关于笔记本做RAID 转

2008-06-27 17:31:59    业界 |  评论(0) |  浏览(940)

关于笔记本做RAID
最近群里有奶粉提出关于笔记本做阵列的问题，觉得这个可能对大家有帮助，所以把以前写的东西又翻出来供大家参考。做阵列前提是笔记本支持阵列技术，或者购买笔记本专用阵列卡，因为对笔记本研究不深所以其中观点对与错请大家见谅。
一、阵列的知识
RAID，为Redundant Arrays of Independent Disks的简称，中文为廉价冗余磁盘阵列。冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出。最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用，同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术，并且能适当的提升数据传输速度。
　　RAID的基本原理是把多个便宜的小磁盘组合到一起，成为一个磁盘组， 使性能达到或超过一个容量巨大、价格昂贵的磁盘。另外，磁盘组对于计算机来说，看起来就象一个单独的逻辑存储单元或磁盘。 利用如 磁盘条纹化 (RAID 0) 和 磁盘镜像 (RAID 1) 的技巧，把数据分布到各个磁盘上， 来达到亢余性、低延迟、读写的高带宽、硬盘毁坏后的最大可恢复性。 RAID的概念，对操作系统来说，把各个硬盘上的空间组合成一个虚拟的逻辑盘。 带区即是把每个磁盘的所有空间分割成一些小快。这些小快可以小到几块，也可以大到几兆（实验证明块的最佳大小是32K或64K）。 在组成的磁盘中的这些块交叉被创建成“带区”。 例如，每个磁盘上的第一个块被组成一个“带区”，而每个磁盘的第二个块又被组成另一个“带区”，依次类推。 通过这种方式，逻辑盘的大小就是所有加入磁盘大小的总和。
　　磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种。软阵列即通过软件程序并由计算机的CPU提供运行能力所成。由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的 RAID容错功能。其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉。硬阵列是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能。不依靠系统的CPU资源。
　　由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好. 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择. 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软阵列只适用于Raid 0 和 Raid 1. 对于我们做镜像用的镜像塔, 肯定不会用Raid 0或Raid 1。作为高性能的存储系统，巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，巳经发展了六个级别， 其级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、0+1、5、ADG四个级别。
二、阵列的级别
RAID 0：

