Budowa i administracja systemów operacyjnych Laboratorium 12: Zarządzanie przestrzenią dyskową w systemie plików NTFS 5.x. 1. Sprawdzenie dostępnych wolumenów fizycznych i ich statusu. Menu Start->Programy(Programs)->Narzędzia administracyjne (Administrative Tools)->Zarządzanie komputerem (Computer Management). Pojedyncze kliknięcie myszy na Zarządzanie dyskami (Dysk Management) otworzy okno jak na rysunku 12.1: Rys. 12.1 Przykładowa konfiguracja z dwoma wolumenami fizycznymi. Tuż po instalacji systemu wszystkie wolumeny fizyczne są typu podstawowego (Basic). 0. Podłącz się do systemu jako użytkownik Administrator. Listę wolumenów przedstawioną na rysunku 12.2 uzyskujemy klikając prawym przyciskiem myszy na ikonke z opisem woluminu i wybierając z menu pozycje pierwszą -> konwersje do dysku dynamicznego (Upgrade to dynamic disk). Rys. 12.2 Lista wolumenów fizycznych, dla których możemy dokonać zmiany typy z podstawowego na dynamiczny. 1. Dokonaj konwersji typu wszystkich wolumenów fizycznych z podstawowego (Basic) na 1
dynamiczny (Dynamic). Podczas konwersji pojawia się kilka ostrzeżeń. Najistotniejsze z nich przedstawiono na rysunku 12.3. Zwróćmy uwagę, że konwersja do dysku dynamicznego uniemożliwia ładowanie z niego innych systemów operacyjnych, a w szczególności pracę różnych boot loaderów (LILO, GRUB). Dlatego też nie stosujemy jej dla dysków, na których zostały one zainstalowane. Rys. 12.3. Ostrzeżenie o minusach dysków dynamicznych. 2. Kopia lustrzana (Mirroring) Mirroring możliwy jest możliwy do wykonania w systemie plików NTFS 5.x w przypadku, gdy dysponujemy dwoma wolumenami fizycznymi. W przypadku omawianego systemu plików możliwe jest stworzenie kopii lustrzanej dla partycji logicznych zajmujących fragmenty wolumenów fizycznych. Nie przyspiesza on operacji dyskowych (zastosowanie równoważenia obciążenia pozwala jedynie zbliżyć czasy dostępu do tych jakie występują dla zwykłego wolumenu), podnosi jednak bezpieczeństwo zapisanych danych. 2. Utwórz wolumen o pojemności 400MB posiadający kopie lustrzane na wolumenach fizycznych dysk0 i dysk1. W tym celu na pasku przedstawiającym niewykorzystaną (Unallocated) przestrzeń dowolnego wolumenu fizycznego klikamy prawym przyciskiem myszy i z menu wybieramy -> Utwórz wolumen (Create volume...). Pojawi się okno kreatora jak na Rys. 12.4. Rys. 12.4. Możliwe typy wolumenów w systemie plików NTFS 5.x. Z okna dialogowego wybieramy wolumen z mirroringiem (Mirrored volume). 2
Rys. 12.5. Właściwości wolumenu z mirroringiem. W oknie dialogowym opisującym właściwości wolumenu (Rys. 12.5) zaznaczamy w okienku po prawej stronie wybrane dyski dynamiczne (Selected dynamic disks). W naszym przypadku są to oba dostępne wolumeny fizyczne. W okienku rozmiar podajemy 400 MB. Przyciskamy przycisk Dalej (Next). Rys. 12.6. Identyfikacja wolumenu w systemie. Kolejne okno dialogowe (Rys. 12.6) umożliwia nadanie oznaczenia literowego stworzonemu wolumenowi, zamontowanie go w dowolnym (ale pustym!) katalogu lub pozostawienie go bez nazwy. Nadajemy mu proponowaną przez kreator literę. 3
