RAID技術對于應用系統(tǒng)的實際應用

RAID技術對于應用系統(tǒng)的實際應用。說明：2004年11月17日應用系統(tǒng)版本的出現(xiàn)，有了分區(qū)存資源的新功能這樣就可以不用raid來實現(xiàn)把多個硬盤合成一個硬盤了，但是了解raid的技術及實際應用還是很好的。一、概述我這里要給大家介紹的RAID技術是針對學校硬盤空間不夠用及備份合作學校資源的一個解決辦法。硬盤空間不夠用的解決辦法：1、初中版，高中版應用系統(tǒng)目前還可以使用120G硬盤（加多媒體素材），完中版就需要180G硬盤（或者60G，或120G兩塊硬盤）或者更大的硬盤了。2、RAID技術里RAID-0的跨區(qū)卷可以實現(xiàn)多個空間小硬盤變成一個大的物理驅動盤。3、刪掉一些比較老的資源，騰出空間來去下載新的資源也是一個解決辦法。4、應用系統(tǒng)軟件正在升級中，分區(qū)分盤存儲資源功能，在10月下旬可以實現(xiàn)。Windows2000/Windows2003提供了內嵌的軟件RAID功能，軟RAID可以實現(xiàn)RAID－0、RAID－1、RAID－5。軟RAID不但實現(xiàn)上非常方便，而且和硬件RAID比還大量地節(jié)約了寶貴的資金，是一個很實用的功能。Windows2000/2003內置提供的RAID為三種類型：RAID-0、RAID-1和RAID-5。RAID-0RAID-0被稱為磁盤條帶化集。RAID-0將要保存的數據分成相同大小的數據塊，并分別保存在多塊硬盤中，數據在條帶卷中被交替地、均勻地保存。系統(tǒng)通過這樣的方式可以同時將數據向硬盤中寫入或讀出，因此數據訪問性能（讀和寫）是最好的。但RAID-0不提供數據冗余，因此無容錯能力。RAID-1RAID-1被稱為磁盤鏡像。RAID-1將數據同時向兩塊硬盤中寫入，數據在硬盤中的保存狀態(tài)是一樣的，因此當一塊硬盤出現(xiàn)故障無法工作的時候，可以由其鏡像硬盤繼續(xù)運行并提供數據。RAID-1有很高的容錯能力，但RAID-1的磁盤利用率很低，只有50%。RAID-1可以支持FAT和NTFS文件系統(tǒng)，并能保護系統(tǒng)的磁盤分區(qū)和引導分區(qū)。RAID-1至少需要2塊硬盤。RAID-5RAID-5被稱為帶有奇偶校驗的條帶化集。RAID-5的工作方式與RAID-0類似，但RAID-5在寫入數據的時候還要多寫入一些校驗信息。這些校驗信息是由被保存的數據通過數學算法計算出來的，目的是在源數據的一部分丟失的情況下可以通過剩余的數據和校驗信息恢復丟失的數據。在RAID-5中校驗信息被寫入到不同的硬盤中。RAID-5具有良好的數據讀性能，并且其磁盤利用率比RAID-1要高，現(xiàn)在被廣泛的采用。但Windows中的RAID-5的校驗信息是由CPU計算出來的，因此其系統(tǒng)資源占用率較高。RAID-5支持FAT和NTFS文件系統(tǒng)，但不能保護系統(tǒng)的磁盤分區(qū)，不能包含引導分區(qū)和系統(tǒng)分區(qū)。RAID-5最少需要3塊硬盤，最多可以支持32塊硬盤二、創(chuàng)建動態(tài)磁盤在安裝Windows2000/2003Server時，硬盤將被自動初始化為基本磁盤。我們不能在基本磁盤分區(qū)中創(chuàng)建新卷集、條帶集或者RAID－1組等，而只能在動態(tài)磁盤上創(chuàng)建類似的磁盤配置。