大型邏輯單位支援與 Windows Server 2003 SP1

更新日期: 2005 年 3 月 29 日

此文章在闡述關於 Winodws 作業系統將支援磁碟邏輯單位大小大於 2 TB 的變革。

在 過去的版本中，Windows 使用 32 位元 block number 在低階的儲存 Stack。事實上單一磁碟裝置的支援仍是有限的有可能是一組硬體的 RAID (通常我們稱之為虛擬磁碟或是 LUNs) 它的容量不會超過 2 Terabyte (TB)。要取得容量大於 2 TB 的儲存單位，一則您可以使用磁碟區管理員 (Volume Manager) 結合多個 LUN，結果可能為 RAID0 磁碟區上限為 64 TB 或為 RAID5 其上限為 62 TB。RAID1 也僅能容納最大上限為 2 TB。然而，Volume Manager Set 的使用，會導致效能的問題以及造成某些儲存管理方式的困難或難以達成。

對照之下，檔案系統使用 64-bit signed byte offset，這表示絕對位址檔案系統其實際上限為 2⁵⁴ 個 512-byte block。NTFS 則沒有這麼多，因為它支援 32-bit Clustet Number 乘以每個 Cluster 的上限 64K，其值等於 256 TB。

其它較複雜的因素為 Master Book Record (MBR) 分割類別的使用，它僅可容納最多到 2³² block。而 GUID Partition Tables (GPT) 則可支援更大數量的 block，但是 windows 僅在 Intel Itanium 機器才有支援 GPT。

注意：Microsoft 建議您關於 Windows Server 2003，應使用 512 Bytes 磁區之磁碟 (動態磁碟將僅可作用於 512 Bytes 磁區)。Windows Vista 與之後的作業系統將支援 4KB 大小之磁區。

本頁內容

	Windows 支援超過 2 TB 的邏輯單位
	詳細內容
	新的 API 與介面
	附註

Windows 支援超過 2 TB 的邏輯單位

在安裝了 Windows Server 2003 Service Pack 1 (SP1) 或 Windows XP 64 位元版本 (x64) 之後，這些限制將會變更。

Microsoft 在 Disk/Class 層階增加支援 64 位元的 Block Number，需使用包含在 SCSI-3 Block Commands-2 命令集中的新的 SCSI Command。Microsoft 同時啟用 GPT 支援於所有的 Windows Server 2003 SP1 平台。舉例來說，因為這個變更，現在一台 Itanium 機器上的 GPT 分割的資料儲存可以傳送到 32 位元機器為了資料採擷或封存的目的。

新的限制為：

•	基本或動態磁碟區大小為：264 blocks = 273 bytes
•	在 Windows 實際可使用的最大的 NTFS 檔案系統大小為：256 TB

附註：若磁碟裝置含有大於 2 TB 的磁碟空間則必須轉換成 GPT 格式方可使得所有的磁碟空間皆可被使用。如果裝置使用 MBR 格式，則磁碟空間超出 2 TB 將無法使用。

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詳細內容

如果您設計製造儲存體子系統或 PCI RAID 裝置，您可以透過下列命令建構 SCSI Block Commands-2 16-byte Command Descriptor Blocks (CDBs) 來啟動支援這個功能：
READ CAPACITY (16) 9Eh
READ (16) 88h
WRITE (16) 8Ah
VERIFY (16) 8Fh

同時，您必須支援 REASSIGN BLOCKS (07h) 的 Long LBA 版本 (若您支援區塊重新分派)。為了避免造成困惑，下列說明將告訴您 Windows 如何使用之前所列的命令建置此支援。

READ CAPACITY:在 磁碟初始期間，Disk Class 驅動程式會送出 READ CAPACITY (10) 去查詢裝置的容量。若此命令傳回值 0xFFFFFFFF 表示將送出 RETURNED LOGICAL BLOCK ADDRESS a READ CAPACITY (16) 以取得完整的磁碟容量。如果命令執行成功,此裝置將被標記為 16-byte CDB 合格裝置。否則，表示它不可使用。

