Файловые системы Windows NT

     3) Тома низкого уровня.

     Таковыми  являются все тома, расположенные  не на серверах Windows NT. Эти тома могут  быть видны в структуре DFS, но не могут  служить точками перехода или хостами DFS. К таким системам относятся Windows NT Workstation, Windows 9x, Windows for workgroups, а также все сетевые ресурсы других производителей, к которым имеется доступ. Необходимо заметить, что DFS-клиент для Windows 95 может осуществлять доступ ко всем томам высокого уровня и всем SMB-томам низкого, но не способен взаимодействовать с неSMB-томами.

     4.1.3. Таблица Partition Knowledge Table

     Таблица Partition Knowledge Table. В таблице РКТ (Partition Knowledge Table) хранится информация обо всех точках перехода.

 
Рис 5. Структура, таблицы Partition Knowledge Table

     Как видно из рисунка, в РКТ хранится соответствие логических имен 
DFS ссылкам на физические ресурсы. В случае альтернатив для точки 
перехода хранится список альтернативных ресурсов.

     Когда клиент пытается пройти точку перехода, он сначала обращается 
к РКТ, хранящейся в локальном кэше. Если описание этой точки там 
отсутствует, происходит обращение к корню DFS. Если же и при этом 
точка перехода не определяется, выдается сообщение об ошибке. При 
разрешении ссылки информация о ней заносится в локальную РКТ.

     После получения ссылки из РКТ информация о ней остается в таблице 
в течение пяти минут. В случае повторного использования той же самой ссылки, «время жизни» соответствующей строки таблицы вновь обновляется. Если в течение пяти минут повторного обращения не происходит, то ссылка удаляется из таблицы РКТ. Если ссылка соответствует тому альтернатив, кэшируется информация обо всех альтернативных ресурсах и при повторном обращении к такой ссылке система произвольно выбирает одну из альтернатив.

     Работа  альтернативных томов. При обращении к ссылке, соответствующей нескольким альтернативным томам, система произвольно выбирает один из ресурсов, записанных в таблице, и устанавливает 
сеанс связи с сервером. Если данный клиент к этому серверу еще ни 
разу не подключался, то происходит передача мандатов. Если по каким- 
либо причинам связь с сервером не может быть установлена, начинается процесс восстановления.

     Скорость  восстановления и степень участия  в нем клиента в значительной мере определяются тем, что именно клиент делал в момент сбоя и как этот сбой произошел. Можно выделить четыре возможных сценария:

1) В тот момент, когда  клиент просматривает содержимое тома, выключается питание компьютера, на котором установлен этот том, или по каким-либо причинам обрывается сетевое соединение. Чтобы выполнить восстановление, клиент сначала должен определить, что выбранный компьютер более не доступен. Время определения в значительной мере зависит от типа используемого сетевого протокола. Большинство протоколов рассчитано на работу в глобальных сетях (где зачастую присутствуют низкоскоростные каналы связи) и начинают счет попыток возобновления соединения. Такой счет может продолжаться до 2 минут, и лишь после этого произойдет таймаут протокола и DFS произведет выборку альтернативного ресурса из РКТ. Если в таблице отсутствует альтернативный ресурс, то будет выполнено обращение к корню DFS для поиска новых ссылок. Если и там они отсутствуют, произойдет сбой. В противном случае, будет установлен новый сеанс связи.

2) В тот момент, когда  клиент просматривает содержимое тома, в компьютере происходит сбой жесткого диска, на котором хранится ресурс, или этот ресурс просто деактивируется. В этом случае сервер продолжает отвечать на запросы, и восстановление происходит практически мгновенно.

3) В тот момент, когда  клиент открыл  файл, выключается  питание компьютера, на котором установлен том с открытым файлом, или по каким-либо причинам обрывается сетевое соединение. Процесс восстановления будет протекать так же, как это описано в сценарии 1. Дополнительно его длительность будет зависеть и от приложения, открывшего файл, потому что в случае блокировок файла необходимо будет определить, что произошла подмена файла и установить новые блокировки.

4) В тот момент, когда  клиент открыл  файл, в компьютере  происходит сбой  жесткого диска, на котором хранится ресурс, или этот ресурс просто деактивируется. Так же как и в сценарии 2 процесс восстановления произойдет очень быстро. На его скорость окажет влияние время, которое понадобится приложению, чтобы переопределить ссылку на файл.

     4.1.4. Безопасность

     Каждый  раз при первоначальном обращении к точке перехода клиент инициирует процесс установления связи с сервером, соответствующим ресурсу в точке перехода. Для этого передается мандат, использовавшийся при подключении к DFS (например, net use \\server\Dfs_share /u: domain\user). Если мандат не указан пользователем, то используется мандат, заданный при входе в систему на рабочей станции и хранящийся в кэше. Каждый ресурс, составляющий дерево DFS, имеет свой собственный список контроля доступа (ACL) и управление этим списком выполняется отдельно для каждого ресурса. Не существует возможности централизовано изменять доступ к нескольким ресурсам DFS одновременно. Так же невозможно обеспечивать автоматическое постоянство списков контроля доступа на альтернативных томах. Тому есть несколько причин:

• ACL логического дерева может быть легко обойден, если пользователь подключается непосредственно к ресурсу, входящему в DFS;

• В логический том могут входить ветви, располагающиеся как на 
разделе FAT, так и на разделе NTFS, а некоторые ветви - и на иных 
файловых системах. Поэтому нет никакого смысла, установив запрет на доступ к некоему ресурсу, расположенному на разделе NTFS, пытаться сохранить его при переходе на раздел FAT или Netware;

• Инструмент для контроля за ACL по всему логическому дереву должен был бы иметь сложный механизм транзакций и передачи сообщений, обеспечивающий надежную работу в медленных и ненадежных сетях;

• При квотировании дискового пространства пришлось бы хранить 
информацию обо всех пользователях, которые в принципе могли бы 
иметь доступ ко всем ветвям логического дерева, а также о размере 
выделенных для них квот для всех составляющих дерева.

