10分钟认识RAID磁盘阵列技术

10分钟认识RAID磁盘阵列技术
10分钟认识RAID磁盘阵列技术

在计算机发展的初期,"大容量"硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作都相当繁琐。1987年,Patterson、Gibson和Katz这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题为《

A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文,其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合,使其性能超过一只昂贵的大硬盘。这一设计思想很快被接受,从此RAID技术得到了广泛应用,数据存储进入了更快速、更安全、更廉价的新时代。

磁盘阵列对于个人电脑用户,还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在这样的场景中:在宽阔的大厅里,林立的磁盘柜,数名表情阴郁、早早谢顶的工程师徘徊在其中,不断从中抽出一块块沉重的硬盘,再插入一块块似乎更加沉重的硬盘......终于,随着大容量硬盘的价格不断降低,个人电脑的性能不断提升,IDE-RAID作为磁盘性能改善的最廉价解决方案,开始走入一般用户的计算机系统。

一、RAID技术规范简介

RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种:

RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。

RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU 占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。

RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为"加重平均纠错码(海明码)"的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。

RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。

RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有"写损失",即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。RAID

6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的"写损失",因此"写性能"非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得

RAID 6很少得到实际应用。

RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表1),我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。

开始时RAID方案主要针对SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint 公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统,从而大大降低了RAID的"门槛"。从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为"缓慢"和最缺少安全性的设备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自AMI公司(如表2)。

面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的不断提高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持A TA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID 芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度

二.通过硬件控制芯片实现IDE RAID的方法

在RAID家族里,RAID 0和RAID 1在个人电脑上应用最广泛,毕竟愿意使用4块甚至更多的硬盘来构筑RAID 0+1或其他硬盘阵列的个人用户少之又少,因此我们在这里仅就这两种RAID方式进行讲解。我们选择支持IDE-RAID功能的升技KT7A-RAID主板,一步一步向大家介绍IDE-RAID的安装。升技KT7A-RAID集成的是HighPoint 370芯片,支持RAID 0、1、0+1。

做RAID自然少不了硬盘,RAID 0和RAID 1对磁盘的要求不一样,RAID 1(Mirror)磁盘镜像一般要求两块(或多块)硬盘容量一致,而RAID 0(Striping)磁盘一般没有这个要求,当然,选用容量相似性能相近甚至完全一样的硬盘比较理想。为了方便测试,我们选用两块60GB的希捷酷鱼Ⅳ硬盘(Barracuda ATA Ⅳ、编号ST360021A)。系统选用Duron 750MHz的CPU,2×128MB樵风金条SDRAM,耕升GeForce2 Pro显卡,应该说是比较普通的配置,我们也希望借此了解构建RAID所需的系统要求。 1.RAID 0的创建

第一步

首先要备份好硬盘中的数据。很多用户都没有重视备份这一工作,特别是一些比较粗心的个人用户。创建RAID对数据而言是一项比较危险的操作,稍不留神就有可能毁掉整块硬盘的数据,我们首先介绍的RAID 0更是这种情况,在创建RAID 0时,所有阵列中磁盘上的数据都将被抹去,包括硬盘分区表在内。因此要先准备好一张带Fdisk与Format命令的Windows 98启动盘,这也是这一步要注意的重要事项。

第二步

将两块硬盘的跳线设置为Master,分别接上升技KT7A-RAID的IDE3、IDE4口(它们由主板上的HighPoint370芯片控制)。由于RAID 0会重建两块硬盘的分区表,我们就无需考虑硬盘连接的顺序(下文中我们会看到在创建RAID 1时这个顺序很重要)。

第三步

对BIOS进行设置,打开ATA RAID CONTROLLER。我们在升技KT7A-RAID主板的BIOS中进入INTEGRA TED PERIPHERALS选项并开启ATA100 RAID IDE CONTROLLER。升技建议将开机顺序全部改为ATA 100 RAID,实际我们发现这在系统安装过程中并不可行,难道没有分区的硬盘可以启动吗?因此我们仍然设置软驱作为首选项。

第四步

接下来的设置步骤是创建RAID 0的核心内容,我们以图解方式向大家详细介绍:

1.系统BIOS设置完成以后重启电脑,开机检测时将不会再报告发现硬盘。

2.磁盘的管理将由HighPoint 370芯片接管。

3.下面是非常关键的HighPoint 370 BIOS设置,在HighPoint 370磁盘扫描界面同时按下"Ctrl"和"H"。

4.进入HighPoint 370 BIOS设置界面后第一个要做的工作就是选择"Create RAID"创建RAID。

5.在"Array Mode(阵列模式)"中进行RAID模式选择,这里能够看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和Span的选项,在此我们选择了RAID 0项。

6.RAID模式选择完成会自动退出到上一级菜单进行"Disk Drives(磁盘驱动器)"选择,一般来说直接回车就行了。

7.下一项设置是条带单位大小,缺省值为64kB,没有特殊要求可以不予理睬。8.接着是"Start Create(开始创建)"的选项,在你按下"Y"之前,请认真想想是否还有重要的数据留在硬盘上,这是你最后的机会!一旦开始创建RAID,硬盘上的所有数据都会被清除。

9.创建完成以后是指定BOOT启动盘,任选一个吧。

按"Esc"键退出,当然少不了按下"Y"来确认一下。

HighPoint 370 BIOS没有提供类似"Exit Without Save"的功能,修改设置后是不可逆转的

第五步

再次重启电脑以后,我们就可以在屏幕上看到"Striping(RAID 0)for Array #0"字样了。插入先前制作的启动盘,启动DOS。打开Fdisk程序,咦?怎么就一个硬盘可见?是的,RAID阵列已经整个被看作了一块硬盘,对于操作系统而言,RAID完全透明,我们大可不必费心RAID磁盘的管理,这些都由控制芯片完成。接下来按照普通单硬盘方法进行分区,你会发现"这个"硬盘的容量"变"大了,仔细算算,对,总容量就是两块硬盘相加的容量!我们可以把RAID 0的读写比喻成拉链,它把数据分开在两个硬盘上,读取数据会变得更快,而且不会浪费磁盘空间。在分区和格式化后千万别忘了激活主分区。