READ/WRITE/VERIFY:若裝置在初始期間已被標記為 16-byte 合格裝置，僅有 READ (16)、WRITE (16) 以及 VERIFY (16) 可被使用於此裝置。10-byte 版本的命令將不會被傳送。

REASSIGN BLOCKS:6-byte CDB 將傳送邏輯區塊清單到裝置。對於已標記為 16-byte 的裝置，LONGLBA 位元將會被設定且清單將包含 8-byte LBAs。

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新的 API 與介面

Disk Class 驅動程式使用下列新的 IOCTL。應用程式與核心模式驅動程式都可呼叫這些 IOCTL。若驅動程式呼叫了這些 IOCTL 其中的一個，則它必須從執行在 IRQL <>

IOCTL_DISK_REASSIGN_BLOCKS_EX
IOCTL 與記錄於 DDK 中的 IOCTL_DISK_REASSIGN_BLOCKS 介面是相似的。此 IOCTL 使用 REASSIGN_BLOCKS_EX 結構，其中 8 bytes 定義用於 LBA。

IOCTL_STORAGE_READ_CAPACITY
IOCTL 可用於查詢磁碟容量並經由 READ CAPACITY 命令傳回值。此命令同時提供總磁碟長度單位為 byte。IOCTL 會傳回 STORAGE_READ_CAPACITY 結構，其定義如下。

回傳值

STATUS_SUCCESS (NO_ERROR)
輸出緩衝區包含 STORAGE_READ_CAPACITY 結構。

STATUS_DEVICE_BUSY (ERROR_BUSY)
無法從裝置取得 READ CAPACITY 資料。

STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES (ERROR_NO_SYSTEM_RESOURCES)
記憶體配置失敗。

STATUS_BUFFER_OVERFLOW (ERROR_MORE_DATA)
輸出的緩衝區大小小於 STORAGE_READ_CAPACITY 結構的大小。

STORAGE_READ_CAPACITY 結構定義

typedef struct _STORAGE_READ_CAPACITY {
   // 版本編號, STORAGE_READ_CAPACITY 結構的大小
   ULONG Version;
   // 此為日期值傳回的大小
   // STORAGE_READ_CAPACITY 結構的大小
   ULONG Size;
   // 每一個 Block 中 Byte 的數目
   ULONG BlockLength;
   // 磁碟中 Block 的總數量
   // 此將為最後一個 LBA + 1
   LARGE_INTEGER NumberOfBlocks;
   // 磁碟大小單位為 Byte
   LARGE_INTEGER DiskLength;
} STORAGE_READ_CAPACITY, *PSTORAGE_READ_CAPACITY;

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附註

•	因 為所有的東西都越來越大, 所以花費的時間也越來越長。一個超大型的磁碟區在執行磁碟檢查 (Chkdsk) 與搜尋時都需花上較長的等候時間，特別當您有數目龐大的檔案時。您並不一定要使用這種儲存配置。而是當您主要使用的應用程式需要使用到大量的資料庫 / 資料倉儲或用來儲存大量的影像資料像是 HD Video。
•	此 變更並未套用至 SCSI、Fibre Channel 或 iSCSI 等 HBA/controlle 驅動程式，因為通常它們並不需要。通常，系統設計者應該詢問他們的介面卡廠商。有些 PCI RAID 廠商現在也會選擇更新他們的驅動程式與韌體提供此支援在他們的 PCI RAID 卡上。
•	現在 Windows 支援的 USB、IEEE 1394 或 ATA (單顆 HD；ATA/SATA RAID 卡未來將可使用此功能) 並無任何的變更。
•	32 位元版本的 Windows XP SP2 並無任何變更。
•	32 位元版本的 Windows Server 2003 Service Pack 1 (SP1) 與 Windows XP 64-bit Edition (x64) 將無法從 GPT 磁碟啟動。
•	早期 32 位元版本的 Windows 作業系統 (Windows 9x、Windows NT 4.0、Windows 2000 以及 Windows XP) 不支援 GPT 磁碟。 http://www.microsoft.com/taiwan/whdc/device/storage/LUN_SP1.mspx