服务器硬盘做RAID .doc

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STA）。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，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。 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 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 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“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 01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 01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n1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 01、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. <<< Press CTRL+A for Configuration Utility! >>>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 CTRLM to Run Configuration Utility or Press CTRLHfor WebBios或者PowerEdge Expandable RAID Controller BIOS X.XX Feb 03,2003 Copyright （C） LSI Logic Corp.Press CTRLM to Run Configuration Utility or Press CTRLHfor WebBios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绍的在Adaptec磁盘阵列控制器上创建容器的方法类似。具体如下：第1步，在开机自检过程中，出现如（图11）所示提示时，按下“Control+M”组合键，进入如（图12）所示的RAID的配置界面。图十一图十二第2步，按任意键继续，继续进入如（图13）所示管理主菜单（Management Menu）配置界面。选中“Configure”选项，然后按回车键，即弹出下级子菜单，如（图14）所示。图十三图十四第3步，如果需要重新配置一个RAID，请选中“New Configuration”；如果已经存在一个可以使用的逻辑磁盘，请选中“View/Add Configuration”，并按回车键。在此，我们以新建磁盘阵列为例进行介绍。选择“New Configuration”选项。按回车键后，弹出一个小对话框，如（图15）所示。图十五第4步，选择“YES”项 ，并按回车键，进入如（图16）所示配置界面。使用空格键选中准备要创建逻辑磁盘的硬盘，当该逻辑磁盘里最后的一个硬盘被选中后，按回车键。图十六第5步，如果您的服务器中的阵列卡类型是PERC4 DI/DC，此时在回车后，将显示如（图17）所示配置界面，否则请直接赶往第7步。图十七第6步，按空格键选择阵列跨接信息，例如Span-1（跨接-1），出现在阵列框内。 可以创建多个阵列，然后选择将其跨接。第7步，按“F10”键配置逻辑磁盘。选择合适的RAID类型，其余接受默认值。选中“Accept”，并按回车键确认，即弹出如（图18）所示的最终配置信息提示框。图十八第8步，刚创建的逻辑磁盘需要经过初始化才能使用。按ESC 键返回到如（图13）所示的主菜单，选中“Initialize”选项，并按回车键，进入如（图19）所示初始化逻辑磁盘界面。图十九第9步，选中需要初始化的逻辑磁盘，按空格，弹出一个询问对话框，如（图20）所示。选中“YES”，并按回车键，弹出初始化进程（注意，初始化磁盘化损坏磁盘中的原有数据，需事先作好备份）。图二十第10步，初始化完成后，按任意键继续，并重启系统，RAID配置完成。