Дисковые пространства и доступные конфигурации RAID в Windows 10
Для повышения производительности жестких дисков традиционно используются такие методы как дефрагментация, отключение индексации и включение кэширования записей. Можно также установить максимальный кластеров, но этот способ имеет больше минусов, чем плюсов: получив более чем незначительный прирост скорости, вы потеряете в объеме доступного пространства на диске. На самом деле в Windows есть более эффективный способ повышения производительности диска.
Реализуемый с помощью функции под названием «Дисковые пространства».
У нее есть также и другое название — массив RAID или программный RAID. Доступен он, правда, только если на ПК имеются как минимум два несистемных физических жестких диска. RAID — это массив независимых жестких дисков, объединенных в один логический том. Параллельная работа объединенных дисков существенно повышает их производительность, также у RAID есть и другое преимущество — отказоустойчивость, реализуемая путем зеркального сохранения данных одного или нескольких физических дисков на другой/другие диски. Давайте же посмотрим, как создается RAID на примере работы в Windows 10 и какие существуют его конфигурации.
Создание программного RAID
Для создания RAID массива вам понадобятся чистые жесткие диски с распределённым или нераспределённым пространством.
Сгодятся и диски с данными, только учитывайте, что при создании пула все записанные на них файлы будут уничтожены.
Зайдите в панель управления, запустите апплет «Дисковые пространства».
И нажмите «Создать новый пул и дисковое пространство».
Далее вам нужно будет выбрать как минимум два жестких диска и нажать «Создать пул».
Диск с установленной Windows в данном процессе участвовать не может, да и смысла в этом особого нет, ибо зеркалирование не заменяет создание резервных копий ОС и, если Windows упадет, проку от нее на зеркале не будет никакого.
Включить в RAID операционную систему, конечно, можно, но для этого массив нужно создавать через BIOS еще до установки Windows. Но идем дальше. После создания пула вам предстоит дать ему название, выбрать файловую системы и самое интересное — определиться с типом отказоустойчивости. Windows поддерживается четыре конфигурации RAID, а именно:
• Простой тип устойчивости или RAID 0 . Пул, включающий один, два или более жестких диска без зеркалирования, то есть данная конфигурация не является по сути отказоустойчивой. Главное ее преимуществом — удвоенная производительность при условии использования двух дисков и стопроцентное использование дискового пространства.
• Двухстороннее зеркало или RAID 1 . Пул, включающий в себя не менее двух жестких дисков при этом доступным вам будет только половина общего дискового пространства. Вторая половина (физический диск) станет использоваться в качестве зеркала, на которое будут копироваться все данные «рабочего» пространства. Повышение производительности в данной конфигурации не предусматривается.
• Трехстороннее зеркало или RAID 1E . Конфигурация обеспечивает и зеркалирование, и удвоенную производительность, но это имеет свою цену — пул должен содержать как минимум пять дисков, при этом вам будет доступна только треть общего дискового пространства. Самый надежный вариант, так как данные дублируются не на один, а на два диска.
• Четность или RAID 5 . Пожалуй, самый оптимальный вариант, сочетающий в себе повышенную производительность и отказоустойчивость. Массив RAID 5 требует наличия минимум трех дисков, из общего дискового пространства вам будет доступна половина. При выборе конфигурации «Четность» производительность повышается только для чтения.
В серверных системах могут использоваться массивы более высокого уровня, например, RAID 10 или RAID 50, представляющие собой массивы из массивов, когда диски объединяются сначала в RAID 1 или 5, а затем в RAID 0.
Итак, определившись с настройками, жмем «Создать дисковое пространство», объединяя тем самым физические накопители в один том.
Он практически ничем не отличается от обычного логического раздела, его можно форматировать, сжимать, преобразовывать в динамический и т.д. Если дисковое пространство станет более ненужным, его можно будет удалить, но в этом случае вам придется переместить с него все ценные файлы, так как при удалении массива RAID удаляется и всё его содержимое.
Медленная и подозрительная работа программного RAID 5 Windows 10
BB-код ссылки (для форумов):
Комп с 3мя физическими дисками.
На каждом физическом диске создан файл виртуального диска.
Из 3х не монтированных(их нет в диспетчере дисков) файлов собран раид-5 (четность).
При работе очень низкая скорость записи и при просмотре монитора ресурсов выяснилось:
При линейной записи 17 МБ/с в файл на райде
в первый файл виртуального диска пишется 10 МБ/с
во второй файл виртуального диска пишется 30 МБ/с — в 3 раза больше положенного!
в третий файл виртуального диска пишется 30 МБ/с — в 3 раза больше положенного!
И HDD трещат, монитор ресурсов пишет про HDD «100% активного времени»
Подскажите пожалуйста это я криво что-то сделал, так и задумано, баг виндов и как это победить?