Rys. 12.7. Formatowanie nowego wolumenu. Stworzony wolumen formatujemy zakładając na nim system plików NTFS z jednostką alokacji o podstawowym (defaultowym) rozmiarze (Rys. 12.7). Z powodu ram czasowych laboratorium wybieramy szybkie formatowanie (Perform a Quick Format). Kompresje plików i katalogów (Enable file and folder compresion) wprowadzamy dla wolumenów mało obciążonych zawierających najczęściej dane archiwalne. Rys. 12.8. Okno podsumowania. Okno podsumowania zawiera podstawowe informacje o nowo utworzonym wolumenie. Przycisk Zakończ (Finish) spowoduje utworzenie nowego wolumenu wyposażonego w mechanizm kopii lustrzanej oraz udostępnienie go w systemie. Zarządca przestrzeni dyskowej powinien rozpoznać go jak na rysunku 12.9. 4
Rys. 12.9. System wyposażony w wolumen z mechanizmem kopii lustrzanej. W wolumenach z mechanizmem kopii lustrzanej sterownik FtDisk utrzymuje spójność obu kopii. W pracującym systemie możliwe jest wyłączenie kopii lustrzanej lub jej przerwanie. Odpowiednie menu pojawia się po kliknięciu prawym przyciskiem myszy na pasek wolumenu z kopią lustrzaną (Rys. 12.10). Rys. 12.10. Przerwanie oraz usuniecie mechanizmu kopii lustrzanej. 3. Przerwij mechanizm kopii lustrzanej. Na dowolny z wolumenów dla którego była tworzona kopia 5
lustrzana skopiuj z folderu systemowego ok 20 MB danych. Włącz kopie lustrzaną ponownie. Jaką operacje wykonuje system po włączeniu mechanizmu kopii lustrzanej? 3. Paskowanie (Striping) Mechanizm ten możliwy jest również do wprowadzenia w systemach MS Windows pracujących z wykorzystaniem systemu plików NTFS 5.x. Odwrotnie niż w przypadku kopii lustrzanej, bezpieczeństwo danych jest ograniczone, natomiast czas dostępu do danych ulega skróceniu, zwłaszcza w przypadku wykorzystania wolumenów fizycznych o rożnych czasach dostępu. 4. Utwórz wolumen o pojemności łącznej 800MB, wyposażony w mechanizm paskowania z wykorzystaniem wolnych obszarów wolumenów fizycznych dysk0 i dysk1. Podobnie jak w przypadku wolumenu wyposażonego w mechanizm kopii lustrzanej uruchamiamy kreatora wolumenów klikając prawym przyciskiem myszy na pasku reprezentującym wolna przestrzeń na dowolnym wolumenie fizycznym w zarządcy przestrzeni logicznej. W oknie dialogowym umożliwiającym wybór typu wolumenu wybieramy wolumen z paskowaniem (Striped) (Rys. 12.11). Rys. 12.11. Wybór typu wolumenu - paskowanie. Kolejne okno dialogowe umożliwia wybór wolumenów fizycznych, na których zostanie założony wolumen z paskowaniem. W oknie dialogowym zaznaczamy wolumeny disk0 oraz disk1 przenosząc je do okna wybrane dyski (Selected Disk). Na każdym z wybranych dysków umieszczamy partycje o rozmiarze 400 MB uzyskując w sumie wolumen o pojemności 800 MB. 6
Rys. 12.12. Wybór wolumenów fizycznych do zbudowania wolumenu z mechanizmem paskowania o całkowitej pojemności 800MB. Kolejne okno dialogowe umożliwia nadanie odpowiedniej litery nowo utworzonemu wolumenowi lub zamontowanie go w dowolnym, lecz pustym (!) katalogu, podobnie jak podczas tworzenia wolumenu z mechanizmem kopii lustrzanej. Formatowanie wolumenu jest ostatnią operacją związaną z jego tworzeniem. Tym razem tworzony system będzie miał rozmiar podstawowej jednostki alokacji 8192 B. Zapewni to większą szybkość operacji dyskowych, choć gospodarka miejscem w systemie plików będzie nieco bardziej rozrzutna. Dla ustawienia odpowiedniego rozmiaru jednostki systemu plików rozwijamy menu w linii rozmiar jednostki alokacji (Allocation Unit Size) i wybieramy wartość 8192. Zaznaczamy formatowanie szybkie (Rys. 12.13). Wybór opcji kompresji plików i folderów w przypadku wolumenu nastawionego na szybki transfer informacji nie jest zalecane. Przyciskiem następny przechodzimy do okna podsumowania. Rys. 12.13. Sposób formatowania wolumenu. 7
