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EMC技术支持工程师笔试部分试题回忆

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EMC 技术支持工程师笔试部分试题回忆

1、RAM和ROM和Flash ROM之异同
RAM(Random Access Memory)的全名为随机存取记忆体,它相当于PC机上的移动存储,用来存储和保存数据的。它在任何时候都可以读写,RAM通常是作为操作系统或其他正 在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存)。
       不过,当电源关闭时RAM不能保留数据,如果需要保存数据,就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。正因为如此,有时也将RAM称作“可变存 储器”。RAM内存可以进一步分为静态RAM(SRAM)和动态内存(DRAM)两大类。DRAM由于具有较低的单位容量价格,所以被大量的采用作为系统 的主记忆。
ROM(Read Only Memory)的全名为唯读记忆体,它相当于PC机上的硬盘,用来存储和保存数据。ROM数据不能随意更新,但是在任何时候都可以读取。即使是断 电,ROM也能够保留数据。但是资料一但写入后只能用特殊方法或根本无法更改,因此ROM常在嵌入式系统中担任存放作业系统的用途。现在市面上主流的 PDA的ROM大小是64MB以及128MB。
    RAM和ROM相比,两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而ROM就不会。
由于ROM不易更改的特性让更新资料变得相 当麻烦,因此就有了Flash Memory的发展 ,Flash Memory具有ROM不需电力维持资料的好处,又可以在需要的时候任意更改资料 ,不过单价也比普通的ROM要高。
       SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。动态 RAM(Dynamic RAM/DRAM)保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多,计算机内 存就是DRAM的。
       DRAM分为很多种,常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,这里介绍其中的一种DDR RAM。
      DDR RAM(Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM,这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的,不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据,这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用 得最多的内存,而且它有着成本优势,事实上击败了Intel的另外一种内存标准-Rambus DRAM。在很多高端的显卡上,也配备了高速DDR RAM来提高带宽,这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。
        内存工作原理:内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的" 动态",指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。
         具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电, 代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于 1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。
         ROM也有很多种,PROM是可编程的ROM,PROM和EPROM(可擦除可编程ROM)两者区别是,PROM是一次性的,也就是软件灌入后,就无法修 改了,这种是早期的产品,现在已经不可能使用了,而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序,是一种通用的存储器。另外一种EEPROM是通过电子擦 出,价格很高,写入时间很长,写入很慢。
        举个例子,手机软件一般放在EEPROM中,我们打电话,有些最后拨打的号码,暂时是存在SRAM中的,不是马上写入通过记录(通话记录保存在 EEPROM中),因为当时有很重要工作(通话)要做,如果写入,漫长的等待是让用户忍无可忍的。
        FLASH存储器又称闪存,它结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能,还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据 (NVRAM的优势),U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里,嵌入式系统一直使用ROM(EPROM)作为它们的存储设备,然而近年来 Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系统中的地位,用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用(U盘)。