RAID 0(别名：条带)
容错性：没有　　　　　
冗余类型：没有
热备盘选项：没有　　　
读性能：高
随机写性能：高　　　　
连续写性能：高
需要的磁盘数：只需2个或2*N个可用容量：总的磁盘的容量
典型应用：无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等。
RAID 0又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
　　如图所示:系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转化为3项操作，其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。我们从图中可以清楚的看到通过建立RAID 0，原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。
从理论上讲，三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线带宽等多种因素的影响，实际的提升速率肯定会低于理论值，但是，大量数据并行传输与串行传输比较，提速效果显著显然毋庸置疑。
　　RAID 0的缺点是不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢复。
　　RAID 0具有的特点，使其特别适用于对性能要求较高，而对数据安全不太在乎的领域，如图形工作站等。对于个人用户，RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。
计算机技术发展迅速，但硬盘传输率也成了性能的瓶颈。怎么办？IDE RAID技术的成熟让我们轻松打造自己的超高速硬盘。在实际应用中，RAID 0硬盘阵列能比普通IDE 7200转ATA 133硬盘快得多，时至今日，在大多数的高端或者玩家主板上我们都能找到一颗PROMISE或者HighPoint的RAID芯片，同时发现它们提供的额外几个IDE接口。没错，RAID已经近在眼前，难道你甘心放弃RAID为我们带来的性能提升吗？答案当然是否定的！
　　实用的IDE RAID
　　RAID可以通过软件或硬件实现。像Windows 2000就能够提供软件的RAID功能，但是这样需要消耗不小的CPU资源，降低整机性能。而硬件实现则是一般由RAID卡实现的，高档的SCSI RAID卡有着自己专用的缓存和I/O处理器，但是对于家庭用户来说这样的开销显然是承受不了的，毕竟为了实现RAID买两个或者更多的HDD已经相当不容易了。我们还有一种折中的办法——IDE RAID。或许这才是普通人最容易接受的方法。虽然IDE RAID在功能和性能上都有所折中，但相对于低廉的价格，普通用户看来并不在意。
　　为什么要用RAID 0
　　RAID 0至少需要两块硬盘才能够实现，它的容量为组成这个系统的各个硬盘容量之和，这几块硬盘的容量要相同，在家用IDE RAID中一般级联两块硬盘，一定要用同型号同容量的硬盘。RAID 0模式向硬盘写入数据的时候把数据一分为二，分别写入两块硬盘，读取数据的时候则反之，这样的话，每块硬盘只要负担一半的数据传输任务，得到的结果也就是速度的增加。
　　实用的IDE RAID
　　下面我们就以HighPoint HPT372 RAID控制芯片为例组建一个RAID系统，让两个硬盘“变”成一个硬盘！
　　默认的RAID模式为RAID 0，当然我们也可以根据需要选择其它RAID模式。
　　无论是主板板载的IDE RAID控制芯片还是独立的PCI接口IDE RAID控制器，它们都有一个用来进行配置和工作的独立BIOS，它们的BIOS设置画面会在系统POST完成之后显示，我们可以看到这时候HighPoint HPT372 IDE RAID控制芯片的BIOS画面已经出现在屏幕上，按Ctrl+H进入控制界面。
　　这里我们看到可以选择的依次有Create Array(建立阵列)、Delete Array(删除阵列)、Create/Delete Spare(建立、删除)和Select Boot Disk(选择启动硬盘)这几个选项。而在选项的下方则显示了所识别到的硬盘和它们的工作状态。我们要建立一个阵列，所以选择Create Array，在出现的画面中我们就可以完成所有的阵列建立设置工作，在Array Mode中我们可以选择建立RAID的种类，默认的是RAID 0模式，当然我们可以根据需要选择RAID 0、0+1、JBOD等。
　　RAID 1
两组相同的磁盘系统互作镜像，速度没有提高，但是允许单个磁盘错。RAID 1就是镜像。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%， 是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。


RAID0+1
　　size]把RAID0和RAID1技术结合起来，即RAID0+1。数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。要求至少4个硬盘才能作成RAID0+1。
  RAID 1和RAID 0都各有优点，但如果单独使用RAID 1或RAID 0都无法那些追求性能又要确保系统资料安全性的用户的需要。为了解决这一问题，人们又推出 RAID 0+1 模式。
RAID 0+1 也称之为RAID 10，是磁盘分段及镜像的结合，结合了 RAID 0及 RAID 1最佳的优点。它采用就是2组RAID 0的磁盘阵列互为镜像，也就是它们之间又成为了一个RAID 1的阵列。在每次写入数据时，磁盘阵列控制器会将数据同时写入两组“大容量阵列硬盘组”(RAID 0)中。虽然其硬盘使用率只有50%，但它却是具有最高效率的划分方式。
　　 此一类型的组态提供最佳的速度及可靠度。不过你需要两倍的磁盘驱动器数目作为一个 RAID 0，每一端的半数作为镜像用。在执行 RAID 0+1 时至少需要4个磁盘驱动器，所以可以说 RAID 0+1 的“安全性”和“高性能”是通过高成本来换取的。
以四个磁盘组成的RAID 0+1为例，其数据存储方式如图所示：RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。
由于RAID 0+1也通过数据的100%备份功能提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。
RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。
Raid 0+1需要的驱动器数量（至少）：4（要求驱动器的数量为偶数）
最大容量：磁盘数x 磁盘容量/2
描述：RAID 0+1是将条带（RAID 0）进行镜像（RAID 1）。例如，如果你有六块硬盘。如果希望使用RAID 0+1的模式，你就应该将三块硬盘分为一组，创建RAID 0，这样总体存储性能就是每块硬盘的三倍（磁盘数x磁盘存储能力）。现在，将另外三块磁盘作为它们的内容镜像。
优点：RAID 0+1阵列从理论上来说，能够经受住RAID 0阵列中任何一块硬盘的故障，因为该硬盘上所有的数据都被备份在RAID 1阵列中。在绝大部分情况下，如果两块硬盘出现故障就会影响整个阵列，因为很多RAID控制器会在RAID阵列中的某一块硬盘出现故障之后让RAID 0镜像离线（毕竟，RAID 0阵列不提供任何冗余），因此只有剩下的RAID 0阵列在工作，这样系统就没有冗余了。简而言之，如果每个RAID 0阵列中都有一块磁盘出现故障，那么整个磁盘阵列就不能工作了。这种模式提供了非常好的顺序或任意读写的性能。
缺点：只能使用磁盘阵列总体存储容量的50%。容错性不如RAID 10。对于绝大部分控制器来说，这种模式能够应对一块磁盘出现故障的情况。扩展方面受到限制，而且扩展的费用很高。