Okno podsumowania zawiera podstawowe informacje o nowym folderze. Po wybraniu przycisku Zakończ (Finish) organizacja przestrzeni logicznej systemu powinna wyglądać jak na rysunku 12.14. Rys. 12.14. Organizacja przestrzeni logicznej po założeniu wolumenu z mechanizmem paskowania. 4. Wolumen rozpięty na kilku dyskach (Spanned). Wolumeny z mechanizmem kopii lustrzanej oraz paskowania wymagają, aby obszary zajmowane przez nie na wolumenach fizycznych były jednakowego rozmiaru (dlaczego?). Ograniczenia tego nie posiada wolumen rozpięty na kilku wolumenach fizycznych. 5. Utwórz wolumen rozpięty na wymienionych wolumenach fizycznych disk0 oraz disk1 wykorzystując do jego budowy 400MB z wolumenu disk0 oraz 300MB z wolumenu disk1. Uczyń go dostępnym w systemie pod literą G. Wykorzystanie przestrzeni logicznej w systemie powinno wyglądać jak na Rys. 12.15. 8
Rys. 12.15. Przestrzeń dyskowa systemu po utworzeniu wolumenu rozpiętego na dwóch wolumenach fizycznych. 5. Zwiększanie rozmiaru wolumenu. System plików NTFS 5.x umożliwia płynne zwiększanie rozmiaru dowolnego wolumenu. Zwiększenie rozmiaru może odbyć się kosztem dostępnego, niewykorzystanego miejsca lub po dołączeniu do systemu kolejnego wolumenu fizycznego (dysku). W przypadku wolumenów wykorzystujących mechanizmy kopii lustrzanej oraz paskowania muszą być spełnione założenia dotyczące ilości wolnego miejsca na odpowiednich wolumenach. W ćwiczeniu wykorzystamy wolne miejsce z wolumenu fizycznego disk0 w ilości 150MB oraz 250MB z wolumenu disk1. Aby powiększyć rozmiar dowolnego wolumenu wystarczy kliknąć na niego prawym przyciskiem myszy. Z menu wybieramy opcje -> Rozszerz wolumen (Extend volume). Przechodzimy przez pierwsze okno dialogowe kreatora klikając przycisk następny (Next). W oknie wyboru dysku (Selected) zaznaczamy disk0 jako ten, którego wolne miejsce wykorzystamy, a w okienku Wybór wielkości rozmiaru w MB (Select the amount of space in MB). Rozmiar oznacza liczbę MB pamięci dyskowej wskazanego wolumenu fizycznego (disk0 lub disk1), o którą zostanie powiększony rozmiar wolumenu (w naszym przypadku 150MB z disk0 oraz 250MB z disk1 wolumen rozciągnięty będzie miał pojemność 1100MB, jak na Rys. 12.16). 9
Rys. 12.16. Wykorzystanie wolnego obszaru dysku do powiększenia rozmiaru istniejącej partycji. W oknie informacji klikamy przycisk Zakończ (Finish). System wykorzysta informacje o istniejącym w rozszerzanej partycji systemie plików i sformatuje dodawaną przestrzeń w identyczny sposób. Po rozszerzeniu partycji wykorzystanie przestrzeni dyskowej powinno wyglądać jak na Rys. 12.17. Rys. 12.17. Wykorzystanie przestrzeni dyskowej w systemie po zwiększeniu rozmiaru wolumenu. Wprawdzie system widzi wolumen w kawałkach, to faktycznie stanowi on ciągłą przestrzeń adresową oznaczaną jedną literą (w nasym przypadku G). 10
