Disk Administrator в NT 4.0, практично всі зміни, внесені в LDM Windows 2000, набувають чинності негайно – немає потреби вибирати спеціальні пункти меню для збереження та підтвердження внесених у процесі роботи з утилітою LDM змін. Усі перелічені нові характеристики у сфері дискового менеджменту, реалізовані в Windows 2000, – дуже помітні вдосконалення проти NT 4.0.

Перехід до динамічних дисків

Існує три методи створення динамічних дисків: конвертація існуючого базового диска, імпорт установок наявного динамічного диска з іншої системи Windows 2000 і, нарешті, створення абсолютно нового, ще не ініціалізованого диска, як динамічний диск. Метод конвертації використовується при заміні наявної системи NT на Windows 2000 або в процесі міграції існуючих дисків у систему на базі Windows 2000. Створення та конвертація динамічних дисків виконуються через LDM.

Перехід від базових дисків до динамічних не є обов'язковою умовою функціонування Windows 2000. Ця операційна система може працювати як зі статичними, так і динамічними дисками, а також з їх комбінацією. Коли утиліта LDM вперше запускається в системі, що містить один і більше базових дисків, видається запит на конвертацію базових дисків динамічні. У разі відмови конвертація може бути виконана пізніше за допомогою контекстного меню базового диска, область якого знаходиться у лівій частині консолі LDM. У контекстному меню слід вибрати команду Upgrade to Dynamic Disk (див. Екран 2). Цей пункт меню недоступний під час роботи з портативними комп'ютерами, оскільки Microsoft не підтримує динамічні диски на ноутбуках.

Дилеми динамічних дисків

На жаль, у деяких ситуаціях розробники Microsoft не рекомендують використовувати динамічні диски - або тому, що жодних переваг це не дає, або через те, що в ряді випадків динамічні диски просто не працюють. Одне обмеження полягає в тому, що Windows 2000 є єдиною операційною системою, здатною застосовувати дані динамічних дисків і організованих на них томів. Це справедливо навіть у тому випадку, коли на базі динамічних дисків томи відформатовані для роботи з FAT або FAT32 типами файлових систем, «зрозумілими» для інших операційних систем. Якщо використовується мультизавантажувальна конфігурація, слід дізнатися про подібне обмеження наперед – до конвертації базових дисків. До того ж знімні диски, такі як Zip, Jaz, SyQuest, магнітооптичні накопичувачі і жорсткі диски, що використовують інтерфейси USB або IEEE 1394, також не підтримують роботу з динамічними дисками. У статті «IEEE 1394 Hard Disk Support in Windows 2000» (http://support. microsoft.com/support/kb/articles/q244/9/19.asp) представники Microsoft стверджують, що причиною тому сама природа знімних пристроїв – можливість їх підключення та відключення без вимкнення живлення (hot-removable). Видалення із системи пристрою, на якому організований динамічний диск, зведе нанівець зусилля, витрачені зберігання інформації про томи на динамічних дисках.

Неможливість організації динамічних дисків на портативних комп'ютерах створює ще одну проблему. Зважаючи на все, це пов'язано з тим, що для багатьох портативних комп'ютерів зняти або замінити жорсткий диск досить просто. Як і у випадку зі знімними пристроями, видалення із системи динамічного диска позначиться на інших динамічних дисках у системі. Але, з іншого боку, динамічні диски не надають користувачам портативних комп'ютерів жодного з розглянутих у статті переваг. Базу даних «динамічних» томів, що реплікується, має сенс створювати лише в тих системах, де встановлено кілька фізичних дисків, що для портативних комп'ютерів загалом екзотика. І, нарешті, багато портативних комп'ютерів з операційною системою Windows 2000 використовуються їх власниками в мультизавантажувальній конфігурації, що дозволяє при необхідності завантажувати Win9x, DOS, Linux, BeOS і т. д., а динамічні диски з організованими на них томами не читаються жодної операційною системою, крім Windows 2000.

Динамічні диски та томи, на них сформовані, підтримують ті ж самі рівні RAID, що й розділи на базових дисках (а саме 0, 1 та 5). Хоча є можливість імпортувати налаштування існуючого на базовому диску RAID-тому у Windows 2000 і надалі обслуговувати цей RAID, проте створити нові RAID-томи на базовому диску вже не вдасться – Windows 2000 забезпечує формування нових RAID-томів лише на динамічних дисках. Якщо все ж таки необхідно додати RAID-томи в систему під керуванням Windows 2000, доведеться або встановити новий диск і описати його як динамічний диск, або конвертувати існуючий базовий диск, якщо на ньому є достатньо вільного дискового простору для організації нового RAID-тому.

Майте на увазі, що не так просто конвертувати динамічний диск та його томи назад у базовий диск. Єдиний спосіб зробити це полягає у видаленні кожного «динамічного» тома, і лише після цього можна буде конвертувати диск у базовий стан. Звичайно, необхідно спочатку зберегти дані на стрічці і потім відновити їх на знову організовані томи.

І останнє. Операційна система Windows 2000 не надає жодних механізмів розширення простого тому. Здавалося б, це можна зробити, або додаючи вільний дисковий простір раніше конвертованого динамічного диска, або перетворюючи простий том на сконвертованому динамічному диску в spanned-тому, знову ж таки додаючи вільний дисковий простір, але на іншому фізичному диску. Однак цього робити не можна, оскільки розділи базового диска, сконвертовані в прості томи на динамічних дисках, зобов'язані зберегти свої записи в таблиці розділів в області MBR, інакше Windows 2000 не зможе завантажитися з цього тому, ні «встановитися» на нього. (Треба сказати, що програма Windows 2000 Setup дозволяє виконувати інсталяцію тільки на динамічні диски, що містять системний або завантажувальний том.

Вибір дискової конфігурації

Динамічні диски – основна технологія в операційній системі Windows 2000 та крок уперед у розвитку технології зберігання даних. Разом з тим, у деяких випадках використання динамічних дисків має ряд обмежень, у тому числі обмеження щодо зворотної сумісності з іншими операційними системами та у зв'язку з відсутністю підтримки апаратної конфігурації та пристроїв. Ясне уявлення про відмінності динамічних дисків від їх попередників – базових дисків, а також знання сильних і слабких сторінНова технологія дозволить зробити вибір оптимальної дискової конфігурації під керуванням Windows 2000.

ПРО АВТОРА

Шон Дейлі – один з редакторів журналу Windows NT Magazine та президент компанії iNTellinet Solutions, що займається консалтингом та мережевою інтеграцією. Має звання MCSE. Остання його книга була «Optimizing Windows NT», випущена видавництвом IDG Books. З ним можна зв'язатися на адресу електронної пошти: [email protected].