第六步

选择操作系统让我们颇费周折,HighPoint370芯片提供对Windows98/NT/2000/XP的驱动支持,考虑到使RAID功能面向的是相对高级的用户,所以我们选择了对新硬件支持更好的Windows XP Professional英文版(采用英文版系统主要是为了方便后面的Winbench测试,大家自己使用RAID完全可以用中文版的操作系统),Windows 2000也是一个不错的选择,但是硬件支持方面显然不如Windows XP Professional。

第七步

对于采用RAID的电脑,操作系统的安装和普通情况下不一样,让我们看看图示,这是

在Windows XP完成第一步"文件复制"重启以后出现的画面,安装程序会以英文提示"按下F6安装SCSI设备或RAID磁盘",这一过程很短,而且用户往往会忽视屏幕下方的提示。

按下F6后出现安装选择,选择"S"将安装RAID控制芯片驱动,选择"Enter"则不安装。

按下"S"键会提示插入RAID芯片驱动盘。键入回车,安装程序自动搜索驱动盘上的程序,选择"WinXP"那一个并回车。

如果所提供的版本和Windows XP Profesional内置的驱动版本不一致,安装程序会给出提示让用户进行选择。

按下"S"会安装软盘所提供的而按下"Enter"则安装

Windows XP Professional

自带的驱动。按下"S"后又需要确认,这次是按"Enter"(这个......确认太多了,呵呵)。接下来是正常的系统安装,和普通安装没有任何区别。

RAID 0的安装设置我们就介绍到这里,下面我们会谈谈RAID 1的安装。与RAID 0相比,RAID 1的安装过程要简单许多,在正确操作的情况下不具破坏性。

2.RAID 1的创建

虽然在原理上和RAID 0完全不一样,但RAID 1的安装设置过程却与RAID 0相差不多,主要区别在于HighPoint 370 BIOS里的设置。为了避免重复,我们只向大家重点介绍这部分设置:

进入HighPoint 370 BIOS后选择"Create RAID"进行创建:

1.在"Array Mode"上点击回车,在RAID模式选择中选择第二项"Mirror(RAID 1)for Data Security(为数据源盘创建镜像)"。

2.接着是源盘的选择,我们再次提醒用户:务必小心,不要选错。

3.然后是目标盘的选择,也就是我们所说的镜像盘或备份盘。

4.然后开始创建。

5.创建完成以后BIOS会提示进行镜像的制作,这一过程相当漫长。

6.我们用了大约45分钟才完成60GB的镜像制作,至此RAID 1创建完成。RAID 1会将主盘的数据复制到镜像盘,因此在构建RAID 1时需要特别小心,千万不要把主盘和镜像盘弄混,否则结果将是悲剧性的。RAID 1既可在两块无数据的硬盘上创建,也能够在一块已经安装操作系统的硬盘上添加,比RAID 0方便多了(除了漫长的镜像制作过程)。创建完成以后我们试着将其中一块硬盘拔下,HighPoint370 BIOS给出了警告,按下"Esc",另一块硬盘承担起了源盘的重任,所有数据完好无损。

对于在一块已经安装操作系统的硬盘上添加RAID 1,我们建议的步骤是:打开BIOS 中的控制芯片→启动操作系统安装HighPoint 370驱动→关机将源盘和镜像盘接在IDE3、4口→进入HighPoint 370 BIOS设置RAID 1(步骤见上文介绍)→重启系统完成创建。

我们对两种RAID进行了简单的测试,虽然RAID 0的测试成绩让人有些不解,但是实际使用中仍然感觉比单硬盘快了很多,特别是Windows XP Professional的启动异常迅速,进度条一闪而过。至于传输率曲线出现不稳定的情况,我们估计和平台选择有一些关系,毕竟集成芯片在进行这种高数据吞吐量的工作时非常容易被干扰。不过即使是这样,我们也看到RAID 0系统的数据传输率达到了非常高的水平,一度接近60MB/s。与RAID 0相比,RAID 1系统的性能虽然相对单磁盘系统没有什么明显的改善,但测试中我们发现RAID 1的工作曲线显得非常稳定,很少出现波动的情况。再看看Winbench99 2.0中的磁盘测试成绩,一目了然。

对用户和操作系统而言,RAID 0和1是透明不影响任何操作的,我们就像使用一块硬盘一样。

三、用软件方法实现RAID

除了使用RAID卡或者主板所带的芯片实现磁盘阵列外,我们在一些操作系统中可以直接利用软件方式实现RAID功能,例如Windows 2000/XP中就内置了RAID功能。

在了解Windows 2000/XP的软件RAID功能之前,我们首先来看看Windows 2000中的一项功能——动态磁盘管理。

动态磁盘与基本磁盘相比,不再采用以前的分区方式,而是叫卷集,它的作用其实和分区相一致,但是具有以下区别:

1.可以任意更改磁盘容量

动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容量大小,而且不会丢失数据,而基本磁盘如果要改变分区容量就会丢失全部数据(当然也有一些特殊的磁盘工具软件可以改变分区而不会破坏数据,如PQMagic等)。

2.磁盘空间的限制

动态磁盘可被扩展到磁盘中不连续的磁盘空间,还可以创建跨磁盘的卷集,将几个磁盘合为一个大卷集。而基本磁盘的分区必须是同一磁盘上的连续空间,分区的最大容量当然也就是磁盘的容量。

3.卷集或分区个数

动态磁盘在一个磁盘上可创建的卷集个数没有限制,相对的基本磁盘在一个磁盘上最多只能分4个区,而且使用DOS或Windows 9X时只能分一个主分区和扩展分区。

*这里一定要注意,动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用,其他的操作系统无法识别动态磁盘。

因为大部分用户的磁盘都是基本磁盘类型,为了使用软件RAID功能,我们必须将其转换为动态磁盘:控制面板→管理工具→计算机管理→磁盘管理,在查看菜单中将其中的一个窗口切换为磁盘列表。这时我们就可以通过右键菜单将选择磁盘转换为动态磁盘。