BB-код ссылки (для форумов):
Ivanii, raid 5 какими средствами создали? В BIOS ? и при чем тут виртуальные диски?
Муть какая то. У меня RAID 5 на четырех рыбинах развивает 300 мегабайт в секунду.
BB-код ссылки (для форумов):
BB-код ссылки (для форумов):
Ivanii, Забудь. Это так поиграться, потренироваться. Я пробовал. Работает, но очень медленно. И даже индексация не помогает. Если материнская плата без поддержки raid, то используй диски по отдельности. Важную информацию храни сразу на двух дисках.
Нечто подобное для работы с разделами очень давно есть в Linux, вот Windows то же запилила. Оно работает, но только никто не пользуется.
BB-код ссылки (для форумов):
BB-код ссылки (для форумов):
Ivanii, На 4 физических у меня 300 мегабайт в секунду. Почти как старые SSD.
BB-код ссылки (для форумов):
BB-код ссылки (для форумов):
BB-код ссылки (для форумов):
BB-код ссылки (для форумов):
Но не медленнее 1 HDD, проблема с программным РАИДом повторилась и на физических дисках.
И соответственно вопрос — как связаться с тех поддержкой майкрософта желательно на русском языке?
BB-код ссылки (для форумов):
Ivanii, Не трать время. В Линукс есть система LVM. диски можно склеивать, делить. Вообщем можешь к примеру к диску 1 терабайт приклеить 100 гигабайт. Потом на этом месте создать два одинаковых раздела и из них сделать RAID 1. Система мощная, но никто её не пользуется. Раз есть в линуксе, то и Windows как мартышки сделали в панели управления «Дисковое пространство». Возможности и назначение то же что и в Linux LVM и так же применить её на практике не представляется возможным. В обеих системах это работает медленно, тормозит и страшно низкая надежность (Я сам всё проверил на практике). К примеру если одни из «склеенных» дисков выходит из строя, вся система рассыпается.
В Linux раньше при инсталляции сразу была возможность разметить диск с участием LVM. В виду ниочемности этой технологии, из инсталлятора давно выбросили этот вариант разметки.
Проблема не в Майкрософт, а в самой системе. Все там делается за счет эмуляции реальных устройств, отсюда и тормоза.
BB-код ссылки (для форумов):
Пробовал с физическими дисками на вин 8.1, системный SSD + 3 сегейта по 40 ГБ.
С виртуальными на вин 10 обновленной, с 3 HDD — 1,5 ТБ с системой, 2 ТБ и 1,5 ТБ, каждый виртуальный диск лежит на отдельном физическом.
Что удалось выяснить на данный момент:
Программный РАИД 5 Майкрософт работая как с физическими дисками так и с виртуальными дисками получаемые на запись данные зачем-то пишет зеркально на 2 диска массива(с физическими дисками возможно и на все, загрузку по дискам посмотреть не могу, скорость сильно ниже одиночного диска и трещат все 3) и еще раз пишет как положено по 1/(n-1) (n количество дисков в массиве) на каждый диск.
Победить проблему не удалось, удалось при работе на виртуальных дисках высвободить от зеркальной записи диск находящийся на системном HDD путем переноса туда файла подкачки.
Добавлено (09.04.2017, 10:19)
———————————————
Способ воспроизведения бага:
Создание виртуальных дисков — «Этот компьютер» правой кнопкой и выбрать «Управление», «Управление дисками» — «Действие» — «Создать виртуальный жесткий диск» — выбрать место хранения и имя, установить размер 5 ГБ, так создать 3 виртуальных жестких диска.
Будет создано 3 файла размером 5,00 ГБ (5 368 709 632 байт) и автоматом смонтированы.
Создание РАИД 5 «Панель управления» — «Дисковые пространства» — «Создать новый пул и дисковое пространство»- «Да» — проверить что выбраны для создания пула созданные виртуальные жесткие диски — «Создать пул» — выбрать «Тип устойчивости» «Четность» — «Создать дисковое пространство»
Будет создан и смонтирован диск «Дисковое пространство» размером почти 6 ГБ, 4 ГБ растворились.
Для теста полученного диска РАИД 5 я использовал также создание виртуального жесткого диска на нем, но можно и просто скопировать на него файл размером 4 — 5 ГБ.
Открываем «Диспетчер задач» — «Производительность» — «Открыть монитор ресурсов» — «Диск» — «Работа диска» — сортируем по «Всего (байт/с)».
Когда копирование/создание дойдет до 50 % смотрим в «монитор ресурсов» потоки на запись в копируемый/создаваемый файл и в файлы VHD и видим, что в 1 файл VHD пишется 1/2 от входящего потока, а в 2 других файла VHD пишется 1,5 от входящего потока(во все 3 файла VHD должно писаться по 1/2 от входящего потока)
Именно из-за этого бага не возможно использовать программный РАИД 5 от Майкрософт независимо на физических дисках или на виртуальных.
