Windows 2000存储应用的开发思路

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介绍

Windows 2000操作系统引入了一系列影响存储应用程序的新特性和结构增强功能。这些新特性中的大部分都需要对使用存储子系统的组件直接进行修改。此外，其它通用操作系统增强功能，即使与存储无直接联系，也可能需要对存储应用进行修改。

本文提供了关于Windows 2000存储子系统中新特性与架构修改的概述。本文的目的在于帮助存储程序开发者在其应用程序中支持并使用与存储功能相关联的特性。

尽管本文讨论了许多应用程序编程接口（API），但仍请读者参阅Microsoft Platform SDK手册以获取有关Win32® API的全部详细资料。

Windows 2000中的新存储特性

以下是关于Windows 2000操作系统新的存储特性和增强功能的列表及简要说明。这些特性以及利用它们所带来的影响效果和编程技巧在本文后半部分进行深入阐述。

文件系统:Windows 2000 服务器操作系统支持16位文件分配表（FAT16）、32位文件分配表（FAT32）、光盘文件系统（CDFS）、通用磁盘格式（UDF）及Windows NT文件系统（NTFS）。

卷管理:除沿用磁盘容错管理器外，Windows 2000中对本地磁盘卷的管理功能是通过引入新的卷管理器得以增强的。对卷管理功能的改进包括使用Microsoft 管理控制台（MMC）插件进行远程管理和引入一套经过扩展的容错设置。新的卷管理器则引入了一套新的磁盘分区规划。

Windows NT文件系统NTFS:最新版本的NTFS有一个包含于Windows 2000操作系统中的在盘文件系统结构。这一新结构用于支持包括卷装配点、远程存储、文件系统加密、稀疏文件及磁盘限额在内的众多存储增强功能。Windows 2000安装程序可处理在盘升级，而其它系统工具也可用于从原有文件系统到NTFS的转化。Windows NT® 4.0、Service Pack 4及其后续版本包括一个可按照更新的NTFS格式来装配卷的NTFS新驱动程序。

修复点:这些是NTFS中新的文件系统对象。修复点基于一个包括用户控制数据的可定义属性。当与安装型文件系统过滤驱动程序(IFS filter drivers)关联使用时，修复点增强了各种文件和（或）目录的功能。修复点用来实现Windows 2000操作系统中的NTFS目录连接、远程存储及其它特性。修复点提供了一种机制，在存储应用程序与ISV文件系统过滤驱动程序关联使用时提供增强功能。在最小状态下，存储应用需要掌握与修复点相关联的行为。

NTFS目录连接:这是一些能够解析为任何本地名称空间的NTFS目录。目录连接为系统管理员提供了一个非常强大的工具，但是，目录连接不能普遍部署，而只能用Windows 2000 资源工具中Linkd.exe工具创建。因为NTFS目录连接可用于使存储名称空间跨卷，它们或许能为应用程序开发者带来新的灵感和妙用。

卷装配点:卷装配点允许一个卷装配到一个已经存在的文件夹上，而不仅限于一个盘符的根部。通过为空的NTFS目录创建一个新的卷装配点，管理员就可以在无需额外盘符的情况下将新的卷嫁接到名称空间上。在系统发生改变的情况下，例如从一台机器添加或删除设备等，卷装配点功能就显得非常强大和灵活。存储应用程序必须为处理由卷装配点功能所引起的名称空间的动态变化做好准备。

变更日志:该日志是NTFS中一个新的、强有力的特性，它能够追踪文件的添加、删除和修改。API允许应用程序浏览变更记录，而无需依赖于对名称空间的遍历。变更日志为存储应用程序提供了在给定的名称空间判别变更的有效方法，例如，备份应用程序能够在增量备份前参照变更日志创建文件列表。

单一实例存储:Windows 2000操作系统的这一特性是在远程安装服务处于激活状态时自动加载于服务器上的。通过用指向公共存储文件的单一实例文件链接来替代复制文件，单一实例存储（SIS）功能减少了卷上的复制数据。单一实例存储由诸如远程安装服务(RIS)等Windows 2000 服务器操作系统的内部服务功能使用。