　　RAID 5：

size=10.5pt]容错性：有　　　　　冗余类型：奇偶校验
热备盘选项：有　　　读性能：高
随机写性能：低　　　　连续写性能：低
需要的磁盘数：三个或更多
可用容量：（n-1）/n的总磁盘容量（n为磁盘数）
典型应用：随机数据传输要求安全性高，如金融、数据库、存储等。
RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 以四个硬盘组成的RAID 5为例，其数据存储方式如图4所示：图中，P0为D0，D1和D2的奇偶校验信息，其它以此类推。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。


    RAID 5
可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。


RAID ADG
可以理解为利用率高的RAID5，因为ADG的RAID方式跟RAID5有相似地方，但是ADG可以只有2块硬盘做奇偶校验数据盘，也就是说ADG支持同时损坏2块硬盘，而且ADG的读写速度跟RAID5相当。

三、RaID级别对比

无标题.jpg (45.21 KB)

2008-6-11 14:24

四、笔记本阵列制作
1、阵列卡阵列制作：
因为本人没有在笔记本上做阵列的例子，只能发在台式机上做的阵列步骤（注：因为阵列卡不同所以进入阵列的方式也不同，本人发现有很多种进入方式比如CTRL+H、F8、F6、光盘引导等等具体看阵列说明书）下面就个人最常用的RAID0做例子来描述阵列制作：
RAID 0的创建
第一步
1备份好硬盘中的数据
2准备好一张带Fdisk与Format命令的Windows 98启动盘[软盘或者带启动的98安装盘都行]
第二步
将两块硬盘的跳线设置为Master，分别接上IDE3、IDE4口（它们由主板上的HighPoint370芯片控制）顺序不考虑
第三步
对BIOS进行设置，打开ATA RAID CONTROLLER。我的板子是进入INTEGRATED PERIPHERALS选项并开启ATA100 RAID IDE CONTROLLER 最后设置软驱或光驱作为首选项。
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的选项选择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 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不用修改
8.接着是“Start Create（开始创建）”的选项，在你按下“Y”之前，确认硬盘数据是不是备份好了 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。
第五步
再次重启电脑以后，看到“Striping（RAID 0）for Array #0”字样了。这时候两块硬盘就被做成列阵了就象对一块盘格式化一样 插入启动盘来格式化和分区
第六步
对于采用RAID的电脑，操作系统的安装和普通情况下不一样， Windows XP完成第一步“文件复制”重启以后，安装程序会以英文提示“按下F6安装SCSI设备或RAID磁盘”，这时候就要按下F6 出现安装选择，选择“S”安装RAID控制芯片驱动 按下“S”键会提示插入RAID芯片驱动盘。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。
接下来是正常的系统安装，和普通安装没有任何区别。
安装完毕 进入系统 RAID 0 就安装好了

