Добавить рис

Файловая система обеспечивает работу важнейших функций; некоторые из них перечислены ниже.

• Поддержка целостности данных и предоставление пользователю необхо­димых возможностей для создания, удаления, чтения и записи файлов.

• Предоставление уровня абстракции, позволяющего изолировать прило­жения от физических характеристик устройства хранения и конкретно­го местоположения необходимых данных на физическом носителе. При­ложения обрабатывают файлы в качестве линейной последовательности байтов и существуют в рамках этой последовательности, произвольно проводя чтение и запись данных.

• Предоставление уровня абстракции, который позволяет приложениям организовывать файлы в иерархии, например в каталоги, содержащие файлы и другие каталоги. На практике иерархия — сугубо логическая структура, поддерживаемая файловой системой, так как все данные размещены в случайных кластерах диска.

• Предоставление уровня безопасности для данных; например, файловая система NTFS принудительно требует проверки прав доступа к опреде­ленным ресурсам, например файлам, каталогам и томам.

• Поддержка параллельного доступа, т.е. работы нескольких пользова­телей и обработки одновременных запросов на ввод-вывод от каждо­го пользователя. Кроме того, предоставляется служба индексирования и блокировок, которая позволяет операции ввода-вывода от какого-либо пользователя получить в исключительное владение определенный файл или область файла. Кроме того, файловая система должна восстанав­ливаться после отказов в работе приложений,

Диски, разделы и тома

Термин диск используется при описании такого физического носителя, как накопитель IDE или SCSI, а также сменных носителей, например нако­пителей USB, компакт-дисков и DVD. Логически диск состоит из кластеров, которые характеризуются размером, например 512, 1024, 4096 байт. Термин диск всегда используется при ссылке на физический объект, который мож­но увидеть и взять в руки. С другой стороны, термины раздел и том, ко­торые описываются в следующих абзацах, представляют собой логические концепции.

В контексте администрирования некоторые диски (но не все)¹ могут быть разделены на несколько логических областей, которые называются раздела­ми (partitions). Каждый раздел может содержать указанный объем данных, и это значение представляет собой интегральное количество кластерных еди­ниц. Например, диск объемом 80 Гбайт может быть разбит на два раздела, один из которых предназначен для установки файловой системы и систем­ных утилит, а второй — для хранения пользовательских данных. Еще одна причина выделения небольшого раздела на корпоративных серверах связана с установкой диагностических утилит.

1 Примером неразделимых дисков служат компакт-диски и dvd, которые имеют только одни раздел.

Том (volume) — это набор, состоящий из одного или нескольких разде­лов. Комбинация разделов может быть подобрана для обеспечения быстро­действия, объема, целостности данных или сочетания этих параметров. На­пример, два раздела могут быть объединены для создания тома большего объема или два раздела одинакового размера могут составлять единый зер­кальный том, в котором данные дублируются на каждый из разделов. Такие методы комбинации разделов рассматриваются в главе 9, посвященной мас­сивам RAID. Обратите внимание: комбинирование разделов имеет ряд осо­бенностей, которые зависят от типа диска и версии Windows; более подробно они рассматриваются далее.

Если быть точным, то файловые системы размещены на томах. Тома, как уже отмечалось, включают в себя один или несколько дисковых разделов. Дисковые разделы — это логические элементы физического диска. На рис. 6.1 приведена многоуровневая структура. Сверху представлен уровень файловой системы, ниже уровень томов, еще ниже — уровень дисковых разделов.

На рис. показана схема NTFS тома VI, который, в свою очередь, со­стоит из разделов D1-P1 и D2-P2. Кроме того, NTFS установлена на томе V2, который создан из зеркальных разделов D1-P2 и D2-P1 (при этом раз­делы должны быть одинакового размера). Для обозначения другого метода формирования тома V2 связь между томом и разделами показана штрих-пунктирной линией. Файловая система FAT установлена на томе V3, кото­рый состоит из одного раздела D3-P1. Диск D1 разбит на два раздела: D1-P1 в качестве примера и не описывает всех возможных способов создания томов.

Учитывая базовые идеи, лежащие в основе файловых систем, можно об­ратиться к деталям. В частности, описанию раздела как набора дисковых кластеров не хватает ряда важных подробностей, например: каким образом операционная система собирает данные на нескольких разделах, существу­ющих на определенном диске, и в каком месте начинается и заканчивается определенный раздел. Ответы на эти вопросы требуют более подробного опи­сания, которое приводиться в разделах 6.1.1 и 6.1.2. Кроме того, разделы на базовых дисках иногда в шутку называют "жесткими" разделами, а разде­лы на динамических дисках — "мягкими" (об этом речь идет далее в главе). Эти названия отражают неизменность размера жестких разделов (их невоз­можно увеличить или уменьшить) и возможность изменения размера мягких разделов, даже если они активно используются в текущий момент времени.

Следует упомянуть еще одну особенность. В этой книге рассматривается иерархия, в которой диски делятся на разделы, а разделы составляют тома. Но в некоторых книгах термины том и раздел взаимозаменяемы, особенно если предполагается, что том состоит из одного раздела. Более того, в неко­торых книгах взаимозаменяемыми являются термины раздел и диск. Читая эту книгу, помните о трехуровневой иерархии: физические диски делятся на логические элементы, которые называются разделами, а разделы, в свою очередь, определенным образом формируют другие логические элементы, ко­торые называются томами. Файловая система всегда взаимодействует непо­средственно с томами.