磁盘阵列的应用

3/2/2008来源:存储备份人气:4334

主板篇
在RAID 家族里,RAID 0和RAID 1在个人电脑上应用最广泛,究竟愿意使用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,非凡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。因此要先预备好一张带Fdisk与Format命令的Windows 98启动盘,这也是这一步要注重的重要事项。     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。
     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具体介绍:
    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.磁盘的治理将由HighPoint 370芯片接管。
    3.下面是非常要害的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。
    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具体介绍:
    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.磁盘的治理将由HighPoint 370芯片接管。
    3.下面是非常要害的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,没有非凡要求可以不予理睬。
    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 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磁盘的治理,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
    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 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磁盘的治理,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。
    假如所提供的版本和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时需要非凡小心,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,非凡是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,究竟集成芯片在进行这种高数据吞吐量的工作时非常轻易被干扰。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。
    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时需要非凡小心,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,非凡是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,究竟集成芯片在进行这种高数据吞吐量的工作时非常轻易被干扰。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。
RAID卡篇 众所周知,目前CPU芯片及图形子系统的性能正在不断飞升,但与之相对应的磁盘子系统性能正越来越严重地成为整体系统性能表现的瓶颈。虽然磁盘技术也在今天 DMA66明天ATA/100地不断提升,但所有这些规范都无法从根本上提升磁盘子系统的能力。何以解忧,唯有RAID(这里我们特指IDE RAID技术)。所谓RAID技术,就是指用两个以上的物理硬盘进行串接,提供数据冗余容错协同工作,以此来全面提升磁盘子系统的性能。以前RAID技术主要被应用于高性能的工作站或服务器上,且都为SCSI RAID结构(即用两块以上的SCSI进行串接来实现磁盘阵列系统)。现在由于IDE硬盘性能的突飞猛进以及价格的不断下降,IDE RAID技术已经基本趋于成熟。 一块可以支持RAID 0、1和0+1技术(RAID分6个级别,即RAID 0-5,外加一个派生的RAID1+0。其中2-5多用于高端,而0,1和1+0三个级别则支持IDE RAID。所谓RAID 0至少基于两块硬盘,在IDE RAID中,它占用CPU时间将数据流分割成大小相同的数据块,然后平均分配给两块硬盘,完成传输;所谓RAID 1就是占用CPU部分时间,把写往主盘的数据同步地写到镜像盘上,在这种模式下,不论主盘发生什么故障,都可以从镜像盘恢复回来,不过也会浪费一半以上的磁盘空间;所谓RAID 1+0就是写往两个硬盘的数据再做两个镜像,理论上保证了RAID 0的性能和RAID 1的安全性,代价是比RAID 0或1再多一倍的硬盘数量)的Promise FastTRAK卡价格不过千元左右,再加上两块30GB的7200RPM、DMA66、2MB CACHE的IDE硬盘,价格也不会超过3200元。而这样却可以得到60GB的硬盘空间和25MB/S以上的数据传输率,绝对是富玩家的上上之选。本文就将IDE RAID的安装与使用过程与诸位网友详解一二,希望大家的"酷"机都能够尝试一下飞起来的感觉。 我们选用的IDE RAID 卡是Promise公司的FastTrak系列的FastTrak66,这款产品配有两个UltraDMA66的IDE通道,支持RAID 0,1,1+0,国内价格大约在1000元左右。同类的产品还有诸如Iwill公司的SIDEPro66、Alalion公司的UltimaPlus33等,都是性价比较高的产品。   现在我们要做的第一步就是先把这块FastTrak66 IDE RAID 卡插入主板的PCI插槽。这个步骤要说起来很简单,启下机箱背板上的插槽档板,然后把IDE RAID 卡竖直插入便可。在插入的过程中一定要注重选准角度,力量均匀,以免损坏板卡或插槽。