Заключение

В заключение сильные и слабые стороны вышеупомянутых файловых систем:

     FAT - плюсы:

• Для эффективной работы требуется немного оперативной памяти;
• Быстрая работа с малыми и средними по количеству файлов каталогами;
• Диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (по сравнению с NTFS);
• Эффективная работа на медленных дисках.

     FAT - минусы:

• Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32);
• Сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10% и более от размера диска) файлам;
• Очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов.

     NTFS - плюсы:

• Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы - работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов;
• Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не создает особых препятствий быстродействию;
• Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших *.wav файлов);
• Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) - весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).

     NTFS - минусы:

• Существенные требования к оперативной памяти системы (64 МБ - абсолютный минимум, лучше - больше);
• Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS;
• Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы;
• Диск, долго работающий в заполненном на 80% - 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.

DFS - плюсы:

• Настраиваемый иерархический вид совместно используемых 
  сетевых ресурсов;
• Гибкое администрирование тома;
• Графические средства администрирования;
• Повышенная доступность данных;
• Баланс нагрузки;
• Прозрачность имен;
• Интеграция с моделью безопасности Windows NT;
• Безопасность файлов и папок;
• Доступ к целевым папкам DFS с других компьютеров;
• Интеграция клиента DFS с Windows NT Workstation и Windows 9x;
• Интеллектуальное кэширование на клиентской части;
• Взаимодействие с другими сетевыми файловыми системами.

DFS - плюсы:

• Трудоёмкость и сложность настройки.

     Хотелось  бы подчеркнуть, что на практике основной фактор, от которого зависит быстродействие файловой системы - это, как ни странно, объем оперативной памяти машины. Системы с памятью 64-96 МБ - некий рубеж, на котором быстродействие NTFS и FAT32 примерно эквивалентно. Обратите внимание также на сложность организации данных на вашей машине. Если вы не используете ничего, кроме простейших приложений и самой операционной системы - может случиться так, что FAT32 сможет показать более высокое быстродействие и на машинах с большим количеством памяти.

     NTFS - система, которая закладывалась  на будущее, и это будущее  для большинства реальных применений  сегодняшнего дня, ещё, к сожалению,  видимо не наступило. На данный  момент NTFS обеспечивает стабильное  и равнодушное к целому ряду  факторов, но, пожалуй, всё же невысокое - на типичной "игровой" домашней системе - быстродействие. Основное преимущество NTFS с точки зрения быстродействия заключается в том, что этой системе безразличны такие параметры, как сложность каталогов (число файлов в одном каталоге), размер диска, фрагментация и т.д. В системах FAT же, напротив, каждый из этих факторов приведет к существенному снижению скорости работы.

Только  в сложных высокопроизводительных системах - например, на графических  станциях или просто на серьезных  офисных компьютерах с тысячами документов, или, тем более, на файл-серверах - преимущества структуры NTFS смогут дать реальный выигрыш быстродействия, который порой заметен невооруженным глазом. Пользователям, не имеющим диски крупного размера, забитые информацией, и не пользующимся сложным программным обеспечением, не стоит ждать от NTFS чудес скорости - с точки зрения быстродействия на простых домашних системах гораздо лучше покажет себя FAT32.

     DFS же – это действительно полезный компонент Windows и использовать эту систему крайне удобно и актуально. Особенно это актуально для пользователей Интернета или интрасетей. Каждое подразделение в организации может иметь на своем сервере отдельный ресурс, содержащий информацию в HTML-формате. Администратор, объединяя такие разрозненные ресурсы в дерево DFS, предоставляет пользователям интрасети предприятия доступ к единому 
пространству имен.

     Возможно, Microsoft следовало бы начать более  активно разъяснять преимущества использования DFS и ее возможностей, предоставляемых разработчикам не только при создании новых, но и для увеличения функциональности уже работающих программных средств. Продукт является необходимым компонентом любой рассредоточенной на большой территории информационной системы, потребность в котором действительно ощущается.  

Список  литературы.

1. IBM PC для пользователя, 7-е издание, переработанное и дополненное / Фигурнов В. Э. - M., 1997.
2. BM PC: устройство, ремонт, модернизация / Борзенко А. - М.: «Компьютер Пресс»,1995.
3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Бестселлер - 2-е изд.: Питер, 2005.
4. Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др. – СПб: Изд-во «Питер», 2001.
5. Назаров С. RAID-технологии // Компьютер пресс.-1998.-№ 4.-С. 208-215
6. Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК - СПб.: Изд-во «Питер», 2001, 1234 с.
7. Обзор файловых систем FAT, HPFS и NTFS

http://support.microsoft.com/kb/100108

8. Онлайн энциклопедия Википедия
9. Общие сведения о распределенной файловой системе http://technet.microsoft.com/ru-ru/library/cc738688(WS.10).aspx
10. Распределенная файловая система (DFS): основы