2TB Disk

Analog zur Hauptspeicherthematik (Siehe 4GB Ram) kommen wir auch im Bereich der Festplatten an die früher als unerreichbar gedachten Grenzen. Wer hätte früher gedacht, dass Festplatten einmal die 500 GB Grenze sprengen würden, weil neue Aufzeichnungsverfahren noch weniger Atome bzw. magnetische Teilchen pro Bit benötigen. Und umso mehr erstaunlich ist, dass Server heute auch auf Datenmengen von mehreren Terabytes nicht nur zugreifen können, sondern diese auch noch schnell genug gesichert und restauriert werden können.

MBR oder GPT ?

Als ich meinen ersten Server mit einem sehr großen Massenspeicher konfiguriert habe, bin ich natürlich auch erst einmal unbedarft heran gegangen und habe losgelegt. Ein RAID5 mit 4 TB müsste Windows doch sicherlich verkraften. Doch weit gefehlt. Das Betriebssystem war nicht mal zu installieren. Etwas Quellenstudium hat mir dann die erste Grenze aufgezeigt

Die Bootfestplatte (MBR) darf max. 2 TB groß sein !

GPT mit Cluster funktioniert mit Windows 2003 SP2 erst nach Einspielen den folgenden Hotfixes:
919117 A hotfix is available that adds support für GUID partition table (GPT) volumes that are larger than 2 terabytes on a Windows Server 2003-based server cluster

Das ganze liegt erst einmal darin begründet, dass das klassische Bootsektorformat "MBR" nun mal nicht mit größeren Festplatten in der Art umgehen kann.

Diese Grenze gilt zumindest bis Windows 2003 SP1 32bit. Es gibt aber natürlich auch eine Erweiterung um diese Grenze zu sprengen. Der Trick heißt GPT (GUID partition table). Mit dieser neuen Partitionierung haben erstmals Administratoren Bekanntschaft gemacht, die Windows 2003 auf einem Itanium Prozessor installiert haben.

Erst Windows 2003 SP1 32bit  kann GPT Partitionen lesen und schreiben. Ansonsten ist GPT für 64bit reserviert.

Basic oder Dynamic ?

Um nun gleich die Zwischenrufe zu befriedigen: Auch eine Umstellung auf "Dynamic Disks" bringt hier keine Besserung. Denn auch Dynamic Disks können mit MBR nicht mehr als 2TB pro Volume verwalten. Man kann aber dann per Windows Software Raid oder Datenträgersatz natürlich mehrere 2TB Partitionen zusammenfassen.

Diesen Weg hatte ich auch erst überlegt. Allerdings war es mir gar nicht möglich, eine 2,5 TB Festplatte zum dynamischen Datenträger zu konvertieren

Dynamische Datenträger (MBR) können maximal 2 TB groß sein !

Erst wenn die Festplatte zu einer GPT-Festplatte konvertiert wurde, dann kann ich aus der Basisfestplatte (GPT) eine dynamische Festplatte (GPT) machen.

Das ganze noch mal als Tabelle

Partitionierung Basisdatenträger Dynamischer Datenträger
MBR

Warnung 2TB max. pro Partition

InfoMehrere Partitionen möglich

Warnung 2TB max. pro Partition

InfoMehrere Partitionen möglich

Ja Datenträgersätze möglich.

GPT Ja >2TB möglich Ja >2TB möglich

Wenn Sie also eine Partition am Stück mit mehr als 2 TB Nutzen wollen, dann haben Sie nur zwei Optionen

  • GPT-Partition
    Dann können Sie problemlos Festplatten mit Partitionen größer 2TB anlegen
  • Datenträgerstätze
    Beim Einsatz von dynamischen Datenträgern können Sie natürlich mehrere 2 TB Festplatten zu einer großen Festplatte zusammenfassen. NTFS ist ja nicht auf die 2TB an sich beschränkt. Allerdings müssen Sie ihren RAID-Controller dann z:B. sagen, dass er aus einem RAID-Set mit 5 TB z.B. drei virtuelle Festplatten mit 2/2/1 TB anlegt, die Sie dann wieder zusammenfassen.

Wenn Sie jedoch nur Windows 2000 32bit einsetzen, dann können Sie keine GPT-Partition einsetzen und sind damit auf Basisdatenträger mit bis zu 2 TB beschränkt. Sie können aber natürlich mehrere Volumes mit eigenen Buchstaben verwenden oder die weiteren Festplatten als "Mountpoints" in eine Verzeichnisstruktur einbinden. Erst Windows 2003 32bit ab SP1 kann auch mit GPT-Disks umgehen.

Zur Frage mit dynamischen und Basisdatenträgern gibt es aber noch ein paar Dinge zu beachten, die  einen Einsatz von dynamischen Datenträgern nicht ratsam sein lassen.

  • Dynamische Datenträger und Cluster
    Ein Einsatz von dynamischen Datenträger ist auf Clusterlaufwerken nicht möglich. Allerdings soll es mit einer  kostenpflichtigen Erweiterung von Veritas/Symantec möglich werden.
  • Dynamische Disks und SAN
    Hat ein Server sowohl lokale Festplatten als auch SAN-Festplatten, dann sollten nicht beide Bereiche dynamisch betrieben werden, da dies zu Problemen des Logical Disk Managers führen kann, wenn die SAN-Festplatten sind ändern. Auf allen Disks ist ja das Disklayout gespeichert.  Wenn hier dynamische Datenträger genutzt werden, sollte der andere Bereich als Basisdatenträger konfiguriert werden.