在划分动态卷时会可以看到这样几个类型的动态卷。

1.简单卷:包含单一磁盘上的磁盘空间,和分区功能一样。

(当系统中有两个或两个以上的动态磁盘并且两个磁盘上都有未分配的空间时,我们能够选择如下的两种分卷方式)2.跨区卷:跨区卷将来自多个磁盘的未分配空间合并到一个逻辑卷中。

3.带区卷:组合多个(2到32个)磁盘上的未分配空间到一个卷。

(如果如上所述系统中的两个动态磁盘容量一致时,我们会看到另一个分区方式)

4.镜像卷:单一卷两份相同的拷贝,每一份在一个硬盘上。即我们常说的RAID 1。

当我们拥有三个或三个以上的动态磁盘时,我们就可以使用更加复杂的RAID方式——RAID 5,此时在分卷界面中会出现新的分卷形式。

5.RAID 5卷:相当于带奇偶校验的带区卷,即RAID 5方式。

对于大部分的个人电脑用户来说,构建RAID 0是最经济实用的阵列形式,因此我们在这里仅就软件RAID 0的构建进行讲解:

要在Windows 2000/XP中使用软件RAID 0,首先必须将准备纳入阵列的磁盘转换为上文所述的动态磁盘(这里要注意的是,Windows 2000/XP的默认磁盘管理界面中不能转换基本磁盘和动态磁盘,请参考上文中的描述),我们在这里尝试使用分区的条带化,这也正是软件RAID和使用RAID芯片构建磁盘阵列的区别。我们选取了一个29GB的分区进行划分带区卷,在划分带区卷区时,系统会要求一个对应的分区,也就是说这时其他的动态磁盘上必须要有同样29GB或更大的未分配空间,带区卷分配完成后,两个同样大小的分卷将被系统合并,此时我们的格式化等操作也是同时在两个磁盘上进行。

在构建RAID 0完成后,我们决定测试其硬盘传输率以确定这种软件RAID对性能的提升程度,我们构建软件RAID的平台和前文中的硬件RAID平台并不相同,为了保证CPU

的性能以确保我们软件RAID的实现,我们采用了较高端的系统:Athlon XP 1700+,三星256MB DDR内存,华硕A7V266-E主板,由于软件RAID对硬盘规格的要求比较低,所以硬盘系统我们选用了不同规格的硬盘,希捷酷鱼Ⅳ 60GB和西部数据1200BB 120GB两块硬盘。

在传输曲线的后半段,我们很清楚地看到软件RAID 0的硬盘传输率达到了60MB/s,完全超越了阵列中任意一个硬盘的传输率,RAID 0的优势开始体现出来。对于追求高性能的用户来说,这应该是他们梦寐以求的。

这里应该说明的是,在Linux环境下,我们同样可以利用Raidtools工具来实现软件RAID 功能。这个工具可以制作软RAID 0、RAID 1、RAID 4、RAID 5等多种磁盘阵列。在使用Raidtools之前,首先要确定目前正在使用的Linux核心是否支持Md。如果你正在使用的核心是2.0.X,并且不是自己编译过,大多数情况下支持软RAID。如果不能确定,则需要自己编译核心。

虽然RAID功能可以给我们带来更好的速度体验和数据安全性,但是应该指出的是,现在市面上的大部分廉价IDE-RAID解决方案本质上仍然是"半软"的RAID,只是将RAID控制信息集成在RAID芯片当中,因此其CPU占用率比较大,而且性能并不是非常稳定。这也是在高端系统中软件RAID 0的性能有时可以超过"硬件"RAID 0方案的原因。

对于用户来说,高性能的IDE-RAID存储系统,或者需要比较强劲的CPU运算能力,或者需要比较昂贵的RAID卡,因此,磁盘阵列仍然应该算是比较高端的应用。不过对于初级用户来说,使用简单而廉价的磁盘阵列来提高计算机数据的可用性或提升一下存储速度也是相当不错的选择,当然其性能还远不能和高端系统相比。

总之,我们看到越来越多的RAID架构出现在市场上,尤其是在中低端市场上,越来越普及的廉价IDE-RAID方案与硬盘价格的不断下降互相照应,似乎也在预示着未来个人数据存储的发展趋势,让我们拭目以待吧

HighPoint 370 BIOS没有提供类似"Exit Without Save"的功能,修改设置后是不可逆转的

服务器之磁盘阵列RAID——配置方法(图解)

磁盘阵列可以在安装系统之前或之后产生,系统会视之为一个(大型)硬盘,而它具有容错及冗余的功能。磁盘阵列不单只可以加入一个现成的系统,它更可以支持容量扩展,方法也很简单,只需要加入一个新的硬盘并执行一些简单的指令,系统便可以实时利用这新加的容量。 ·RAID 的种类及应用 IDE和SCSI是计算机的两种不同的接口,前者普遍用于PC机,后者一般用于服务器。基于这两种接口,RAID分为两种类型:基于IDE接口的RAID应用,称为IDE RAID;而基于SCSI接口的RAID应用则相应称为SCSI RAID。 基于不同的架构,RAID 又可以分为: ● 软件RAID (软件RAID) ● 硬件RAID (硬件RAID) ● 外置RAID (External RAID) ·软件RAID很多情况下已经包含在系统之中,并成为其中一个功能,如Windows、Netware及Linux。软件RAID中的所有操作皆由中央处理器负责,所以系统资源的利用率会很高,从而使系统性能降低。软件RAID是不需要另外添加任何硬件设备,因为它是靠你的系统——主要是中央处理器的功能——提供所有现成的资源。 ·硬件RAID通常是一张PCI卡,你会看到在这卡上会有处理器及内存。因为这卡上的处理器已经可以提供一切RAID所需要的资源,所以不会占用系统资源,从而令系统的表现可以大大提升。硬件RAID可以连接内置硬盘、热插拔背板或外置存储设备。无论连接何种硬盘,控制权都是在RAID卡上,亦即是由系统所操控。在系统里,硬件RAID PCI卡通常都需要安驱动程序,否则系统会拒绝支持。