也就是說，如果想創(chuàng)建RAID－0、RAID－1或RAID－5卷，就必須使用動態(tài)磁盤。在Windowsserver系統(tǒng)中可以在磁盤管理里面，通過升級向導將它們轉換為動態(tài)磁盤。在一個磁盤從基本磁盤轉換為動態(tài)磁盤后，磁盤上包含的將是卷，而不再是磁盤分區(qū)。其中的每個卷是硬盤驅動器上的一個邏輯部分，還可以為每個卷指定一個驅動器字母或者掛接點。但是要注意的是只能在動態(tài)磁盤上創(chuàng)建卷。動態(tài)磁盤有以下幾個優(yōu)于基本磁盤的特點：卷可以擴展到包含非鄰接的空間，這些空間可以在任何可用的磁盤上。對每個磁盤上可以創(chuàng)建的卷的數目沒有任何限制。Windowsserver將動態(tài)磁盤配置信息存儲在磁盤上，而不是存儲在注冊表中或者其他位置。同時，這些信息不能被準確地更新。Windowsserver將這些磁盤配置信息復制到所有其它動態(tài)磁盤中。因此，單個磁盤的損壞將不會影響到訪問其他磁盤上的數據。一個硬盤既可以是基本的磁盤，也可以是動態(tài)的磁盤，但不能二者兼有，因為在同一磁盤上不能組合多種存儲類型。但是，如果計算機有多個硬盤，就可以將各個硬盤分別配置為基本的或動態(tài)的。1、從基本磁盤升級到動態(tài)磁盤：①右鍵單擊桌面“我的電腦”“管理”，顯示“計算機管理”窗口。②在左側控制臺中依次展開“存儲”“磁盤管理”選項，以顯示計算機中安裝的所有磁盤。③右擊要設置為動態(tài)磁盤的硬盤，并在彈出的快捷菜單中選擇“升級到動態(tài)磁盤”選項，將顯示“升級到動態(tài)磁盤”對話框。④選中要升級的磁盤，然后單擊“確定”：按鈕，將顯示“要升級的磁盤”對話框，在這里要求用戶對要升級為動態(tài)磁盤的硬盤進行確認。這樣做的原因很簡單，因為這一升級操作是不可逆的。也就是說，基本磁盤可以升級為動態(tài)磁盤，但動態(tài)磁盤卻不能恢復為基本磁盤。⑤單擊“升級”按鈕，將顯示“磁盤管理”提示框，系統(tǒng)再次要求用戶對磁盤升級予以確認。當將該磁盤升級為動態(tài)磁盤后，Windows其它操作系統(tǒng)將不能再從該磁盤引導啟動。⑥單擊“是”按鈕，將顯示“升級磁盤”警告框。在這里提示要升級磁盤上的文件系統(tǒng)將被強制卸下，并要求用戶對該操作進一步予以確認（如果分區(qū)一開始就未被指派，則沒有此步提示）。⑦單擊“是”按鈕，系統(tǒng)將開始磁盤的升級過程。當升級完成后，將顯示“確認”警告框，單擊“確定”按鈕將重新啟動計算機，以完成磁盤的升級過程（有時則不提示重起）。在升級到動態(tài)磁盤時，應該注意以下幾個方面的問題：必須以管理員或管理組成員的身份登錄才能完成該過程。將基本磁盤升級到動態(tài)磁盤后，就再也不能將動態(tài)卷改回到基本分區(qū)。這時惟一的方法就是刪除磁盤上的所有動態(tài)卷，然后使用“還原為基本磁盤”命令，才能將動態(tài)磁盤還原為基本磁盤，此時所有數據都將丟失。在升級磁盤之前，應該關閉在那些磁盤上運行的程序。要保證升級成功，任何要升級的磁盤都必須至少包含1MB的未分配空間。一般在磁盤上創(chuàng)建分區(qū)或卷時，“磁盤管理”工具會自動保留這個空間?，F(xiàn)在大家應該知道了，用系統(tǒng)光盤分區(qū)為什么總有8M的空間分不了了吧？是系統(tǒng)默認留給升級動態(tài)磁盤用的。