六安市城市建设档案馆网站,怎么做旅游网站框架,自己做网站网页归档,校园网站建设的背景一、RAID技术规范简介 RAID技术主要包含RAID 0#xff5e;RAID 7等数个规范#xff0c;它们的侧重点各不相同#xff0c;常见的规范有如下几种#xff1a; RAID 0#xff1a;RAID 0连续以位或字节为单位分割数据#xff0c;并行读/写于多个磁盘上#xff0c;因此具有很高… 一、RAID技术规范简介 RAID技术主要包含RAID 0RAID 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 0RAID 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 01: 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 4RAID 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 5RAID 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 01那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列例如RAID 53RAID 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 01RAID 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ATA 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 01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、01。 做RAID自然少不了硬盘RAID 0和RAID 1对磁盘的要求不一样RAID 1Mirror磁盘镜像一般要求两块或多块硬盘容量一致而RAID 0Striping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CPU2×128MB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 01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“StripingRAID 0for 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Windows 98/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“MirrorRAID 1for 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。 转载于:https://blog.51cto.com/00000000/198222