        目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样,用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码,这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NAND Flash没有采取内存的随机读取技术,它的读取是以一次读取一块的形式来进行的,通常是一次读取512个字节,采用这种技术的Flash比较廉价。用户 不能直接运行NAND Flash上的代码,因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外,还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。
        一般小容量的用NOR Flash,因为其读取速度快,多用来存储操作系统等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC(Disk On Chip)和我们通常用的"闪盘",可以在线擦除。目前市面上的FLASH 主要来自Intel,AMD,Fujitsu和Mxic,而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba及Hynix。
2、 NAS和SAN的区别
什么是SAN(Storage Area Storage,存储区域网)
SAN(Storage Area Storage,存储区域网)是一个高速的子网,这个子网中的设备可以从你的主网卸载流量。通常SAN由RAID阵列连接光纤通道(Fibre Channel)组成,SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP,数据处理是“块级”(block level)。
什 么是NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)
NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)的典型组成是使用TCP/IP协议的以太网文件服务器,数据处理是“文件级”(file level)。你可以把NAS存储设备附加在已经存在的太网上。
SAN与NAS区别
区分SAN与NAS最简单的方法是想想二者在技术上是 如何实施的。NAS通常是一个服务器群:应用服务器、邮件服务器等等,存储设备易于附加在这个系统上。 SAN多部署与电子商务应用中,大量的数据备份和其它业务需要在网上频繁地存储和传输;SAN可以从你的主网上卸掉大量的数据流量,可以使你的以太网从数 据拥塞中解脱出来。
SAN、NAS技术的分析比较
目前存储市场主要有三种方式:DAS(Direct Attached Storage)、NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)、SAN(存储区域网)。传统的直接存储的模式DAS是直接将存储设备连接到服务器上,一方面,当存储容量增加时,这种方 式很难扩展;另一方面,当服务器出现异常时,会使数据不可获得。NAS和SAN的出现适应了网络正成为主要的信息处理模式的发展趋势。IBM大中华区存储 事业部总经理何国伟先生也认为,“未来的世界是网络存储世界,存储的外部化将是未来发展趋势,因此IBM存储的重点将放在SAN、NAS上”。

NAS简单灵活
NAS ——网络附加存储,即将存储设备连接到现有的网络上,提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。简单 的说,NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接, 可以无需服务器直接上网,不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需的协议,因此使整个 系统的管理和设置较为简单。其次NAS是真正即插即用的产品,并且物理位置灵活,可放置在工作组内,也可放在其他地点与网络连接。因此,用户选择NAS解 决方案,原因在于NAS价格合理、便于管理、灵活且能实现文件共享。以IBM为代表的业界各大存储厂商纷纷推出NAS解决方案,IBM公司最新的NAS产 品主要包括:NAS 200, NAS 300, NAS 300G。NAS 200塔式存储设备主要是针对需要大量高性价比存储设备的Internet服务提供商(ISP)和需要电子邮件存储或视频文件服务的客户;NAS 300的双引擎设计可以支持关键业务高可用性应用,如大型部门和小型企业中的应收帐户、工资支付或客户支持。NAS 300G网关则是业界第一种开放式NAS设备,能将LAN与SAN连接在一起,NAS 300G允许基于局域网的客户机和服务器与现有存储区域网(SAN)互操作,实现了SAN与NAS的统一。
在2001年存储展中,有一家专门做 NAS存储的厂商AUSPEX也颇引人注目,AUSPEX始建于1987年,可称为NAS市场的创建者和领头羊,AUSPEX通过其专利技术——功能多处 理结构(Founctional Multiprocessing)把文件服务功能的不同功能分解到不同的专用CPU上,借助专用OS为客户提供了大容量、高性能和高可靠的网络数据服务。 其产品系列包括NS2000通用网络文件服务器、NAS3000系列,其中NAS 3010LPDA最大磁盘容量达12TB,可接入36GB和73GB的磁盘驱动器;NAS3010XR采用内嵌式SAN结构,可通过光纤通道接入SAN交 换机,实现对SAN的存储管理。
        SAN高效可扩