Записки IT специалиста
Технический блог специалистов ООО»Интерфейс»
Настраиваем программный RAID на UEFI-системах в Windows
Программный RAID пользуется заслуженной популярностью, позволяя легко создавать отказоустойчивые дисковые конфигурации в недорогих системах, отличаясь простотой создания и управления. Но с переходом современных систем на UEFI появились некоторые особенности, касающиеся процесса загрузки, которые следует понимать и принимать во внимание. В противном случае отказоустойчивость может оказаться мнимой и при отказе одного из дисков вы просто не сможете загрузить систему.
Данная инструкция может кому-то показаться сложной, действительно, для создания программного RAID на UEFI-системах требуется довольно много подготовительных действий. Также определенное количество операций придется выполнить и при замене отказавшего диска, но это тема для отдельной статьи. В связи с этим встает вопрос выбора между программным RAID и встроенным в материнскую плату, т.н. fake-raid.
Если брать вопрос производительности, то сегодня он абсолютно неактуален, тем более что вся обработка данных так или иначе осуществляется силами CPU. Основным аргументов в пользу встроенного RAID служит простота его использования, но за это приходится платить совместимостью. Собранные таким образом массивы будут совместимы только со своим семейством контроллеров. К счастью, сейчас уже нет того зоопарка, который был еще лет 10 назад, но все равно, собранный на базе платформы Intel массив вы не запустите на AMD-системе.
Также вы можете столкнуться с тем, что несмотря на то, что массив собрался, система не может загрузиться, так как не имеет в своем составе драйверов для новой версии контроллера, это может быть актуально для старых ОС на новых аппаратных платформах. Кроме того, все операции по замене дисков, расширению и ресинхронизации массива вам придется делать в оффлайн режиме, загрузить систему с массива в состоянии обслуживания вы не сможете.
Программные массивы лишены этих недостатков, все что им требуется — это поддержка со стороны ОС. Операции обслуживания также можно выполнять без прерывания работы системы, естественно принимая во внимание тот факт, что производительность дисковой системы в это время будет снижена. Но есть и обратная сторона медали, динамические диски Windows имеют ряд неприятных особенностей, например, ограниченные возможности по управлению дисковым пространством и обслуживанию. Штатные инструменты имеют только базовые функции, а из коммерческого софта работу с данным типом дисков обычно поддерживают только дорогие корпоративные версии.
Также есть другая особенность, вытекающая из архитектуры программных RAID массивов, если некритически отказал тот жесткий диск, с которого осуществляется загрузка, то система не будет автоматически загружена со второго, исправного HDD, вы получите ошибку (или BSOD) и вам потребуется вручную изменить порядок загрузки для восстановления работы системы.
Но несмотря на определенные недостатки и ограничения, программный RAID на основе динамических дисков пока остается единственной возможностью обеспечить отказоустойчивость системы, не прибегая к аппаратным средствам.
Конфигурация разделов Windows-систем с UEFI
Прежде всего рассмотрим стандартную конфигурацию разделов, автоматически создаваемую Windows с UEFI, приведенный ниже пример соответствует последним версиям Windows 10 и Windows Server 2016/2019, у более ранних версий Windows разметка может несущественно отличаться.
Windows RE — NTFS раздел со средой восстановления, в последних версиях Windows имеет размер в 500 МБ, при создании ему присваиваются специальные атрибуты, препятствующие назначению буквы диска и удалению раздела через консоль управления дисками. В тоже время данный раздел не является необходимым для работы системы, среда восстановления может находиться на системном диске и даже может отсутствовать. Вынос среды восстановления на отдельный раздел преследует две цели: возможность работы на зашифрованных системах и защита от некорректных действий пользователя.
EFI — раздел специального типа с файловой системой FAT32, который содержит загрузчик, вызываемый микропрограммой UEFI. Данный раздел должен находиться в основной таблице разделов и не может быть расположен на динамическом диске. В Windows он ошибочно называется зашифрованным, имеет критическое значение для нормальной работы системы. В современных Windows-системах имеет размер в 100 МБ.
MSR (Microsoft System Reserved) — служебный раздел с файловой системой NTFS, является обязательным для GPT-разметки, которая не позволяет использовать скрытые сектора диска, используется для служебных операций встроенного и стороннего ПО, например, при преобразовании диска в динамический. Является скрытым и не отображается в оснастке управление дисками. Его размер в современных системах — 16 МБ.
Windows — самый обычный раздел с системой, фактически под ним следует понимать любую пользовательскую разметку. Никаких особенностей он в себе не таит.
Производители ПК могут добавлять дополнительные разделы, например, с резервным образом системы для отката к заводским настройкам или собственными инструментами восстановления, чаще всего они имеют специальные GPT-атрибуты, как и у раздела Windows RE.