6. Montowanie wolumenu w katalogu. Możliwość ta jest wykorzystywana najczęściej jako rozwiązanie chwilowe, gdy gwałtownie potrzebujemy w danym katalogu duża ilość dostępnej przestrzeni dyskowej. Ma to miejsce np. podczas opracowania bilansów okresowych lub statystyk. Programy realizujące te zadania często tworzą duże pliki tymczasowe. Ponieważ operacje te wykonywane są okresowo, w przypadku systemów, w których liczba zajętej pamięci dyskowej ulega gwałtownym zmianom tego typu operacje maja uzasadnienie. 6. Utwórz katalog tmp na dysku C: i zamontuj w nim wolumen G:. W tym celu należy kliknąć prawym przyciskiem myszy na odpowiednim (G:) wolumenie (w zarządcy przestrzeni dyskowej) i z menu wybrać opcje -> Zmień literę dysku i ścieżkę (Change Drive Letter and Path...). Pojawi się okno dialogowe jak na rysunku 12.18. Rys. 12.18. Okno dialogowe umożliwiające zamontowanie wolumenu w katalogu. Po wybraniu przycisku Dodaj (Add...) pojawi się okienko dialogowe umożliwiające podanie ścieżki dostępu do katalogu, w którym chcemy zamontować wybrany wolumen (Rys. 12.19). Rys. 12.19. Okno dialogowe ścieżki dostępu do katalogu, w którym montujemy wolumen. Ścieżkę dostępu podajemy wpisując ją w oknie dialogowym lub wskazujemy korzystając z przycisku Znajdź (Browse...). Po naciśnięciu przycisku Ok zajrzyjmy jeszcze raz do okienka dialogowego umożliwiającego zmianę litery dysku i zamontowanie w katalogu. Powinno ono wyglądać jak na rysunku 12.20. 11
Rys. 12.20. Po zamontowaniu w katalogu wolumen widoczny jest w dwóch miejscach. Odmontowanie wolumenu z katalogu polega na zaznaczeniu w odpowiednim oknie dialogowym (Rys 12.20) punktu montowania oraz naciśnięciu przycisku -> Usuń (Remove). Usunięcie punktu montowania nie narusza informacji zapisanej w wolumenie. 7. Sprawdź, czy odmontowanie i zamontowanie wolumenu w katalogu nie narusza danych w nim zapisanych. Czy można montować w katalogu dowolny typ wolumenu> 8. Zaproponuj testy porównujące prędkość dostępu do informacji zapisanej w wolumenach rożnych rodzajów. 7. System Quota System Quota, pozwalający na śledzenie wykorzystania miejsca na wolumenach przez użytkowników MS Windows pojawił się już w systemie plików NTFS 4.0. Był on dostępny po zakupieniu dodatkowej licencji lub zainstalowaniu oprogramowania firm trzecich (np. HYENA). W systemach MS Windows 2K/2003 pracujących z wykorzystaniem systemu plików NTFS system Quota dostępny jest w wersji instalacyjnej systemu. Oparty jest na prawach własności, tzn. ilość zajętego miejsca przez plik zapisany na danym wolumenie doliczana jest do "licznika" użytkownika będącego właścicielem pliku. System Quota dla danego wolumenu uruchamia się klikając na pasku danego wolumenu w Zarządzaniu komputerem (Computer Management) prawym przyciskiem myszy i wybierając z menu pozycje Właściwości (Properties...). Następnie wybieramy zakładkę Quota. Dla utworzonego w naszym systemie wolumenu z mechanizmem paskowania, zakładka będzie wyglądała jak na rysunku 12.21. 12
Rys. 12.21. Zakładka Quota we własnościach wolumenu. Aby dla danego wolumenu mechanizm uczynić aktywnym, należy zaznaczyć Uruchom mechanizm Quota (Enable quota management). Wówczas aktywne staja się pozostałe przyciski okna. Pozycja Zabroń zapisu, jeśli użytkownik przekroczył limit (Deny disk space to users exceeding quota limit) czyni nasze ograniczenia skutecznymi. Włączenie jej spowoduje, ze użytkownik, który przekroczył limit, nie będzie mógł nic zapisać na rozpatrywanym wolumenie. Jeśli opcja nie jest zaznaczona system zlicza jedynie zajęte miejsce. Kolejne przyciski umożliwiają wyłączenie ograniczeń (system zlicza zajęte miejsce - jeśli zaznaczymy Nie limituj wykorzystania wolumenu - Do not limit