SAN——存储区域网络,即通过特定的互连方式连接的若干台存储服务器组成一个单独的数据网络,提供企业级的数据存储服务。 SAN是一种特殊的高速网络,连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备,SAN置于LAN之下,而不涉及LAN。利用SAN,不仅可以提供 大容量的存储数据,而且地域上可以分散,并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,不管数据置放在哪里,服 务器都可直接存取所需的数据。
与NAS相比,SAN具有下面几个特点:首先SAN具有无限的扩展能力,由于SAN采用了网络结构,服务器可以访 问存储网络上的任何一个存储设备,因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和服务器等设备,使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大。另 外,SAN具有更高的连接速度和处理能力。SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术,目前的传输速度为100Mbps,并会很快开发出传输 速度为200Mbps和400Mbps的光纤通道交换机。实现SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构筑的SAN,由3部分构成:存储和备份设备, 包括磁带库、磁盘阵列和光盘库等;光纤通道网络连接部件,包括主机总线适配卡(HBA: Host Bus Adapter)和驱动程序、光缆(线)、集线器、交换机、光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等;应用和管理软件包括:备份软件、存储资源管 理软件、设备管理软件。由上可以看出,在SAN解决方案中,除存储设备外,其关键部件就是网络连接部件——光纤交换机,目前在IBM、COMPAQ等各公 司提供的SAN解决方案中,其光纤交换机大都由博科通讯公司(Brocade)、McDATA、Infrange、Qlogic、Vixel、 Gadzoox等提供的。例如博科公司的产品包括了从8端口的入门级光纤通道交换机到128端口企业级交换机,最近推出的128端口的SilkWorm 12000核心Fabric交换机是第一个可提供1Gbps和2Gbps链路速度的第三代ASIC型号,可支持目前的2Gbps光纤通道模块和新兴的存储 协议,如10Gbps光纤通道模块、Infiniband Fabric模块以及未来的IP/以太网模块等,还支持可实现存储虚拟化。McDATA的口号是提供从核心到边缘的企业解决方案,其产品系列覆盖从8端口 ES-1000到ES-3016、ES-3032直到64端口的ED-6064导向器,并定位于高端应用,McDATA认为,所谓高端,一是支持的端口数 多,另一点是产品具有99.999%的高可用性,保证在线数据的连续性。另外 McDATA也提供EFC MANAGER管理软件,实现对交换单元的集中管理。
存储市场的火爆及SAN市场的增长,使这些公司也纷纷从幕后走到了前台,博科、 McDATA不仅在存储展上大出风头,而且还将在国内成立办事处,进一步提供技术、服务方面的支持,但博科、McDATA公司均表示,OEM及合作伙伴策 略将不会改变。在网络存储技术方面,博科公司的技术总监许良谋先生表示,3-5年内光纤通道技术仍会是主流技术,但博科公司目前对iSCSI、 Storage over IP、Infiniband等技术进行密切关注,并加大了研发力度。
综上所述NAS具有安装管理方便、价格平民化等 优点,是中小企业存储的优选方案。特别是对于部门服务器合并项目、独立的工作组级的客户,他们能充分享受到NAS性能价格比的好处。而SAN可以适用于企 业级数据存储、服务器集群、远程灾难恢复、Internet数据服务等多个领域。SAN和NAS因满足用户的不同层面的应用需求而共存,同时随着 iSCSI、IP、Infiniband等技术的不断出现,未来的SAN、NAS最终将逐渐走向统一。
据IDC的最近一份研究报告指出,目前, 在亚太市场中仅有10%到30%的企业采用存储区域网络(SAN),这个比率在今年预计会增加20%,并且在随后一年增加62%。NAS产品由于刚刚推 出,目前市场处于一个快速增长阶段。而在服务器市场的统计表明,基于SCSI(服务器直连存储)收入的市场份额已从1999年的60%下降到2000年的 28%,而IBM也表示一年前80%的存储是连接在S/390系统,而今年这一数据已降到30%
NAS+SAN是存储方案的最佳选择

尽管有些人认为存储区域网络(SAN)与网络连接存储(NAS)体系的融合是一种硬性的组合,但这两种技术的融合正在积极发展。为了弄 清两者之间的关系,让我们仔细分析一下这两种技术。
家普遍认为,IT存储需求以一种跳跃式的速度增长。实际上,IT存储能力现在正以每年52%的 速度提高(the Forrester Report, March 2001)。要使存储能力跟上存储需求的步伐,意味着不仅要不断增加新的物理硬件,还要创建新的架构来管理这些硬件设施。在当前的IT预算已经被大幅削减 的情况下,这种双重需求通常是很要命的。幸运的是,我们已经开始脱离直接连结存储(DAS)模式。这种昂贵的存储模式需要给每个单独的服务器增加硬盘,但 却不能提供真正意义上的网络存储负载分摊模式,它只是提高了基础设施成本。
网络连接存储(NAS)是一种可以接受的选择方案。它是一台功能强大 的数据服务器,能在文件级别上处理数据。典型情况下,它通过专用以太网连结到已有的网络中。除非是在不同的网络结构上创建NAS混合构件,否则对NAS 的安装和管理是相当容易的。相比较而言,存储区域网络(SAN)要复杂一些,它把数据以块为单位进行管理,采用具有更高传输速率的光纤通道(Fibre Channel)连接方式和相关基础结构。它的设计和实现途径为它带来了更高的处理速度,而且,SAN还是基于自身的独立的网络。它允许数据流直接从主网 络上卸载,并降低了请求响应时间。(或者换句话说,它极大地减少了主网络运行缓慢的时间,这一优势在数据备份期间尤其重要。)