·外置式RAID也是属于硬件RAID的一种,区别在于RAID卡不会安装在系统里,而是安装在外置的存储设备内。而这个外置的储存设备则会连接到系统的SCSI卡上。系统没有任何的RAID功能,因为它只有一张SCSI卡;所有的RAID功能将会移到这个外置存储里。好处是外置的存储往往可以连接更多的硬盘,不会受系统机箱的大小所影响。而一些高级的技术,如双机容错,是需要多个服务器外连到一个外置储存上,以提供容错能力。 ·配置RAID磁盘阵列 一、为什么要创建逻辑磁盘? 当硬盘连接到阵列卡(RAID)上时,操作系统将不能直接看到物理的硬盘,因此需要创建成一个一个的被设置为RAID0,1和5等的逻辑磁盘(也叫容器),这样系统才能够正确识别它。 逻辑磁盘(Logic Drive)、容器(Container)或虚拟磁盘(Virtual Drive)均表示一个意思,他们只是不同阵列卡产商的不同叫法。 二、创建逻辑磁盘的方式 使用阵列卡本身的配置工具,即阵列卡的BIOS。(一般用于重装系统或没有安装操作系统的情况下去创建容器(Adaptec阵列卡)/逻辑驱动器(AMI/LSI 阵列卡)。 使用第三方提供的配置工具软件去实现对阵列卡的管理。如Dell Array Manager。(这些软件用于服务器上已经安装有操作系统) 三、正确识别您的阵列卡的型号(本文以Dell为例,其实都大同小异) 识别您的磁盘阵列控制器(磁盘阵列控制器为可选项, 如果没有购买磁盘阵列控制器的话以该步骤可以省去) 如果您有一块Adaptec磁盘阵列控制器(PERC 2,PERC2/SI,PERC3/SI,PERC3/DI),在系统开机自检的时候您将看到以下信息: Dell PowerEdge Expandable RAID Controller 3/Di, BIOS V2.7-x [Build xxxx](c) 1998-2002 Adaptec, Inc. All Rights Reserved. <<< Press CTRL+A for Configuration Utility! >>>

软件磁盘阵列实现过程详解

软件磁盘阵列RAID0实现过程详解 很多朋友在升级时安装两块或多块硬盘,这时候用多块硬盘组成RAID性能将会有很大提升;但是几百元一块的RAID控制卡并非所有人都能够接受,再加上受硬盘容量大小必须相同的限制,于是Windows 2000/XP自带的软RAID功能就成为了大家的最爱。怎样实现软RAID 呢?下面笔者将给大家一步一步介绍。一、简单认识软RAID 软RAID不需要RAID控制卡,它通过软件进行控制。Windows 2000/XP支持该功能。先给大家介绍一下软RAID的基本知识。 在Windows2000/XP中,物理硬盘分为两种类型,一种是基本磁盘,一种是动态磁盘。基本磁盘是包含主分区、扩展分区和逻辑驱动器的物理硬盘,可以被其他操作性访问;动态磁盘可通过Windows 2000/XP中的“磁盘管理”升级得到,只包含由“磁盘管理”创建的动态卷,并由“磁盘管理”程序管理,所以不能被其他操作系统访问。 软RAID被Windows 2000/XP称为卷。要在Windows 2000上使用软件RAID,必须把基本磁盘升级到动态磁盘,才能在动态磁盘上创建我们所需的带区卷(RAID0)。卷有多种格式,下面是我们组建软RAID 0涉及的几种。 1.简单卷:构成单个物理磁盘空间的卷。它可以由磁盘上的单个区域或同一磁盘上连接在一起的多个区域组成,可以在同一磁盘内扩展简单卷。安装操作系统的简单卷成为引导卷。 2.跨区卷:简单卷也可以扩展到其他的物理磁盘,这样由多个物理磁盘的空间组成的卷就称为跨区卷。简单卷和跨区卷都不属于RAID范畴。 3.带区卷:以带区形式在两个或多个物理磁盘上存储数据的卷。带区卷上的数据被交替、平均(以带区形式)地分配给这些磁盘,带区卷是所有Windows 2000/XP可用的卷中性能最佳的,但它不提供容错。如果带区卷上的任何一个磁盘数据损坏或磁盘故障,则整个卷上的数据都将丢失。带区卷可以看做硬件RAID中的RAID0。 二、建立带区卷(RAID0) 了解了有关知识后,让我们看看如何建立一个高性能的带区卷。下面已Windows 2000为例,给大家介绍。建立带区卷必须对硬盘重新格式化,数据将会丢失,所以建议将硬盘数据备份后,删除Windows 2000所在分区以外的所有分区。 接着以系统管理员身份登录Windows 2000,然后依次打开“我的电脑→控制面板→管理工具→计算机管理→存储→磁盘管理(本地)”(如图1)。在屏幕的上半部分显示的是分区或卷的详细情况,下半部分显示物理磁盘的状态,在这一部分的左边显示物理磁盘的两种类型。图中的磁盘0、1都是物理磁盘,并且现在都是基本磁盘,我们要把它们升级到动态磁盘并创建一个带区卷。 接着就是升级到动态磁盘。在磁盘0或磁盘1上点击鼠标右键,选择“升级到动态磁盘(U)”,出现对话框后在磁盘0和磁盘1前面打勾并确定,几秒钟后升级就完成了,此时在“磁盘管理”中磁盘0和磁盘1已经变成动态磁盘了,并且Windows 2000所在分区变成包含引导信息的简单卷,也就是引导卷。而其他空间则变成未指派空间。 然后创建带区卷。未指派空间可以创建简单卷或者带区卷,在磁盘0未指派空间上点右键并选择“创建卷”;点击“下一步”后选择“带区卷”,将磁盘0和磁盘1添加到右边的“选定的动态磁盘(S)”一栏中(如图2),按下一步后,Windows提示指派驱动器号(可以由Windows 指定也可手动分配,一般以系统默认即可),然后需要进行格式化.可以选择FAT32和NTFS 作为带区卷的文件系统,然后选择簇的大小和卷标,簇越大磁盘性能越高但造成的空间浪费

