磁盘阵列组建与配置

　1磁盘阵列技术基础

    磁盘阵列技术,即RAID(廉价冗余磁盘阵列的简称),可以划分为若干个RAID级:RAID Level0~5其存储原理就是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,以提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘,在容量及速度上,无法跟上CPU及内存的发展而提出的改善方法。其样式有三种，分别是：外接式磁盘阵列柜、内接式磁盘阵列卡、软件来仿真。

    磁盘阵列有两种方式可以实现，即“软件方式”与“硬件方式”，其中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，组成阵列来提供数据冗余功能，但磁盘子系统的性能会有所降低，而且有的降低幅度还比较大，达30%左右;硬件阵列则是使用专门的磁盘阵列卡来实现的，它能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驰动器漫游、超高速缓冲等功能。由于阵列卡采用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。本文主要介绍磁盘阵列RAID5的硬件阵列、软件阵列如何进行配置。

　2组建阵列的配置

    2.1组建并配置硬件 RAID 5 磁盘阵列

    由于不同品牌磁盘阵列卡的配置界面和功能会有差异,在此创建RAID5是基于PERC2磁盘阵列卡来完成的。此RAID 卡具备4 个通道，也就是说最多可接 4 块硬盘，能组建 RAID0 或 RAID5。在组建磁盘阵列时， 除了需将RAID 卡正确安装到计算机上外，还需要安装好几块相同容量的硬盘（3 块或 4 块均可）。这批硬盘的性能指标和容量最好保持一致，以取得最好的兼容性，性能大致相同也可使用。硬盘容量如果不同，则系统会自动匹配容量最小者。

    本次实验在AdaptecPERC2磁盘阵列卡上挂接了四块8.4G的的硬盘来实现RAID5，其操作方法如下：

    （1）当系统在自检的过程中出现提示时，同时按下"Ctrl+A"键，进入RAID 卡的控制程序，然后 选择“Container configuration utility” 。

    （2）在配置菜单中有三个选项，分别为管理容器、创建容器和初始化驱动器，选择最后一个“Initialize Drivers”选项去对新的或是需要重新创建容器的硬盘进行初始化。

图1 设置RAID级别

    （3）窗口便出现 RAID 卡的通道和连接到该通道上的硬盘，可以使用“Insert”键选中需要被初初始化磁盘。当选择完成并按“Enter”键之后，系统会出现警告。选择“Y”可执行初始化。

    （4）硬盘初始化后就可以根据您的需要创建相应级别（RAID1、RAID0 等）的容器了。这里我们以 RAID5 为例去说明怎样创建它。在主菜单中（Main Menu）选中“Create container” （创建磁盘阵列，或者是 Create Array）并回车。

    （5）接下来用“insert”键选中需要用于创建阵列的硬盘到右边的列表中去。按下“Enter”进入 容器属性对话框。在弹出来的窗口中用回车选择 RAID 级别，输入 Container 的卷标和大小。其它均 保持默认不变。然后选择“Done”即可。

    （6）耐心等待其完成。这时系统会出现提示，即当这个“Container”没有被成功完成“Scrub” （洗净）之前，这个“Container”是没有冗余的功能。“Chunk Size”便是块大小。

    （7） 此时，我们可以通过 “Manage containers” 选项选中相应的容器，检查这个“Container Status” 的“Scrub” ，当它变为“Ok” ，这个新创建的 Container 便具有了冗余功能。如果这个 Container 是支 持冗余的，Scrub 将是个需要较长时间的过程。等待它完成，就可以退出该管理界面，重新启动并安 装操作系统。（如果不等待 Scrub 完成，也可以立即使用 RAID5，但是将没有冗余功能）

    图2 创建磁盘阵列

    2.2 使用 Windows 系统工具组建软RAID

    硬件RAID 需要额外花费，可能还比较昂贵，现在的操作系统也引入了RAID 管理，也可用软件实现RAID 功能。 这是个人爱好者，特别是学习者的福音，Windows 系列便是很好的例子，比如Windows 2000/XP/2003 中就内置了RAID 0/1/5 磁盘阵列功能。不过软件方式的RAID 效率较低，而且功能比较受限，因此不推荐企业用户使用。

    2.2.1 Windows 动态磁盘管理

    在了解Windows 的软RAID 磁盘阵列功能之前，我们首先来看看 Windows 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 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/2003 系统中使用，其他的操作系统无法 识别动态磁盘，而且 Windows 系统本身只能安装在简单卷上，且不能扩展。在 Windows XP 系统中只 能创建简单卷、跨区卷和带区卷，在 Windows Server 系列的系统上还可以创建镜像卷和 RAID-5 卷。

    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 磁盘阵列功能，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基本磁盘转换为动态磁盘。 要将基本磁盘转换为动态磁盘， 转换前必须保证要转换的磁盘的尾部有 1MB 的空间没有被使用， 否则将不能转换。注意：转换的过程是不可逆的，就是将基本磁盘转换为动态磁盘，磁盘上原来的文件系统和文件将会保留，但如果要将动态磁盘转换为基本磁盘，则需要删除要转换的硬盘上的全部卷 （数据当然就没有了）然后才能转换为基本磁盘。

    2.2.2 动态磁盘的卷类型

    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，以带区形式存取数据，也 就是 RAID 0 形式。 （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 磁盘阵列方式—— 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。

    2.2.3 软 RAID 实现过程

    在 Windows 中组建并配置软 RAID 1。 任务分析： 在一台安装了 Windows 2003 Server 的系统上，共有四个硬盘，其中磁盘 0 上安装了操作系统， 而另外三个硬盘容量相同，未分区，用来做 RAID 使用。下面将使用这些磁盘来组建 RAID 1，实现 软 RAID 效果。 操作方法与步骤：

    （1）安装 Windows 2003 Server 操作系统。假设将其安装在第一块硬盘上，即磁盘 0。

    （2）升级磁盘 1、2、3（非系统磁盘）为动态磁盘。进入“磁盘管理”界面，选中要升级的非 系统磁盘（如图 1） 。点击右键，选择“升级到动态磁盘” ，按照提示一步一步向下进行，即可完成非 系统硬盘从基本磁盘到动态磁盘的升级。

    （3）升级磁盘 0（系统磁盘）为动态磁盘。 升级方法同上。注意，在升级过程中，由于系统磁盘上安装了操作系统，操作系统正在使用本磁 盘，因此，在升级时会有一个“强制卸下”的提示，点“是”，继续进行。最后，重启计算机，完成 系统磁盘从基本磁盘到动态磁盘的升级。至此，两块硬盘全部已升级为动态磁盘。

    4)选中一个磁盘上单击鼠标右键，选择新建卷并在弹出的窗口中选择RAID 5。然后选择要参与做RAID 5的磁盘。这里应当选择相同容量的磁盘，比如磁盘1、2、3，这样每块磁盘的空间能刚好用完，RAID 5的总大小为两块磁盘的容量和。

    也可以选择磁盘0，但是磁盘0由于已经使用了一部分空间，剩余空间比其他三个磁盘小，系统便会以磁盘0剩余空间为基准来创建RAID 5，因此不建议使用。

    5)点击下一步，创建卷，选择格式化参数，然后弹出完成对话框．检查无误后点击完成按钮。

    6)系统会对组建RAID 5的磁盘进行同步格式化，完成后就可以使用了。

    至此，利用硬件磁盘阵列卡和操作系统自带的RAID功能，并对它们做适当的配置就完成了RAID5，然后就可用该RAID5来做数据的镜像与备份，提高系统的冗错能力。

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