尽管NAS相对来 说显得过于简单,但对于一个需要公共文件系统(如,电子邮件服务器组)的服务器群来说,它是一种不错的选择。SAN的高速及其良好的扩展性使它更适用于电 子商务应用,在这类应用环境中,大量终端请求访问少量数据,或者说大量终端共享少量数据。
所有的事情都能以相对简单的方式来解释,如果给某些人 足够的时间和微小的激励,那么他们可能会把简单的事情弄得相当复杂。现在的存储业正是这样,人们急于将 NAS和SAN技术融合起来。(这种看法可能过于偏激)。当然,这种融合存在其合理性。SAN提供速度,NAS提供由文件处理带来的协作性,它们的结合将 是非常令人心动的。对SAN来说,点到点之间光纤通道的最大距离不得超过10km限度实在是一个缺陷,但这种缺陷可以被NAS的IP连结所弥补。这就是 说,可以通过IP网络发送光纤通道命令(FC/IP)。(如果你研究过SCSI协议,你应该知道iSCSI正是以同样的方式来处理SCSI命令)。借助于 10 Gigabit以太网技术,这种处理方法最终变成了现实。
但是也有一些令人沮丧的因素:虽然在Intel Developer Forum期间,融合NAS/SAN技术的呼声很高,但要实现这种融合可能需要一年半到两年的时间,而且这还要依赖于Intel 3GIO总线体系结构的成功实现。(3GIO的处理速度要比PCI-X快6倍,它将大大缓解服务器和工作站上处理大数据量时的瓶颈问题)。另外,在关注 NAS和SAN的融合时,应参考一些正准备进行这方面融合的企业,(比如,Hitachi的Freedom NAS体系就非常有意思)。如果不关注这些,你2002购买的设备在2004年进行升级的时候就可能要完全丢弃。
3、Interrupts I/OP和olled I/O区别
Polling is constantly testing a port to see if data is available. That is, the CPU polls (asks) the port if it has data available or if it is capable of accepting data. The REPEAT..UNTIL loop in the previous section is a good example of polling. The CPU continually polls the port to see if the printer is ready to accept data. Polled I/O is inherently inefficient. Consider what happens in the previous section if the printer takes ten seconds to accept another byte of data - the CPU spins in a loop doing nothing (other than testing the printer status port) for those ten seconds.
In early personal computer systems, this is exactly how a program would behave; when it wanted to read a key from the keyboard it would poll the keyboard status port until a key was available. Such computers could not do other operations while waiting for the keyboard.
The solution to this problem is to provide an interrupt mechanism. An interrupt is an external hardware event (such as the printer becoming ready to accept another byte) that causes the CPU to interrupt the current instruction sequence and call a special interrupt service routine. (ISR). An interrupt service routine typically saves all the registers and flags (so that it doesn't disturb the computation it interrupts), does whatever operation is necessary to handle the source of the interrupt, it restores the registers and flags, and then it resumes execution of the code it interrupted. In many computer systems (e.g., the PC), many I/O devices generate an interrupt whenever they have data available or are able to accept data from the CPU. The ISR quickly processes the request in the background, allowing some other computation to proceed normally in the foreground.