磁盘阵列配置全程解

磁盘阵列配置全程解(图) 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连 接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/ Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统

可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗

手把手教你如何做RAID磁盘阵列

手把手教你如何做RAID磁盘阵列 本文将以一款服务器的磁盘阵列配置实例向大家介绍磁盘阵列的具体配置方法。当然,不同的阵列控制器的具体配置方法可能不完全一样,但基本步骤绝大部分是相同的,完全可以参考。 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。 在本文中给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的

Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。 磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。

磁盘阵列详解配置

磁盘阵列(Disk Array) 1.为什么需要磁盘阵列 如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。 1 过去十年来,CPU的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。 目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。这种方式在单工环境(single-tasking environment)如DOS之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。其二是使用磁盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level,不同的level针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。 一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器(RAID controller)?或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求: (1)增加存取速度, (2)容错(fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盘空间; (4)尽量的平衡CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能。 2.磁盘阵列原理 磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为RAID level, RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,而每一level代表一种技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。这个level并不代表技术的高低,level 5并不高于level 3,level 1也不低过level 4,至于要选择那一种RAID level的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及应用(application)而定,与level的高低没有必然的关系。RAID 0及RAID 1适用于PC及PC相关的系统如小型的网络服务器(network server)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等,因为比较便宜,但因一般人对磁盘阵列不了解,没有看到磁盘阵列对他们价

磁盘阵列配置安装

RAID磁盘阵列|1|1 据统计60%的企业关键数据都存储在企业内部员工的PC机和笔记本 电脑上。对这部分的数据的存储管理及备份管理本应是一个重要问题,但因为用户过于分散及管理工作过于琐碎等原因,反而疏忽了对这些机器上的数据的管理,由于各种原因造成数据丢失。 磁盘阵列的使用方式根据具体需求的不同,连接和配置的方式可谓 是多种多样,都具有各自的特点和功能。 本方案将采用IBM DS4200 磁盘阵列柜为模型,列举目前最具代表性 的配置安装方式供客户参考。 磁盘阵列配置安装

典型用户网络结构: 2.1连接示意图如下: 如图所示,公司、学校。内网有文件服务器1台、WEB 服务器1台、OA 服务器一台、MIS 服务器1台、SQL 数据库服务器1台、共有办公电脑X 台左右客户需求: 1. 公司,学校。需对企业局域网内的PC及工作站终端重要数据备份至服务器 2. 将服务器上的数据备份到磁盘阵列 3. 服务器系统备份、重要PC系统备份 4. 保证公司文件资料的安全性 硬件需求: 1. 服务器一台 2. 磁盘阵列柜一台 综合分析: 此方案硬件连接方便,只需增加存储设备,和一台服务器就能建立 硬件平台,成本小且组建迅速。 典型用户网络结构是目前大多数企业公司现行的网络结构,增加此 方案中磁盘阵列容易实现,能满足客户的多重基本需求,有立竿见影的 作用且使用效率高,硬件方面设备维护简单,数据集中管理,唯独各种 数据(邮件,myserver等)的备份都需要手动操作。但可以使用恰当的 软件弥补该缺点,智能自动备份各种数据

2.2 双机热备方案: 根据ds4300磁盘阵列具有双控制卡的特定本节采用全冗余建议方案 采用2 台IBM p5 520 服务器运行应用,分别运行HACMP 软件, 保证系统的高可靠性。 采用2 台2005 -H08 光纤交换机建立存储局域网环境,分别连 接两台p5 520 服务器和磁盘阵列。2 台光纤交换机可以避免单点故障。 采用IBM DS4300 保证数据存储的可靠性和读取效率。 2 台p5 520 分别通过2 根光纤连接到2 台存储光纤交换机, DS4300 通过4 根光纤连接到2 台存储光纤交换机,如此连接即保证了可靠性,又提高了数据访问的效率。 硬件需求:(所有配置只提供参考,具体根据需求提供详细配置) 服务器:IBM p5 520 2 台;2 颗1.5GHz/1.65GHz 的power5 处 理器,4GB 内存。 2 块73GB 内置硬盘: 用于安装操作系统