Nach diesen Erfahrungen benötigen Sie dynamische  Disks also nur, wenn Sie mit Windows Bordmitteln Volumes Spiegeln, Erweitern oder auf mehrere Festplatten verteilen wollen. für besonders große Festplatten sind auch Basisdatenträger auf GPT-Disks geeignet.

GPT und Booten

Damit stellt sich natürlich die Frage, ob Windows auch von einer GPT-Partition booten kann. Hier lautet die Antwort: "JA, wenn man einiges beachtet". Die Nutzung von GPT-Datenträgern ist nicht nur eine neue Variante einer Partitionstabelle, sondern bringt auch einen komplett neuen Startvorgang mit sich. Das hat viel mit einem passenden Bios (EFI) zu tun und einer entsprechenden EFI-Partition, die vorab eingerichtet werden muss.

Booten von GPT kann nur Windows IA64 (Itanium)

Am besten nutzen Sie einen kleineren Basisdatenträger für das Betriebssystem. Heutige RAID-Controller können durchaus mehrere logische Festplatten auf einem RAID darstellen, so dass Sie hierfür nicht zwingend zwei physikalische Festplatten als RAID1 einsetzen müsssen.

NTFS und Clustersize

Nachdem das Thema Partitionierung nun geschafft wäre, stellt sich natürlich die Frage nach der Formatierung. Klar, dass FAT und FAT32 ausfallen und NTFS das gewünschte Datensystem ist, aber auch hier gibt es ein paar Dinge zu beachten.

  • Clustersize
    Die Größe der Cluster wird von Windows anhand der Größe der Festplatte vorgeschlagen. Bei Festplatten zwischen 2GB und 2TB sind dies immer 4k.
  • Kompression
    Möchten Sie die Dateikompression nutzen, dann sollten Sie 4k als Clustersize vorgeben, da ansonsten die Kompression nicht mehr möglich ist. Zudem habe ich meine Bedenken, ob andere Tools mit andere Clustergrößen ausreichend gut getestet sind
  • 4k = 16 TB
    Um ängsten aufgrund der kleinen Blockgröße den Boden zu entziehen, sollten Sie wissen, dass die maximale Kapazität eines Volume von Windows 2003 sich nach folgender Formel ermittelt. Es ist also noch genug Platz. Und dies ist aktuell auch nur die Implementation in Windows 2003. vom Design her kann NTFS noch viel mehr

Maximum volume size: Implementation: 2^32 clusters minus 1 cluster (256 terabytes minus 64 KB)

  • 64k = 256 TB
    Erst die Verwendung von 64k Blöcken erlaubt eine Ausnutzung von 256 Terabyte als eine Festplatte. Sollte diese Grenze einmal angekratzt werden, dann kann immer noch mit Mountpoints und mehreren Festplatten an einem Server noch mehr Kapazität bereit gestellt werden.
  • Windows 2000: Max 2TB Disks
    Windows 2000 hingegen ist auf 2TB als maximale Festplattengröße beschränkt.

Zwischenstand

Insofern können Sie heute noch nicht sehr viel falsch machen. Bis zu 2TB sollten Sie sich eher Gedanken machen wie sie den Platz effektiv verwalten (z.B. Quota) oder zwecks Ausfallsicherung uind Performance sinnvoll verteilen.

Meine Empfehlung:
Erst wenn Sie mehr als 2TB als eine Festplatte bereitstellen wollen, müssen Sie heute mit GPT-Datenträgern arbeiten. In diesem Fall würde ich das Betriebssystem von einer kleinen MBR-BasicDisk booten. Dann können Sie Windows 2003 SP1 auch als 32bit Version mit einem GPT-Datenträger einsetzen

Generell stellt sich natürlich die Frage, wie sie solch große Datenmengen sinnvoll sichern und wieder herstellen.

Weitere Links

  • 4GB Ram
  • E2K7:64-bit
  • 329707 Best practices für using dynamic disks on Windows 2000-based computers
  • 175761 Dynamic vs. basic storage in Windows 2000
  • 254105 Dynamic disk hardware limitations
  • 325590 How to use DiskPart.exe to extend a data volume
  • 814070 HOW TO: Establish and Boot to GPT Mirrors on 64-Bit Windows
  • 282793 How to Change a GPT disk into an MBR Disk (64-Bit Only)
  • 297800 HOW TO: use the Diskpart.efi utility to Create a GUID Partition Table Partition on a RawDisk in Windows
  • 140365 Default cluster size für FAT and NTFS
  • 294773 HOW TO: Access an EFI Partition in Windows XP 64-Bit Edition
  • 294776 EFI Partition Is Not Available in Windows Explorer After You Mount It
  • 919117 A hotfix is available that adds support für GUID partition table (GPT) volumes that are larger than 2 terabytes on a Windows Server 2003-based server cluster
  • Windows Server 2003 Technical Library > File Systems Technologies > NTFS Technical Reference > How NTFS Works
    http://technet2.microsoft.com/windowsserver/en/library/8cc5891d-bf8e-4164-862d-dac5418c59481033.mspx