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RAID磁盘阵列技术简述(二)
时间:2013-03-19 09:34  来源:飞客数据恢复   作者:飞客数据恢复工程师
RAID1的创建
虽然在原理上和RAID0完全不一样,但RAID1的安装设置过程却与RAID0相差不多,主要区别在于HighPoint370BIOS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HighPoint370BIOS后选择“CreateRAID”进行创建:
1.在“ArrayMode”上点击回车,在RAID模式选择中选择第二项“Mirror(RAID1)forDataSecurity(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RAID1创建完成。RAID1会将主盘的数据复制到镜像盘,因此在构建RAID1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。RAID1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RAID0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,HighPoint370BIOS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RAID1,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HighPoint370驱动→关机将源盘和镜像盘接在IDE3、4口→进入HighPoint370BIOS设置RAID1(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RAID0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WindowsXPProfessional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RAID0系统的数据传输率达到了非常高的水平,一度接近60MB/s。与RAID0相比,RAID1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RAID1的工作曲线显得非常稳定,很少出现波动的情况。再看看Winbench992.0中的磁盘测试成绩,一目了然。
 
对用户和操作系统而言,RAID0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。
 
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Windows2000/XP中就内置了RAID功能。
在了解Windows2000/XP的软件RAID功能之前,我们首先来看看Windows2000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Windows9X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WindowsNT/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RAID1。
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——RAID5,此时在分卷界面中会出现新的分卷形式。
 
5.RAID5卷:相当于带奇偶校验的带区卷,即RAID5方式。
对于大部分的个人电脑用户来说,构建RAID0是最经济实用的阵列形式,因此我们在这里仅就软件RAID0的构建进行讲解:
要在Windows2000/XP中使用软件RAID0,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,Windows2000/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RAID0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:AthlonXP1700+,三星256MBDDR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Ⅳ60GB和西部数据1200BB120GB两块硬盘。
在传输曲线的后半段,我们很清楚地看到软件RAID0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,RAID0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RAID0、RAID1、RAID4、RAID5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RAID0的性能有时可以超过“硬件”RAID0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