磁盘阵列技术详解

由磁盘阵列角度来看 磁盘阵列的规格最重要就在速度,也就是CPU的种类。我们知道SCSI的演变是由SCSI 2 (Narrow, 8 bits, 10MB/s), SCSI 3 (Wide, 16bits, 20MB /s), Ultra Wide (16bits, 40MB/s), Ultra 2 (Ultra Ultra Wide, 80MB /s), Ultra 3 (Ultra Ultra Ultra Wide, 160MB/s),在由SCSI到Serial I/O,也就是所谓的 Fibre Channel (FC- AL, Fibre Channel - Arbitration Loop, 100 – 200MB/s), SSA (Serial Storage Architecture, 80 – 16 0 MB /s), 在过去使用 Ultra Wide SCSI, 40MB/s 的磁盘阵列时,对CPU的要求不须太快,因为SCSI本身也不是很快,但是当SCSI演变到Ultra 2, 80MB/s时,对CPU的要求就非常关键。一般的CPU, (如 586)就必须改为高速的RISC CPU, (如 Intel RISC CPU, i960RD 32bits, i960RN 64 bits),不但是RISC CPU, 甚至于还分 32bits, 64 bits RISC CPU 的差异。586 与 RISC CPU 的差异可想而知 ! 这是由磁盘阵列的观点出发来看的。 由服务器的角度来看 服务器的结构已由传统的 I/O 结构改为 I2O ( Intelligent I/O, 简称 I2O ) 的结构,其目的就是为了减少服务器CPU的负担,才会将系统的 I/O 与服务器CPU负载分开。Intel 因此提出 I2O 的架构,I2O 也是由一颗 RISC CPU ( i960RD 或I960RN ) 来负责 I/O 的工作。试想想若服务器内都已是由 RISC i960 CPU 来负责 I/O,结果磁盘阵列上却仍是用 586 CPU,速度会快吗 ? 由操作系统的角度来看 在操作系统都已由 32 bits 转到 64 bits,磁盘阵列上的CPU 必须是 Intel i960 RISC CPU 才能满足速度的要求。586 CPU 是无法满足的! 磁盘阵列的功能 使用磁盘阵列的好处,在于数据的安全、存取的速度及超大的存储容量。如何确保数据的安全,则取决于磁盘阵列的设计与品质。其中几个功能是必须考虑的:是否有环境监控器针对温度、电压、电源、散热风扇、硬盘状态等进行监控。磁盘阵列内的硬盘连接方式是用SCA-II整体后背板还是只是用SCSI 线连的?在 SCA-II整体后背板上是否有隔绝芯片以防硬盘在热插拔时所产生的高/低电压,使系统电压回流,造成系统的不稳定,产生数据丢失的情形。我们一定要重视这个问题,因为在磁盘阵列内很多硬盘都是共用这同一SCSI 总线!一个硬盘热插拔,可不能引响其它的硬盘!甚幺是热插拔或带电插拔?硬盘有分热插拔硬盘, 80针的硬盘是热插拔硬盘,68针的不是热插拔硬盘,有没有热插拔,在电路上的设计差异就在于有没有保护线路的设计,同样的硬盘拖架也是一样有分真的热插拔及假的热插拔的区别。磁盘阵列内的硬盘是否有顺序的要求?也就是说硬盘可否不按次序地插回阵列中,数据仍能正常的存取?很多人认为不是很重要,不太会发生,但是可能会发生的,我们就要防止它发生。假如您用六个硬盘做阵列,在最出初始化时,此六个硬盘是有顺序放置在磁盘阵列内,分为第一、第二…到第六个硬盘,是有顺序的,如果您买的磁盘阵列是有顺序的要求,则您要注意了:有一天您将硬盘取出,做清洁时一定要以原来的摆放顺序插

实例设置RAID1

实例设置RAID1 Intel的ICH5R芯片为例,讲解如何利用两块硬盘来组建RAID 0或RAID 1系统。 二、在BIOS中打开RAID功能 安装好SATA硬盘之后,就要进入BIOS中打开南桥芯片的RAID功能。具体方法是:进入BIOS设置程序的“OnChip IDE Device”窗口,找到一个名为“SATA Mode”的选项,将它设置为“RAID”,然后保存BIOS设置并重新启动电脑。 三、组建RAID系统 在BIOS中启动了RAID功能后,ICH5R南桥芯片内置的“Intel RAID Option ROM”便开始启动,该软件是Intel RAID应用程序,提供BIOS和DOS服务。在系统启动POST(加电自检)时,屏幕上会有一些提示信息,按“Ctrl+I”键便可进入Intel RAID Configuration Utility窗口.在该窗口中,窗口上半部分是主菜单,下半部分显示的是已经安装好的两个硬盘的信息,例如硬盘型号、容量、是否已经组建RAID系统等。 将光标移动到主菜单的“1.Create RAID Volume”上,然后按回车键,此时便进入创建RAID系统的主界面,首先将光标移动到“Name”选项上,在此输入一个RAID卷的名称,一般用默认的名称即可;按“TAB”键,将光标停留在“RAID Level”选项上,在此按向上或向下的箭头按键,可以选择RAID的类型──RAID 0或者RAID 1;根据自己的实际需要选择RAID 类型(如果要提高磁盘性能,则选择RAID 0;如果要更好的安全性,则选择RAID 1)后,按“TAB”键将光标移动到“Strip Size”选项上,选择串列值,一般选择“128KB”。完成上述设置后,按“TAB”键,使光标停留在“Create Volume”上.按下回车键,此时会出现一条提示信息,询问是否确认创建RAID系统. 小提示: 注意,如果是创建RAID 0这种类型的RAID系统,必须在创建前备份硬盘上的数据,否则一旦创建RAID 0系统,则硬盘上的所有数据及分区都会被删除。 按“Y”键确认创建RAID,此时会回到主界面,在窗口的下方会发现硬盘的信息已经发生改变,显示已经创建了一个RAID卷 按“Esc”键,此时会出现确认是否退出的提示信息,按“Y”键退出RAID配置程序,此时系统重新启动。 四、硬盘分区及安装系统 如果创建的RAID系统是RAID 1,那么系统会自动将主盘上的数据备份到从盘上,此时

RAID技术概述

RAID技术概述 RAID的形式是多种多样的,它们都是高可用性和高性能存储的骨干力量。RAID设备的最初应用可以追溯到上世纪80年代末,而在今天,RAID已经成为我们IT生活中一个应用广泛且非常重要部分,以至于很多人已经忘记RAID这个缩写到底是什么意思。 RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写,直译为“廉价冗余磁盘阵列”,也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”,但这只是名称的变化,实质性的内容并没有改变。简单地讲,RAID技术就是利用多个硬盘的组合提供高效率及冗余的功能。 RAID这个概念最早是由1987年加州伯克利大学的David Patterson,Garth Gibson, Randy Katz提出的,他们的目标是展示一个RAID的性能可以达到或超过当时的一个单一的,大容量的,昂贵的磁盘。在项目开发的过程中,随着频繁的磁盘失败,通过磁盘的冗余来避免磁盘数据的丢失已经是必须的了。这样一来,该项目的研究对于将来的RAID变得至关重要。 一、RAID 的优点 RAID的采用为存储系统(或者服务器的内置存储)带来巨大利益,其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。 RAID通过同时使用多个磁盘,提高了传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)。在RAID 中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍

怎样配置磁盘阵列RAID5

怎样配置磁盘阵列RAID5 RAID5是大型磁盘阵列中最常见的一种RAID类型,具有访问速度快,容错率高的优点。下面就详细讲解一下RAID5的常见技术常识 RAID 5 模式的入门知识 RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它既能实现RAID 0的高速存储读取功能也能够实现RAID 1的数据恢复功能,可以说是RAID 0和RAID 1的折衷方案。 RAID 5为系统提供数据安全保障,但保障程度要比磁盘镜像低而磁盘空间利用率要比磁盘镜像高。同时RAID 5还具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,而且存储成本相对较低。 RAID 5至少需要三块硬盘才能实现阵列,在阵列当中有三块硬盘时,RAID 控制器将会把需要存储的数据按用户定义的分割大小把文件分成碎片再分别存储到其中的两块硬盘上,此时另一块硬盘不接收文件碎片,只用来存储其它两块硬盘的校验信息,这个校验信息是通过RAID控制器上的单独的芯片运算产生的,而且可以通过这个校验信息来恢复存储在两块硬盘上的数据。 另外,这三块硬盘的任务也是随机的,也就是说在这次存储当中可能是1 号硬盘和2好硬盘用来存储分割后的文件碎片,那么在下次存储的时候可能就是2号硬盘和3号硬盘来完成这个任务了。可以说,在每次存储操作当中,每块硬盘的任务是不一样的,不过,不管任务怎么随机分配也是两块硬盘用来存储数据信息,另一块硬盘用来存储校验信息。 RAID 5可以利用三块硬盘同时实现RAID 0的加速功能也实现RAID 1的数据备份功能,并且当其中的一块硬盘损坏之后,加入一块新的硬盘也可以实现数据的还原。 RAID 5模式并不是完全没有缺点,如果阵列当中某块硬盘上的信息发生了改变的话,那么就需要重新计算文件分割碎片,并且,校验信息也需要重新计算,这时,三个硬盘都需要重新调用那么整个系统性能将会降下来。如果要做RAID 5阵列的话,最好使用相同容量相同速度的硬盘,RAID 5模式的有效容量是阵列中容量最小的硬盘容量乘上阵列中硬盘数减一后的数目,这是因为其中有一块硬盘用来存放校验信息。 RAID 5既能够实现速度上的加倍,同时也能够保证数据的安全性,所以在很多高端系统当中都使用这种RAID模式。 如何实现 RAID 5:

RAID功能制作磁盘阵列并安装操作系统

RAID功能制作磁盘阵列并安装操作系统 2007年09月26日星期三 14:21 在RAID家族里,RAID 0和RAID 1在个人电脑上应用最广泛,毕竟愿意使用4块甚至更多的硬盘来构筑RAID 0+1或其他硬盘阵列的个人用户少之又少,因此我们在这里仅就这两种RAID方式进行讲解。我们选择支持IDE-RAID功能的升技KT7A-RAID主板,一步一步向大家介绍IDE-RAID的安装。升技KT7A-RAID集成的是HighPoint 370芯片,支持RAID 0、1、0+1。 做RAID自然少不了硬盘,RAID 0和RAID 1对磁盘的要求不一样,RAID 1(Mirror)磁盘镜像一般要求两块(或多块)硬盘容量一致,而RAID 0(Striping)磁盘一般没有这个要求,当然,选用容量相似性能相近甚至完全一样的硬盘比较理想。为了方便测试,我们选用两块60GB的希捷酷鱼Ⅳ硬盘(Barracuda ATA Ⅳ、编号ST360021A)。系统选用Duron 750MHz的CPU,2×128MB樵风金条SDRAM,耕升GeForce2 Pro显卡,应该说是比较普通的配置,我们也希望借此了解构建RAID所需的系统要求。 1.RAID 0的创建 第一步 首先要备份好硬盘中的数据。很多用户都没有重视备份这一工作,特别是一些比较粗心的个人用户。创建RAID对数据而言是一项比较危险的操作,稍不留神就有可能毁掉整块硬盘的数据,我们首先介绍的RAID 0更是这种情况,在创建RAID 0时,所有阵列中磁盘上的数据都将被抹去,包括硬盘分区表在内。因此要先准备好一张带Fdisk与Format命令的Windows 98启动盘,这也是这一步要注意的重要事项。 第二步 将两块硬盘的跳线设置为Master,分别接上升技KT7A-RAID的IDE3、IDE4口(它们由主板上的HighPoint370芯片控制)。由于RAID 0会重建两块硬盘的分区表,我们就无需考虑硬盘连接的顺序(下文中我们会看到在创建RAID 1时这个顺序很重要)。 第三步 对BIOS进行设置,打开ATA RAID CONTROLLER。我们在升技KT7A-RAID主板的BIOS中进入INTEGRATED PERIPHERALS选项并开启ATA100 RAID IDE CONTROLLER。升技建议将开机顺序全部改为ATA 100 RAID,实际我们发现这在系统安装过程中并不可行,难道没有分区的硬盘可以启动吗?因此我们仍然设置软驱作为首选项。 第四步 接下来的设置步骤是创建RAID 0的核心内容,我们以图解方式向大家详细介绍: 1.系统BIOS设置完成以后重启电脑,开机检测时将不会再报告发现硬盘。 2.磁盘的管理将由HighPoint 370芯片接管。 3.下面是非常关键的HighPoint 370 BIOS设置,在HighPoint 370磁盘扫描界面同时按下“Ctrl”和“H”。 4.进入HighPoint 370 BIOS设置界面后第一个要做的工作就是选择“Create RAID”创建RAID。 5.在“Array Mode(阵列模式)”中进行RAID模式选择,这里能够看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和Span的选项,在此我们选择了RAID 0项。 6.RAID模式选择完成会自动退出到上一级菜单进行“Disk Drives(磁盘驱动器)”选择,一般来说直接回车就行了。 7.下一项设置是条带单位大小,缺省值为64kB,没有特殊要求可以不予理睬。 8.接着是“Start Create(开始创建)”的选项,在你按下“Y”之前,请认真想想是否