disk usage) lub wprowadzenie ograniczeń (Ogranicz wykorzystanie miejsce do - Limit disk usage to). Ograniczenia maja charakter "miękki" (Ustaw poziom ostrzeżenia - Set warning, level to), który można przekroczyć. Przekroczenie progu ostrzeżenia spowoduje jedynie wygenerowanie stosownego komunikatu. Wartość wpisana w okienku Ogranicz wykorzystanie wolumenu do (Limit, disk space) ustawia ilość wykorzystanego miejsca na dysku, którego nie można przekroczyć. Oczywiście poziom ostrzeżenia powinien być, co najmniej równy przeznaczonemu dla danego użytkownika miejsca na wolumenie. Praktycznie poziom ostrzeżenia ustawia się na ok 10% poniżej poziomu ograniczenia. Ostatnie dwie opcje umożliwiają dokonanie wpisu do dziennika systemu, gdy użytkownik przekroczył zajętość - Zapisz zdarzenie, gdy użytkownik przekroczył ograniczenie (Log event when a user exceed their quota limit) lub osiągnął poziom zajętości określony progiem ostrzeżenia - Zapisz zdarzenie, gdy użytkownik przekroczył poziom ostrzeżenia (Log event when a user exceed their warning level). Przykładowe ustawienia pokazano na rysunku 12.22. 13
Rys. 12.22. Przykładowe ustawienia zajmowanego miejsca na wolumenie. Należy podkreślić, iż dokonane dotychczas ograniczenia dotyczą wszystkich użytkowników za wyjątkiem Administratora, chcących przechowywać dane na wybranym wolumwniw. Wykorzystując przycisk Własności Quota (Quota Entries) mamy możliwość zaprowadzenie systemu ograniczeń oraz jego monitorowanie dla wybrnego użytkownika indywidualnie. Naciśnięcie przycisku powoduje pojawienie się okna jak na rysunku 12.23. Rys. 12.23. Ograniczenia wykorzystania miejsca na wolumenie dla każdego użytkownika. Dodanie indywidualnych (dla użytkownika) ograniczeń jest możliwe po wybraniu z menu Quota Nowy (New) lub naciśniecie ikonki z pustą kartką. Pojawi się lista wszystkich użytkowników (Rys. 12.24). 14
Rys. 12.24. Użytkownicy systemu, dla których możliwe jest wprowadzenie ograniczeń na wykorzystanie przestrzeni dyskowej. W górnej części okienka zaznaczamy lewym przyciskiem użytkownika, a następnie klikamy przycisk Dodaj (Add...). Wybrani użytkownicy pojawiają się w dolnym fragmencie okna. Wybranie przycisku Ok spowoduje pojawienie się okna dialogowego umożliwiającego podanie odpowiednich wartości dla ograniczeń i ostrzeżenia, jak na rysunku 12.25. Rys. 12.25. Wartości ograniczeń oraz poziom ostrzeżenia dla użytkownika. Po wybraniu przycisku Ok ustawienia obowiązują. 9. Załóż użytkownika w systemie o nazwie test. Wprowadź ograniczenia na postać hasła oraz sposób 15
zarządzania nim wynikające z ogólnych wskazówek bezpieczeństwa. Wymuś zmianę hasła przy pierwszym podłączaniu się użytkownika do systemu. 10. Wprowadź odpowiednie ograniczenia na zajmowane miejsce na dowolnym wolumenie dla użytkownika test w systemie. 11. Podłącz się do systemu jako użytkownik test i sprawdź, czy wprowadzone przez administratora ograniczenia dostępności miejsca na dysku działają poprawnie. Gdzie pojawia się informacja o przekroczeniu ograniczenia miękkiego przez dowolnego użytkownika? Sprawdź to podłączając się jako użytkownik Administrator. 12. Usuń utworzone wolumeny doprowadzając system do postaci przedstawionej na rysunku 12.1. Pamiętaj o konwersji wolumenu disk1 to typu podstawowego (Basic). Czy konwersja ta jest możliwa dla każdego wolumenu fizycznego? 16