Подготовка к созданию программного RAID
Будем считать, что вы уже установили операционную систему на один из дисков, в нашем примере будет использоваться Windows Server 2019 установленный на виртуальной машине. Если мы откроем оснастку Управление дисками, то увидим примерно следующую картину:
Первым идет раздел Windows RE, размером в 499 МБ, а за ним раздел EFI, который ошибочно именуется шифрованным. Но как мы говорили выше, данная оснастка не дает полного представления о структуре разметки, поэтому запустим утилиту командной строки diskpart и получим список разделов:
Первая команда запускает утилиту, вторая выбирает первый диск (диск 0) и третья выводит список разделов.
Здесь присутствуют все существующие на диске разделы, включая MSR, размером в 16 МБ. Теперь нам нужно воспроизвести аналогичную разметку на втором жестком диске. Будем считать, что вы еще не вышли из утилиты diskpart, поэтому выберем второй жесткий диск (диск 1) и очистим его:
Внимание! Данная команда полностью удалит все данные с указанного диска. Убедитесь, что вы выбрали нужный диск и что он не содержит никаких данных!
Преобразуем диск в GPT:
При преобразовании на диске будет автоматически создан MSR раздел, нам он пока не нужен, поэтому удалим его командой:
После чего убедимся, что диск не содержит разделов.
Теперь можно создавать разметку. Разделы должны идти в том же порядке и с тем же типом, что и на первом диске. Поэтому первым создадим раздел восстановления, он не является обязательным и не влияет на работу системы. В принципе его можно даже не форматировать, но во избежание каких-либо недоразумений в дальнейшем мы рекомендуем создать раздел с теми же атрибутами, что и оригинальный раздел восстановления.
На всякий случай явно выберем диск и создадим на нем раздел размером в 499 МБ, который отформатируем в NTFS:
Затем зададим ему нужные GPT-атрибуты:
Идентификатор de94bba4-06d1-4d40-a16a-bfd50179d6ac задает тип раздела как Windows RE, а атрибут 0x8000000000000001 препятствует назначению буквы диска и помечает раздел как обязательный для работы системы, во избежание его удаления из оснастки управления дисками.
Следующим шагом создадим раздел EFI:
Если все сделано правильно, то вы должны получить следующую схему разметки, которая будет полностью повторять (за исключением системного раздела) разметку первого диска.
После чего систему обязательно следует перезагрузить.
Создание программного RAID
Прежде всего преобразуем диски в динамические, это можно сделать в оснастке Управление дисками:
или утилитой diskpart:
Затем добавим зеркало к системному диску через графический интерфейс
или с помощью diskpart:
После чего следует обязательно дождаться ресинхронизации данных, в зависимости от скорости и объема дисков это может занять некоторое время.
Теперь при загрузке появится меню с выбором раздела, загрузиться можно с обоих, но не будем забывать, что загрузчик по-прежнему присутствует только на первом диске и при смене порядка загрузки в BIOS загрузиться со второго диска не удастся.
Настройка загрузчика EFI и его копирование на второй раздел
Настройка загрузчика EFI и его копирование на второй разделСнова запустим утилиту diskpart и присвоим буквы EFI разделам на дисках, но перед этим уточним расположение нужного нам раздела:
Как видим интересующий нас раздел имеет номер 2, выберем его и присвоим букву:
Повторим аналогичные манипуляции со вторым диском:
Выйдем из утилиты diskpart (команда exit) и перейдем в EFI раздел первого диска:
Для просмотра текущих точек загрузки выполните:
Вывод команды покажет нам единственную запись диспетчера загрузки (на текущем EFI-разделе) и две записи загрузчика Windows, на каждом из зеркальных томов. Нам потребуется создать второй экземпляр диспетчера загрузки:
Из вывода данной команды нам потребуется идентификатор, скопируем его для использования в следующей команде.
В фигурных скобках должен быть указан идентификатор, полученный на предыдущем шаге.
После чего экспортируем BCD-хранилище загрузчика:
И скопируем содержимое EFI-раздела на второй диск:
Ошибка при копировании активного экземпляра BCD-хранилища — это нормально, собственно поэтому мы и сделали его экспорт, вместо того, чтобы просто скопировать. Затем переименуем копию хранилища на втором диске:
и удалим ее с первого:
Осталось удалить буквы дисков EFI-разделов, для этого снова запустим diskpart:
Теперь можно перезагрузить систему и в загрузочном меню BIOS выбрать Windows Boot Manager 2, затем Windows Server — вторичный плекс — это обеспечит использование EFI-загрузчика и системного раздела второго диска. Если вы все сделали правильно — загрузка будет удачной. Таким образом у нас будет полноценное зеркало системного раздела на динамических дисках в UEFI-системе.