Windows存储系统架构和基本概念
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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
Demo ➢ 显示磁盘对象 (Winobj)
常见的分区表结构
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
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)
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
做Sys分区)
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
➢ 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
分层驱动的作用
有关存储的重要概念 磁道
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
➢
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
装配点和硬连接
Windows下的硬连接 (NTFS junction points ) ➢ junction.exe/ ➢ mountvol
常用工具
Windows I/O子系统的结构
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
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
➢ driver (接收文件形式的I/O请求并处理)
多分区卷类型(续)
Striped Volume RAID-5 Volume
常见的分区表结构 (续)
Demo:LDMDump
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
➢ 由微软和VERITAS合作开发，从UNIX上的LDM移植而来
Windows下采用软件实现的多分区卷
Spanned Volume Mirrored Volume Striped Volume RAID-5 Volume
多分区卷类型
Spanned Volume Mirrored Volume
➢ Aha154x.sys—for Adaptec's 1540 family of SCSI controllers ➢ Pciidex.sys and Pciide.sys
Leabharlann Baidu 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
Windows存储系统系列课程
Windows存储系统架构和基本概念
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
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
➢ 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)
磁头
扇区 柱面
Windows的存储设备驱动
文件系统 > 卷 > 分区 > 磁盘
磁盘的Class, Port和Miniport驱动
Class
➢ Implements functionality common to all storage devices ➢ \Windows\System32\Drivers\Disk.sys
➢ 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
Demo ➢ 显示磁盘对象 (Winobj)
常见的分区表结构
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
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)
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
做Sys分区)
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
➢ 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
分层驱动的作用
有关存储的重要概念 磁道
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
➢
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
装配点和硬连接
Windows下的硬连接 (NTFS junction points ) ➢ junction.exe/ ➢ mountvol
常用工具
Windows I/O子系统的结构
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
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
➢ driver (接收文件形式的I/O请求并处理)
多分区卷类型(续)
Striped Volume RAID-5 Volume
常见的分区表结构 (续)
Demo:LDMDump
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
➢ 由微软和VERITAS合作开发，从UNIX上的LDM移植而来
Windows下采用软件实现的多分区卷
Spanned Volume Mirrored Volume Striped Volume RAID-5 Volume
多分区卷类型
Spanned Volume Mirrored Volume
➢ Aha154x.sys—for Adaptec's 1540 family of SCSI controllers ➢ Pciidex.sys and Pciide.sys
Leabharlann Baidu 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
Windows存储系统系列课程
Windows存储系统架构和基本概念
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
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
➢ 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)
磁头
扇区 柱面
Windows的存储设备驱动
文件系统 > 卷 > 分区 > 磁盘
磁盘的Class, Port和Miniport驱动
Class
➢ Implements functionality common to all storage devices ➢ \Windows\System32\Drivers\Disk.sys