10分钟认识RAID磁盘阵列技术

在计算机发展的初期,"大容量"硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作都相当繁琐。1987年,Patterson、Gibson和Katz这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题为《 A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文,其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合,使其性能超过一只昂贵的大硬盘。这一设计思想很快被接受,从此RAID技术得到了广泛应用,数据存储进入了更快速、更安全、更廉价的新时代。 磁盘阵列对于个人电脑用户,还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在这样的场景中:在宽阔的大厅里,林立的磁盘柜,数名表情阴郁、早早谢顶的工程师徘徊在其中,不断从中抽出一块块沉重的硬盘,再插入一块块似乎更加沉重的硬盘......终于,随着大容量硬盘的价格不断降低,个人电脑的性能不断提升,IDE-RAID作为磁盘性能改善的最廉价解决方案,开始走入一般用户的计算机系统。 一、RAID技术规范简介 RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种: RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。 RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。 RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU 占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。 RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为"加重平均纠错码(海明码)"的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。 RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。 RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有"写损失",即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。RAID

硬盘磁盘阵列RAID完整安装过程

硬盘磁盘阵列RAID的完整安装过程 一、RAID介绍 RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写,直译为“廉价冗余磁盘阵列”,也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent,RAID 就成了“独立冗余磁盘阵列”,但这只是名称的变化,实质性的内容并没有改变。可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法,它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来,作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。 RAID的优点 1. 传输速率高。在部分RAID模式中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。因为CPU的速度增长很快,而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高,所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。 2. 更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式督提供了多种数据修复功能,当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时,可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据,而普通磁盘驱动器无法实现,这是使用RAID的第二个原因。 RAID的分类 RAID 0:无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘上,没有容错能力,读写速度在RAID中最快,但因为任何一个磁盘损坏督会使整个RAID系统失效,所以安全系数反倒单个的磁盘还要低。一般用在对数据安全要求不高,但对速度要求很高的场合,如:大型游戏、图形图像编辑等。此种RAID模式至少需要2个磁盘,而更多的磁盘则能提供更高效的数据传输。

RAID 1:镜象磁盘阵列。每一个磁盘督有一个镜像磁盘,镜像磁盘随时保持与原磁盘的内容一致。RAID1具有最高的安全性,但只有一半的磁盘空间被用来存储数据。主要用在对数据安全性要求很高,而且要求能够快速恢缸损坏的数据的场合。此种RAID模式每组仅需要2个磁盘。 RAID 0+1:从其名称上就可以看出,它把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个磁盘上外,每个磁盘督有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读写能力。但是RAID0+1至少需要4

磁盘阵列配置全程解(图)

来源:IT168 作者:茶乡浪子票数:197等级:点击:4492 其实在论坛中,提到有关磁盘阵列配置的网友远不止上面这一位,针对这种情况,笔者就以一款服务器的磁盘阵列配置实例向大家介绍磁盘阵列的具体配置方法。当然,不同的阵列控制器的具体配置方法可能不完全一样,但基本步骤绝大部分是相同的,完全可以参考。 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A 等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,没有安全保护,只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。一般只适用磁盘数较少、磁盘容易比较紧缺的应用环境中,如果

磁盘阵列技术原理分析

磁盘阵列技术原理分析 认识磁盘阵列技术 由磁盘阵列角度来看 磁盘阵列的规格最重要就在速度,也就是CPU的种类。我们知道SCSI的演变是由SCSI 2 (Narrow, 8 bits, 10MB/s), SCSI 3 (Wide, 16bits, 20MB/s), Ultra Wide (16bits, 40MB/s), Ultra 2 (Ultra Ultra Wide, 80MB/s), Ultra 3 (Ultra Ultra Ultra Wide, 160MB/s),在由SCSI到Serial I/O,也就是所谓的 Fibre Channel (FC-AL, Fibre Channel - Arbitration Loop, 100 –200MB/s), SSA (Serial Storage Architecture, 80 –160 MB/s), 在过去使用 Ultra Wide SCSI, 40MB/s 的磁盘阵列时,对CPU的要求不须太快,因为SCSI 本身也不是很快,但是当SCSI演变到Ultra 2, 80MB/s时,对CPU的要求就非常关键。一般的CPU, (如 586)就必须改为高速的RISC CPU, (如 Intel RISC CPU, i960RD 32bits, i960RN 64 bits),不但是RISC CPU, 甚至于还分 32bits, 64 bits RISC CPU 的差异。586 与 RISC CPU 的差异可想而知 ! 这是由磁盘阵列的观点出发来看的。 由服务器的角度来看 服务器的结构已由传统的 I/O 结构改为 I2O ( Intelligent I/O, 简称 I2O ) 的结构,其目的就是为了减少服务器CPU的负担,才会将系统的 I/O 与服务器CPU负载分开。Intel 因此提出 I2O 的架构,I2O 也是由一颗 RISC CPU ( i960RD 或I960RN ) 来负责 I/O 的工作。试想想若服务器内都已是由 RISC i960 CPU 来负责 I/O,结果磁盘阵列上却仍是用 586 CPU,速度会快吗 ? 由操作系统的角度来看 ? SCO OpenServer 5.0 32 bits ? MicroSoft Windows NT 32 bits ? SCO Unixware 7.x 64 bits ? MicroSoft Windows NT 2000 32 bit 64 bits ?SUN Solaris 64 bits ……..其他操作系统 在操作系统都已由 32 bits 转到 64 bits,磁盘阵列上的CPU 必须是 Intel i960 RISC CPU才能满足速度的要求。586 CPU 是无法满足的 ! 磁盘阵列的功能 使用磁盘阵列的好处,在于数据的安全、存取的速度及超大的存储容量。如何确保数据的安全,则取决于磁盘阵列的设计与品质。其中几个功能是必须考虑的:是否有环境监控器针对温度、电压、电源、散热风扇、硬盘状态等进行监控。磁盘阵列内的硬盘连接方式是用SCA-II 整体后背板还是只是用SCSI线连的?在SCA-II整体后背板上是否有隔绝芯片以防硬盘在热插拔时所产生的高/低电压,使系统电压回流,造成系统的不稳定,产生数据丢失的情形。我们一定要重视这个问题,因为在磁盘阵列内很多硬盘都是共用这同一SCSI总线!一个硬

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