三、實現(xiàn)軟RAID軟RAID也必須在多磁盤系統(tǒng)中才能實現(xiàn)。實現(xiàn)RAID－1最少要擁有兩塊硬盤，而實現(xiàn)RAID－5則最少要擁有三塊硬盤。1、卷的類型①簡單卷簡單卷由單個物理磁盤上的磁盤空間組成，它可以由磁盤上的單個區(qū)域或鏈接在一起的相同磁盤上的多個區(qū)域組成?？梢栽谕淮疟P中擴展簡單卷或把簡單卷擴展到其他磁盤。如果跨多個磁盤擴展簡單卷，則該卷就是跨區(qū)卷。當將簡單卷擴展到一個或多個其他磁盤時，它會變成為一個跨區(qū)卷。在擴展跨區(qū)卷之后，不刪除整個跨區(qū)卷便不能將它的任何部分刪除。要注意的是跨區(qū)卷不能是鏡像卷或帶區(qū)卷。②條帶卷利用條帶卷，可以將兩個或者更多磁盤（最多為32塊硬盤）的空余空間組成為一個卷。在向條帶卷中寫入數據時，數據被分割為64KB的塊，并均衡地分布在陣列中的所有磁盤上。一個陣列是兩個或者多個磁盤的集合。條帶卷可以有效地提高磁盤的讀取性能，但是它并不提供容錯功能，任何一塊硬盤的損壞都會導致全部數據的丟失。條帶卷類似于RAID－0。③跨區(qū)卷利用跨區(qū)卷，也可以將來自兩個或者更多磁盤（最多為32塊硬盤）的空余磁盤空間組成為一個卷。與條帶卷所不同的是，將數據寫入跨區(qū)卷時，首先填滿第一個磁盤上的空余部分，然后再將數據寫入下一個磁盤，依次類推。雖然利用跨區(qū)卷可以快速增加卷的空量，但是跨區(qū)卷既不能提高對磁盤數據的讀取性能，也不提供任何容錯功能。當跨區(qū)卷中的某個磁盤出現(xiàn)故障時，存儲在該磁盤上的所有數據將全部丟失。④鏡像卷利用鏡像卷即RAID－1卷，可以將用戶的相同數據同時復制到兩個物理磁盤中。如果其中的一個物理磁盤出現(xiàn)故障，雖然該磁盤上的數據將無法使用，但系統(tǒng)能夠繼續(xù)使用尚未損壞而仍繼續(xù)正常運轉的另一個磁盤進行數據的讀寫操作，從而通過另一磁盤上保留完全冗余的副本，保護磁盤上的數據免受介質故障的影響。由此可見，鏡像卷的磁盤空間利用率只有50％（即每份數據在兩塊不同硬盤上有都有一份），所以鏡像卷的成本相對較高。要創(chuàng)建一個鏡像卷，必須使用另一磁盤上的可用空間。動態(tài)磁盤中現(xiàn)有的任何卷（甚至是系統(tǒng)卷和引導卷），都可以使用相同的或不同的控制器鏡像到其他磁盤上大小相同或更大的另一個卷。最好使用大小、型號和制造廠家都相同的磁盤作鏡像卷，以避免可能產生的不兼容性錯誤。鏡像卷可以大大地增強讀性能，因為容錯驅動程序同時從兩個磁盤成員中同時讀取數據，所以讀取數據的速度會有所增加。當然，由于容錯驅動程序必須同時向兩個成員寫數據，所以它的寫性能會略有降低。鏡像卷可包含任何分區(qū)（包括啟動分區(qū)或系統(tǒng)分區(qū)），但是鏡像卷中的兩個硬盤都必須是系統(tǒng)中的動態(tài)磁盤。⑤RAID－5卷在RAID－5卷中，Windows通過給該卷的每個硬盤分區(qū)中添加奇偶校驗信息帶區(qū)來實現(xiàn)容錯。如果某個硬盤出現(xiàn)故障，Windows便可以用其余硬盤上的數據和奇偶校驗信息重建發(fā)生故障的硬盤上的數據。由于要計算奇偶校驗信息，所以RAID－5卷上的寫操作要比鏡像卷上的寫操作慢一些。但是，RAID－5卷比鏡像卷提供更好的讀性能。其中的原因很簡單，Windows可以從多個磁盤上同時讀取數據。