加密文件系统:加密文件系统作为NTFS的安装型文件系统过滤驱动程序包含于Windows 2000操作系统之中。原始导入和导出API用以处理原始数据，加密数据用于备份、复制等工作，同时，加密与压缩也是互斥的文件属性。

稀疏文件:对这些类型文件的支持在NTFS中得到增强。以新的用户控制文件系统属性来指示的文件利用了这一特性。NTFS剥离稀疏数据流，在分配时仅维护有意义的数据。 在文件访问中，文件系统分配实际的数据，剥离零数据。API允许应用程序开发者不必进行文件扩展并直接读取分配值域。这就使应用程序不必处理由文件系统产生的大量零数据流，并能够使用稀疏数据流以高效方式复制或移动大文件。

磁盘限额:磁盘限额这一NTFS的新特性为管理员提供了更多的基于网络存储的粒度控制。限额允许就给定的NTFS卷以逐用户为基础执行硬限制或软存储限制。限额亦可影响报告给应用程序的空闲磁盘空间。

远程存储:在基于Windows 2000运行远程存储的计算机中，数据存储是被设计用来降低存储成本的，而这种成本的降低则是通过在延迟时间和媒体成本之间进行折中的结果。基于已建立起的准则，数据自动地从本地卷移至磁带库中。与远程存储有关的修复点在基本存储中是用来指示迁移的文件。由于文件恢复会有延迟，则避免无意或不必要地恢复文件的责任应由存储应用程序编制者承担。备份和反病毒工具就是这类应用程序的例子。

链接跟踪和对象标识:这些是属于Windows 2000操作系统中NTFS版本的新特性。链接跟踪服务使客户应用能够跟踪到已经在本地或域的范围内被移动过的链接的源点。这样的结果是，由于参考对象可以透明地移动，预订了链接跟踪服务的用户就能够保持其资料的完整性。Shell快捷方式和ActiveX®文档链接就是这类应用程序的例子。NTFS文件能够由唯一对象标识(OID)引用。链接跟踪存储文件的OID作为跟踪信息的一部分。

可移动存储:这是Windows 2000操作系统中对可移动存储媒介进行管理的一项核心服务。可移动存储功能通过一套单一的应用程序编程接口（API）提供对存储设备的访问。在逐个设备的基础上，可移动存储消除了为支持大批媒体设备而产生的对ISV的需要。更重要的是，在Windows 2000操作系统中，多个应用能够共享一个大容量的存储设备。因为有了可移动存储的大容量媒介支持功能，存储应用程序才能够将开发重点集中在满足用户需求的特性上，而不必被硬件问题困扰。

安装型文件系统工具:该开发工具提供了核心模式下文件系统和文件系统过滤驱动程序的样本。它包括了开发者开发文件系统和文件系统过滤器的必要材料。有关该开发工具的详细信息请参阅Windows 2000安装型文件系统(IFS)工具的主页。

文件复制服务:Windows 2000操作系统中，该服务用于在活动目录服务内复制系统文件，并为诸如分布式文件系统(Dfs)等服务功能提供增值服务。

备份:备份功能包括在Windows 2000操作系统中。Windows 2000 服务器备份工具为Windows 2000操作系统中的活动目录、远程存储及其它新功能提供支持。备份功能不再局限于仅以磁带驱动器作为备份媒介。目前，备份功能可以使用磁带驱动器和磁带库来进行备份工作。此外，它还能在硬盘、可移动磁盘或共享文件夹中将备份镜象保存为一个常规文件。

系统文件保护:Windows 2000的该特性能通过对操作系统文件进行保护来阻止对重要系统文件的替换。在上述系统文件被删除或重写的情况下，系统文件保护功能可用原始文件来替换已被删除或重写的系统文件，而这些原始文件则来自于系统文件保护功能所维护的缓冲内存或安装媒介（如缓存版本不行的话）。

其他Windows 2000特性:例如索引服务、分布式文件系统（DFs）、活动目录、Windows集群以及即插即用等功能，对存储应用程序的影响是间接的。存储应用程序供应商和网络转向器的供应商应考虑到其应用程序将如何与上述新组件共容共存。