2、软阵列制作

软RAID被Windows 2000/XP称为卷。要在Windows 2000上使用软件RAID，必须把基本磁盘升级到动态磁盘，才能在动态磁盘上创建我们所需的带区卷（RAID0）。

带区卷：以带区形式在两个或多个物理磁盘上存储数据的卷。带区卷上的数据被交替、平均（以带区形式）地分配给这些磁盘，带区卷是所有Windows 2000/XP可用的卷中性能最佳的，但它不提供容错。如果带区卷上的任何一个磁盘数据损坏或磁盘故障，则整个卷上的数据都将丢失。带区卷可以看做硬件RAID中的RAID0。
二、建立带区卷（RAID0）
建立带区卷必须对硬盘重新格式化，数据将会丢失，所以建议将硬盘数据备份后，删除Windows 2000所在分区以外的所有分区

系统管理员身份登录,“计算机管理→存储→磁盘管理（本地）”,在磁盘0或磁盘1上点击鼠标右键，选择“升级到动态磁盘（U）”，完成后.此时在“磁盘管理”中磁盘0和磁盘1已经变成动态磁盘了，并且Windows 2000所在分区变成包含引导信息的简单卷，也就是引导卷。而其他空间则变成未指派空间。

创建带区卷。未指派空间可以创建简单卷或者带区卷，在磁盘0未指派空间上点右键并选择“创建卷”；点击“下一步”后选择“带区卷”，将磁盘0和磁盘1添加到右边的“选定的动态磁盘（S）”一栏中，按下一步后，Windows提示指派驱动器号（可以由Windows指定也可手动分配，一般以系统默认即可），然后需要进行格式化.可以选择FAT32和NTFS作为带区卷的文件系统，然后选择簇的大小和卷标，簇越大磁盘性能越高但造成的空间浪费也越大。或选择了“默认”由Windows自动设定，在“执行快速格式化”上打勾并确定，经过几秒钟的格式化后，屏幕上半部分就出现了一个驱动器号为“D”，容量为磁盘0原未指派容量两倍的带区卷，也就是我们要的RAID0阵列。

在使用硬件级的RAID0时，如果两个物理硬盘容量不相等，那么创建的RAID0阵列的总容量为较小一个容量的两倍，比如一个10GB和一个20GB硬盘创建硬件级RAID0，那么得到的总容量就是10G×2=20GB，较大硬盘上多出的10G空间无法使用，就白白浪费掉了。

而使用Windows 2000的软件RAID，虽然最多也只能创建较小硬盘容量两倍的带区卷，但较大硬盘上多出的空间还能利用。利用的方法就是用较大硬盘上剩余的空间再创建一个简单卷，简单卷会被另外分配一个驱动器号，使用起来跟基本磁盘上的逻辑驱动器一样。创建简单卷的步骤与创建带区卷大体相同，只是在选择卷类型是选择“简单卷”就行了。一个动态磁盘上允许多种类型的卷共存，创建带区卷后，磁盘1还有1.1GB的未指派空间，我们又用它创建了一个驱动器号为E的简单卷。这时候，磁盘0和1都存在带区卷和简单卷，并且所有空间都被使用，没有任何浪费
创建卷必须使用动态磁盘上的未指派空间，两块动态磁盘可以创建多个带区卷，而且可以同时和多个磁盘创建带区卷，每个带区卷的大小可以随心所欲的设定
如果要卸载Windows 2000/XP并安装其它x作系统，千万记得先备份数据再把动态磁盘还原为基本磁盘，否则其它操作系统将无法识别动态磁盘，磁盘将无法使用。如果不慎遇到这种情况，可以通过把硬盘挂到装有Windows
2000/XP的机器识别。

个人觉得家用机做RaiD0的可用性不大，因为两块硬盘种任意一块硬盘损坏其数据全部丢失，笔记本上数据重要的话不建议做Raid0，如果玩游戏或者看高清时需要大容量硬盘时可以做Raid0，但是前提是要做好备份工作！