确定IDE RAID已经稳妥后,用螺丝固定便可 第二步读者们需要做的,就是要把两块硬盘都连接到这张FastTrak66板卡上(建议假如用户打算组建RAID,最好选用两块同一品牌、同一型号的硬盘,这样既可以充分利用硬盘空间,又可以相对地降低CPU占用率。因为一旦用户使用了不同型号的硬盘,其各自的指标不尽相同,那么CPU等在处理数据的时候就势必会耗费很多效能和时间)。对于初学者而言有一点必须注重,千万不要把两块硬盘以主从方式连接到一条硬盘线上,应该让您的两块宝贝硬盘都作为 Master连接到FastTrak66的两条IDE通道上。道理很简单,IDE总线在工作时总是最先响应Master设备的数据请求,换句话说,当 Master设备工作时,Slave设备只能处于等待状态,假如是那样也就无从谈起RAID 0利用两个硬盘并行工作来提升性能的特性了。   通过以上两个步骤,IDE RAID 卡的硬件安排便可以宣告结束,接下来就要设置软件了。按下Power键重新开机,当系统通过主板BIOS自检时会出现如图所示提示,按提示同时键入 Ctrl+F可进入FastTrak66的BIOS设置界面(有的品牌的RAID 卡有其特定的进入命令或方式,如IBM公司的SERVER RAID便是同时键入Ctrl+I才能够进入BIOS设置界面)。   在FastTrak66的BIOS的设置界面中,1—6的热健分别对应自动设置、查看设备关联、定义阵列、删除阵列、重建阵列和控制器设置等六项功能。假如用户选择第三个选项定义阵列,接着就会出现定义磁盘阵列的操作图面。用户此时可以在第一行上敲回车,然后就可以进入阵列一(Array 1)的设置。此时,您这台机器上可以使用的硬盘都会列在下面的提示框中,用户想要使用哪块硬盘就把它的Assignment设置成Y即可。假如用RAID 0的话,就把RAID Mode设置成Stripe(区带集);假如是1或1+0的话,就设置成Mirror或Span。然后设置一下RAID 0方式下分割的数据块大小(1和1+0没有此项设置)。最后别忘了按Ctrl+Y保存设置。 OK,至此IDE RAID 0的设置工作便已经基本完成,接下来要做的就是像普通硬盘一样分区、格式化了(这个步骤就不需要笔者再一一详解了吧)。当然,假如用户还希望使用RAID 0的硬盘启动的话,只需要在BIOS里面设置成从SCSI启动便可。没错,就是SCSI启动,因为FastTrak66卡此时已经把做过RAID 0的硬盘映射成为一个新的SCSI设备,这样一来用户就无法设置成从C启动了。不过,除了主板的BIOS以外,其它的应用程序还是会把其当作一块普通硬盘正常使用的。  现在装上WindowsNT4和中文第二版Windows98测试一下性能吧。利用ZDNet最新版本的权威评测软件WinBench2001、WINSTONE 2001、Norton SystemWorks2001工具箱里的Notron System Information 等,读者您不难发现,工作在RAID 0传输模式下的硬盘在传输率方面绝对可以较大优势胜出,而且其速度基本可以达到普通硬盘连接方式的传输率的两倍甚至更高。假如现在有人问您:又想马儿跑得快,又不想喂马儿来吃草,可有什么好办法?现在您就可以自豪地说,何以解忧,唯有RAID。 第二步读者们需要做的,就是要把两块硬盘都连接到这张FastTrak66板卡上(建议假如用户打算组建RAID,最好选用两块同一品牌、同一型号的硬盘,这样既可以充分利用硬盘空间,又可以相对地降低CPU占用率。因为一旦用户使用了不同型号的硬盘,其各自的指标不尽相同,那么CPU等在处理数据的时候就势必会耗费很多效能和时间)。对于初学者而言有一点必须注重,千万不要把两块硬盘以主从方式连接到一条硬盘线上,应该让您的两块宝贝硬盘都作为 Master连接到FastTrak66的两条IDE通道上。道理很简单,IDE总线在工作时总是最先响应Master设备的数据请求,换句话说,当 Master设备工作时,Slave设备只能处于等待状态,假如是那样也就无从谈起RAID 0利用两个硬盘并行工作来提升性能的特性了。
  通过以上两个步骤,IDE RAID 卡的硬件安排便可以宣告结束,接下来就要设置软件了。按下Power键重新开机,当系统通过主板BIOS自检时会出现如图所示提示,按提示同时键入 Ctrl+F可进入FastTrak66的BIOS设置界面(有的品牌的RAID 卡有其特定的进入命令或方式,如IBM公司的SERVER RAID便是同时键入Ctrl+I才能够进入BIOS设置界面)。   在FastTrak66的BIOS的设置界面中,1—6的热健分别对应自动设置、查看设备关联、定义阵列、删除阵列、重建阵列和控制器设置等六项功能。假如用户选择第三个选项定义阵列,接着就会出现定义磁盘阵列的操作图面。用户此时可以在第一行上敲回车,然后就可以进入阵列一(Array 1)的设置。此时,您这台机器上可以使用的硬盘都会列在下面的提示框中,用户想要使用哪块硬盘就把它的Assignment设置成Y即可。假如用RAID 0的话,就把RAID Mode设置成Stripe(区带集);假如是1或1+0的话,就设置成Mirror或Span。然后设置一下RAID 0方式下分割的数据块大小(1和1+0没有此项设置)。最后别忘了按Ctrl+Y保存设置。 OK,至此IDE RAID 0的设置工作便已经基本完成,接下来要做的就是像普通硬盘一样分区、格式化了(这个步骤就不需要笔者再一一详解了吧)。当然,假如用户还希望使用RAID 0的硬盘启动的话,只需要在BIOS里面设置成从SCSI启动便可。没错,就是SCSI启动,因为FastTrak66卡此时已经把做过RAID 0的硬盘映射成为一个新的SCSI设备,这样一来用户就无法设置成从C启动了。不过,除了主板的BIOS以外,其它的应用程序还是会把其当作一块普通硬盘正常使用的。  现在装上WindowsNT4和中文第二版Windows98测试一下性能吧。利用ZDNet最新版本的权威评测软件WinBench2001、WINSTONE 2001、Norton SystemWorks2001工具箱里的Notron System Information 等,读者您不难发现,工作在RAID 0传输模式下的硬盘在传输率方面绝对可以较大优势胜出,而且其速度基本可以达到普通硬盘连接方式的传输率的两倍甚至更高。假如现在有人问您:又想马儿跑得快,又不想喂马儿来吃草,可有什么好办法?现在您就可以自豪地说,何以解忧,唯有RAID。