服务器硬盘做RAID 0

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 硬盘 Barracuda ATA 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 的创建的创建 第一步第一步 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 第四步第四步 接下来的设置步骤是创建 RAID 0 的核心内容 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 RAID 制作全程图解制作全程图解 摘要 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 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 如果在 RAID 0中配置4块以上的硬盘 对于一般应 用来说是不明智的 RAID 1是两块硬盘数据完全镜像 安全性好 技术简单 管理方便 读写性能均好 因为它是一一 对应的 所以它无法单块硬盘扩展 要扩展 必须同时对镜像的双方进行同容量的扩展 因为这种 冗余方式为了安全起见 实际上只利用了一半的磁盘容量 数据空间浪费大 RAID 0 1综合了 RAID 0和 RAID 1的特点 独立磁盘配置成 RAID 0 两套完整的 RAID 0互相镜像 它的读写性能出色 安全性高 但构建阵列的成本投入大 数据空间利用率低 RAID 5是目前应用最广泛的 RAID 技术 各块独立硬盘进行条带化分割 相同的条带区进行奇偶校验 异或运算 校验数据平均分布在每块硬盘上 以 n 块硬盘构建的 RAID 5阵列可以有 n 1块硬盘 的容量 存储空间利用率非常高 任何一块硬盘上的数据丢失 均可以通过校验数据推算出来 它 和 RAID 3最大的区别在于校验数据是否平均分布到各块硬盘上 RAID 5具有数据安全 读写速度快 空间利用率高等优点 应用非常广泛 但不足之处是如果1块硬盘出现故障以后 整个系统的性能将 大大降低 RAID 1 RAID 0 1 RAID 5阵列配合热插拔 也称热可替换 技术 可以实现数据的在线恢复 即 当 RAID 阵列中的任何一块硬盘损坏时 不需要用户关机或停止应用服务 就可以更换故障硬盘 修 复系统 恢复数据 对实现高可用系统具有重要的意义 三 磁盘阵列配置实例三 磁盘阵列配置实例 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或者5等的逻辑磁盘 也叫容器 这样系统才能够正确识别它 当然 逻辑 磁盘 Logic Drive 容器 Container 或虚拟磁盘 Virtual Drive 均表示一个意思 只是不 同阵列卡产商的不同叫法 可参见以下配置的服务器有 Dell Power Edge 7x0系列和 Dell PowerEdge 1650服务器 磁盘阵列的配置通常是利用磁盘阵列卡的 BIOS 工具进行的 也有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 本文要介绍的是在 DELL 服务器中如何利用阵列卡 的 BIOS 工具进行磁盘阵列配置的方法 如果在您的 DELL 服务器中采用的是 Adaptec 磁盘阵列控制器 PERC2 PERC2 SI PERC3 SI 和 PERC3 DI 在系统开机自检时将看到以下信息 Dell PowerEdge Expandable RAID Controller 3 Di BIOS V2 7 x Build xxxx c 1998 2002 Adaptec Inc All Rights Reserved 如果您的 DELL 服务器配置的是一块 AMI LSI 磁盘阵列控制器 PERC2 SC PERC2 DC PERC3 SC PERC3 DC PERC4 DI 和 PERC4 DC 则在系统开机自检的时候 将看到以下信息 Dell PowerEdge Expandable RAID Controller BIOS X XX Jun 26 2001 Copyright C AMERICAN MEGATRENDS INC Press CTRL M to Run Configuration Utility or Press CTRL H for WebBios 或者 PowerEdge Expandable RAID Controller BIOS X XX Feb 03 2003 Copyright C LSI Logic Corp Press CTRL M to Run Configuration Utility or Press CTRL H for WebBios 下面对以上两种情况分别予以介绍 下面对以上两种情况分别予以介绍 1 在 Adaptec 磁盘阵列控制器上创建 Raid 容器 在这种阵列卡上创建容器的步骤如下 注意 请预先备份您服务器上的数据 配置磁盘 阵列的过程将会删除服务器硬盘上的所有数据 第1步 首先当系统在自检的过程中出现如 图1 提示时 同时按下 Ctrl A 组合键 1 在 Adaptec 磁盘阵列控制器上创建 Raid 容器 在这种阵列卡上创建容器的步骤如下 注意 请预先备份您服务器上的数据 配置磁盘阵列的过程 将会删除服务器硬盘上的所有数据 第1步 首先当系统在自检的过程中出现如 图1 提示时 同时按下 Ctrl A 组合键 进入如 图 2 所示的磁盘阵列卡的配置程序界面 图一 图二 第2步 然后选择 Container configuration utility 进入如 图3 所示配置界面 图三 第3步 选择 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 注意 初始 话硬盘将删去当前硬盘上的所有数据 按回车后进入如 图4 所示界面 在这个界面中出现了 RAID 卡的通道和连接到该通道上的硬盘 使用 Insert 键选中需要被初始化的硬盘 具体的使用方 法参见界面底部的提示 下同 图四 第4步 全部选择完成所需加入阵列的磁盘后 按加车键 系统键弹出如 图5 所示警 告提示框 提示框中提示进行初始化操作将全部删除所选硬盘中的数据 并中断所有正 在使用这些硬盘的用户 图五 第5步 按 Y 键确认即可 进入如 图6 所示配置主菜单 Main Menu 界面 硬盘 初始化后就可以根据您的需要 创建相应阵列级别 RAID1 RAID0等 的容器了 这 里我们以 RAID5为例进行说明 在主菜单界面中选择 Create container 选项 图六 第6步 按回车键后进入如 图7 所示配置界面 用 insert 键选中需要用于创建 Container 容器 的硬盘到右边的列表中去 然后按回车键 在弹出来的如 图8 所 示配置界面中用回车选择 RAID 级别 输入 Container 的卷标和大小 其它均保持默认 不变 然后在 Done 按钮上单击确认即可 图七 图八 第7步 这是系统会出现如 图9 所示提示 提示告诉用户当所创建的容器没有被成功 完成 Scrub 清除 之前 这个容器是没有冗余功能的 图九 第8步 单击回车后返回到如 图6 所示主菜单配置界面 选中 Manage containers 选 项 单击回车后即弹出当前的容器配置状态 如 图10 所示 选中相应的容器 检查 这个容器的 Container Status 选项中的 Scrub 进程百分比 当它变为 Ok 后 这个新创 建的 Container 便具有了冗余功能 图十 第9步 容器创建好后 使用 ESC 键退出磁盘阵列配置界面 并重新启动计算机即可 2 在 AIM LSI 磁盘阵列控制器上创建 Logical Drive 逻辑磁盘 注意 请预先备份您服务器上的数据 配置磁盘阵列的过程将会删除您的硬盘上的所有 数据 整个磁盘阵列配置过程与上面介