An interrupt is essentially a procedure call that the hardware makes (rather than explicit call to some procedure, like a call to the stdout.put routine). The most important thing to remember about an interrupt is that it can pause the execution of some program at any point between two instructions when an interrupt occurs. Therefore, you typically have no guarantee that one instruction always executes immediately after another in the program because an interrupt could occur between the two instructions. If an interrupt occurs in the middle of the execution of some instruction, then the CPU finishes that instruction before transferring control to the appropriate interrupt service routine. However, the interrupt generally interrupts execution before the start of the next instruction。
4、DNS和Wins的区别
    首先,DNS指的是“域名服务器”,而WINS指的是“Windows互联网名称服务”。两者都是用来解析域名的,但是,使用的方法完全不同! 为了帮助说明这个问题,我准备使用一个例子,保证让你正确地了解这两种服务的情况。  
  考虑一个名为“Jupiter”的文件服务器和下面两 个指令:  
  Ping Jupiter.space.net  
  Net use * jupiter mainshare  
   上面两个指令看起来很相似。第一个指令是向我们的文件服务器发送一个ping (icmp echo)数据包,确认这个服务器在工作。而第二个指令呼叫同一台服务器(jupiter),以便连接到一个名为“mainshare”的共享文件夹。虽 然这两个指令都指向同一台服务器(Jupiter),但是,它们之间的区别是很重要的。这里的“Ping”使用DNS把 Jupiter.space.net解析为一个IP地址,如204.45.12.1。而“net use”指令使用WINS把NetBIOS名称“Jupiter”解析为一个IP地址。 
   这样,你也许会感到疑惑,为什么有两种不同的服务实际上在完成同一个任务?这个问题的答案是,这两种服务的每一种服务都依靠不同的协议。他们只是以不同的 方式工作。WINS是微软网络拓扑的一个重要的组成部分。在过去,你需要在Windows网络中运行一个WINS服务器以避免域名解析的问题。当时的这种 NetBIOS(Windows机器名称)协议只能在NetBEUI传输协议上工作。如果你曾经使用过Windows 95,你会记得NetBEUI协议经常出现在你的网络属性中。在网络属性中,TCP/IP协议也是一个选项。  
  目前,DNS取代了 WINS。由于微软对NetBIOS做了修改,允许它使用TCP/IP堆栈完成其工作(TCP/IP协议上的NetBIOS),大多数DNS服务器都能够 处理NetBIOS的请求。这就是WINS服务器变得越来越少的原因。简言之,DNS把TCP/IP主机名称映射为IP地址,WINS把NetBIOS主 机名称映射为IP地址。
5、看网络图回答问题的。默认网关、子网掩码、故障排除、网络号等等
6、划分子网、节点数、求子网掩码等等
7、 RAID0~RAID6解释
RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种:
   RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。
  RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。
   RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将 RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。
  RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为“加重平均纠错码(海明码)”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要 多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。
  RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。 RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。
  RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
   RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。
  RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。
  RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表1),我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如 RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。