與鏡像卷相比RAID－5卷的性價比較高，而且RAID－5卷中的硬盤數量越多，冗余數據帶區(qū)的成本越低。但是RAID－5卷也有一些限制。第一，RAID－5卷至少需要3個硬盤才能實現(xiàn)，但最多也不能超過32個硬盤；第二，RAID－5卷不能包含根分區(qū)或系統(tǒng)分區(qū)；實現(xiàn)軟RAID創(chuàng)建鏡象卷鏡象卷可以用來備份資源，在數據寫入時會同時寫入兩塊硬盤，當其中一個硬盤損壞的時候，另一個硬盤的數據仍然可以正常讀寫。①在“磁盤管理”中，右擊要設置軟RAID的硬盤，并在快捷菜單中選擇“創(chuàng)建卷”選項，將顯示“創(chuàng)建卷向導”窗口。②單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇卷類型”頁面，在這里選擇要創(chuàng)建的卷類型。選擇鏡象卷。③單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇磁盤”頁面。在左側“所有可用的動態(tài)磁盤”列表框中選擇要添加的磁盤，并單擊“添加”按鈕，即可將其添加至該鏡象卷，并顯示在“選定的動態(tài)磁盤”列表框中。④動態(tài)磁盤添加安畢后，單擊“下一步”按鈕，將顯示“指派驅動器號和路徑”頁面。選中“指派驅動器號”選項，并為該鏡象卷指派驅動器號，以便于管理和訪問。⑤單擊“下一步”按鈕，顯示“卷區(qū)格式化”頁面。選擇“按下面提供的信息格式化這個卷”選項，并采用默認的NTFS文件系統(tǒng)和分配單位大小。可以為該鏡象卷指定一個卷標，以用于與其他卷相區(qū)別。⑥單擊“下一步”按鈕，將顯示“完成創(chuàng)建卷向導”頁面，此時卷的創(chuàng)建完成。⑦單擊“完成”按鈕，系統(tǒng)將自動格式化新創(chuàng)建的卷。并且會自動重新同步，經過一段時間的等待后，鏡象卷即可創(chuàng)建完成。創(chuàng)建跨區(qū)卷跨區(qū)卷對我們應用系統(tǒng)存放資源是個好的解決辦法。就是可以把多個空間小的硬盤變成一個大的物理驅動盤，從而可以作為存放合作學校資源的硬盤。創(chuàng)建跨區(qū)卷①在“磁盤管理”中，右擊要設置軟RAID的硬盤，并在快捷菜單中選擇“創(chuàng)建卷”選項，將顯示“創(chuàng)建卷向導”窗口。②單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇卷類型”頁面，在這里選擇要創(chuàng)建的卷類型。選擇跨區(qū)卷。③單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇磁盤”頁面。在左側“所有可用的動態(tài)磁盤”列表框中選擇要添加的磁盤，并單擊“添加”按鈕，即可將其添加至該跨區(qū)卷，并顯示在“選定的動態(tài)磁盤”列表框中。④動態(tài)磁盤添加安畢后，單擊“下一步”按鈕，將顯示“指派驅動器號和路徑”頁面。選中“指派驅動器號”選項，并為該跨區(qū)卷指派驅動器號，以便于管理和訪問。⑤單擊“下一步”按鈕，顯示“卷區(qū)格式化”頁面。選擇“按下面提供的信息格式化這個卷”選項，并采用默認的NTFS文件系統(tǒng)和分配單位大小。可以為該跨區(qū)卷指定一個卷標，以用于與其他卷相區(qū)別。⑥單擊“下一步”按鈕，將顯示“完成創(chuàng)建卷向導”頁面，此時卷