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Windows 存储系统架构和基本概念

Windows 存储系统系列课程. Windows 存储系统架构和基本概念. 喻 勇 , PMP/MCSE 微软特约讲师 yy@yuyong.net 讲义下载： www.yuyong.net. Windows 存储系统系列课程. 12 月 06 日 Windows 存储系统架构和基本概念 12 月 14 日 Volume Shadow Copy 和存储备份新技术 12 月 23 日 Windows 文件系统和 NTFS 12 月 27 日 企业级存储技术对比和案例分析.

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Windows 存储系统架构和基本概念

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Presentation Transcript

  1. Windows存储系统系列课程 Windows存储系统架构和基本概念 喻 勇, PMP/MCSE 微软特约讲师 yy@yuyong.net 讲义下载：www.yuyong.net

  2. Windows存储系统系列课程 • 12月06日 Windows存储系统架构和基本概念 • 12月14日 Volume Shadow Copy和存储备份新技术 • 12月23日 Windows文件系统和NTFS • 12月27日 企业级存储技术对比和案例分析 http://www.microsoft.com/china/technet/webcasts/default.mspx 讲义下载：www.yuyong.net

  3. 今日议程 • Windows I/O子系统的工作方式 • I/O管理器的职能 • 典型I/O请求的处理方式 • 磁盘驱动程序的结构 • Ntldr和启动过程中磁盘的工作模式 • 磁盘驱动：Class, Port和Miniport • 磁盘设备对象 • 分区管理器 • Windows下的卷管理 • 基本磁盘和动态磁盘 • 多分区卷的管理 • 常用工具

  4. Windows I/O子系统的结构

  5. 典型的I/O请求方式 • 系统已虚拟文件的方式抽象化所有设备 • I/O管理器负责映射虚拟文件和实际的设备

  6. 常见驱动程序的类型 • 用户模式驱动 • VDD驱动 (支持16位DOS应用) • Printer driver (把图形信息转换为打印指令) • 内核模式驱动 • File System driver (接收文件形式的I/O请求并处理) • Plug & Play driver (支持创建的设备，如显卡、网卡、磁盘等) • Non-Plug & play driver (kernel extensions, 如netmon, AV) • WDM Driver • Bus driver (管理物理或者逻辑总线) • Function driver (实际控制设备的驱动) • Filter driver (增强或者改变设备驱动的行为方式) • 分层驱动模型：Class/Port/Miniport • Demo • 用msinfo32.exe和Process Explorer查看系统驱动列表

  7. 分层驱动的作用

  8. 磁道 扇区 磁头 柱面 有关存储的重要概念 • 物理磁盘(Disk) • 扇区(Sectors) • 分区(Partitions) • 简单卷(Simple Volume) • 多分区卷(Multi-partitions Volume) • Demo:用DiskMon查看磁盘读写过程

  9. Windows的存储设备驱动 • 文件系统 > 卷 > 分区 > 磁盘

  10. 磁盘的Class, Port和Miniport驱动 • Class • Implements functionality common to all storage devices • \Windows\System32\Drivers\Disk.sys • Port • Implements functionality common to particular bus (SCSI/IDE) • Scsiport.sys， Atapi.sys， Storport.sys (Win2k3) • Miniport • Plug into the port driver to interface Windows to a particular implementation • Aha154x.sys—for Adaptec's 1540 family of SCSI controllers • Pciidex.sys and Pciide.sys

  11. Ntldr在Windows启动时如何加载磁盘 • 启动步骤 • 主引导扇区调用ntldr • Ntldr通过读取boot.ini • 加载ntoskrnl.exe,注册表和驱动 • System分区和Boot分区 • System分区:ntldr和boot.ini所在的分区 • Boot分区:ntoskrnl.exe和其他启动Windows所需的文件所在的分区 • Ntldr一定是采用主板上的firmware来读取System分区 • 有些情况下，Ntldr采用Miniport驱动来读取Boot分区 • System和Boot分区对分区类型有特定的要求(比如：动态磁盘不能做Sys分区)

  12. 磁盘对象和演示 • Disk device object • \Device\Harddisk0\DP(1)0x7e000-0x7ff50c002+2 • 表示方法 • GLOBAL??中的符号连接：为了兼容NT4 • Partition manager • 在启动时读取分区表：IoReadPartitionTable • Demo • 显示磁盘对象 (Winobj)

  13. 常见的分区表结构 • 基本磁盘的MBR分区表 http://www.biosdiy.net/article_view.asp?id=606

  14. 常见的分区表结构(续) • 基本磁盘的GUID分区表(GPT) • 基本磁盘卷管理器 • GUID分区表为EFI平台所设计 • 分区表为64位，使得分区可以大于2TB

  15. 常见的分区表结构 (续) • 动态磁盘 • 动态磁盘卷管理器 • Windows Logical Disk Manager (LDM) • 由微软和VERITAS合作开发，从UNIX上的LDM移植而来

  16. Windows下采用软件实现的多分区卷 • Spanned Volume • Mirrored Volume • Striped Volume • RAID-5 Volume

  17. 多分区卷类型 • Spanned Volume • Mirrored Volume

  18. 多分区卷类型(续) • Striped Volume • RAID-5 Volume

  19. 常见的分区表结构 (续) • Demo:LDMDump

  20. 多分区卷的工作原理 • Ftdisk • Ftdisk管理所有的基本磁盘卷 • 以总线驱动程序的方式工作，枚举基本磁盘，检测存在的基本卷 • Ftdisk, PnP管理器、分区管理器互相合作，完整对分区和卷的管理 • Summary of Windows NT NTFS and FTDisk Data Recovery • http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;129038 • DMIO • 控制对磁盘上数据库的访问和建立动态磁盘上卷的设备对象 • DMConfig和DMBoot负责解析数据库 • \device\hardDiskDmVolumes\physcialDMVolumes\BlockVolumeX

  21. 装配点和硬连接 • Windows下的硬连接 (NTFS junction points) • junction.exe/FileMon • mountvol • http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;205524

  22. 其他磁盘工具 • Diskpar • http://geekswithblogs.net/ntpro/archive/2005/08/11/49948.aspx • DiskExt • http://www.sysinternals.com/Utilities/DiskExt.html

  23. 参考 • Windows Internals 4/e • Inside Windows 2000 • Best practices for using dynamic disks on Windows 2000-based computers • http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;329707 • Best practices for using dynamic disks on Windows Server 2003-based computers • http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;816307

  24. TechNet是什么? • 只需轻轻点击，答案就在您的指尖 • 对于IT 专业人员来说，TechNet 是一个知识的宝库，你可以找到关于如何规划，部署和管理微软产品的的技术资源 订阅TechNet • 每月发放包含最新信息的 DVD或者CD • 这是最权威的资源，可以帮助你评估、配置和维护微软产品。 TechNet 网站 • 可以访问该站点 www.microsoft.com/china/technet • 在线资源和社区 • 订户--仅仅提供在线服务 TechNet 中文电子快报 • 两周发放一次的中文电子快报 • 安全更新, 新的资源等等 TechNet 活动 和网站消息 有关最新微软产品介绍和技术的简报 上机试验, “如何操作”等信息 中文社区 用户群 可管理的新闻组

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  26. 常用磁盘工具 • Diskpar

  27. 您的潜力，我们的动力！

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