  开始时RAID方案主要针 对SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建 RAID系统,从而大大降低了RAID的“门槛”。从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“ 缓慢”和最缺少安全性的设备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁 盘速度提升和更高的数据安全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自 AMI公司(如表2)。
面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等 RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的不断提 高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置 RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度
二.通过硬件控制芯片实现IDE RAID的方法
  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,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,我们以图解方式向大家详细介绍:
   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Windows98/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。
三、用软件方法实现RAID 
  除了使用RAID卡或者 主板所带的芯片实现磁盘阵列外,我们在一些操作系统中可以直接利用软件方式实现RAID功能,例如Windows 2000/XP中就内置了RAID功能。
  在了解Windows 2000/XP的软件RAID功能之前,我们首先来看看Windows 2000中的一项功能——动态磁盘管理。
  动态磁盘与基本磁盘相比,不再采用以前的分区方式,而是叫卷集,它的作用其实和分区相一致,但是具 有以下区别:
1.可以任意更改磁盘容量
  动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容量大小,而且不会丢失数据,而基本磁盘如 果要改变分区容量就会丢失全部数据(当然也有一些特殊的磁盘工具软件可以改变分区而不会破坏数据,如PQMagic等)。
2.磁盘空间的限制
   动态磁盘可被扩展到磁盘中不连续的磁盘空间,还可以创建跨磁盘的卷集,将几个磁盘合为一个大卷集。而基本磁盘的分区必须是同一磁盘上的连续空间,分区的 最大容量当然也就是磁盘的容量。
3.卷集或分区个数
  动态磁盘在一个磁盘上可创建的卷集个数没有限制,相对的基本磁盘在一个磁盘上 最多只能分4个区,而且使用DOS或Windows 9X时只能分一个主分区和扩展分区。
  *这里一定要注意,动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用,其他的操作系统无法识别动态磁盘。
  因为大部分用户的磁盘都是基本磁盘类型,为了使用软件RAID功能, 我们必须将其转换为动态磁盘:控制面板→管理工具→计算机管理→磁盘管理,在查看菜单中将其中的一个窗口切换为磁盘列表。这时我们就可以通过右键菜单将选 择磁盘转换为动态磁盘。
在划分动态卷时会可以看到这样几个类型的动态卷。
  1.简单卷:包含单一磁盘上的磁盘空间,和分区功能一 样。
  (当系统中有两个或两个以上的动态磁盘并且两个磁盘上都有未分配的空间时,我们能够选择如下的两种分卷方式)2.跨区卷:跨区卷将来自 多个磁盘的未分配空间合并到一个逻辑卷中。
  3.带区卷:组合多个(2到32个)磁盘上的未分配空间到一个卷。
  (如果如上所述 系统中的两个动态磁盘容量一致时,我们会看到另一个分区方式)
  4.镜像卷:单一卷两份相同的拷贝,每一份在一个硬盘上。即我们常说的 RAID 1。
  当我们拥有三个或三个以上的动态磁盘时,我们就可以使用更加复杂的RAID方式——RAID 5,此时在分卷界面中会出现新的分卷形式。
5.RAID 5卷:相当于带奇偶校验的带区卷,即RAID 5方式。
  对于大部分的个 人电脑用户来说,构建RAID 0是最经济实用的阵列形式,因此我们在这里仅就软件RAID 0的构建进行讲解:
  要在Windows 2000/XP中使用软件RAID 0,首先必须将准备纳入阵列的磁盘转换为上文所述的动态磁盘(这里要注意的是,Windows 2000/XP的默认磁盘管理界面中不能转换基本磁盘和动态磁盘,请参考上文中的描述),我们在这里尝试使用分区的条带化,这也正是软件RAID和使用 RAID芯片构建磁盘阵列的区别。我们选取了一个29GB的分区进行划分带区卷,在划分带区卷区时,系统会要求一个对应的分区,也就是说这时其他的动态磁 盘上必须要有同样29GB或更大的未分配空间,带区卷分配完成后,两个同样大小的分卷将被系统合并,此时我们的格式化等操作也是同时在两个磁盘上进行。
   在构建RAID 0完成后,我们决定测试其硬盘传输率以确定这种软件RAID对性能的提升程度,我们构建软件RAID的平台和前文中的硬件RAID平台并不相同,为了保证 CPU的性能以确保我们软件RAID的实现,我们采用了较高端的系统:Athlon XP 1700+,三星 256MB DDR内存,华硕A7V266-E主板,由于软件RAID对硬盘规格的要求比较低,所以硬盘系统我们选用了不同规格的硬盘,希捷酷鱼Ⅳ 60GB和西部数据1200BB 120GB两块硬盘。
  在传输曲线的后半段,我们很清楚地看到软件RAID 0的硬盘传输率达到了60MB/s,完全超越了阵列中任意一个硬盘的传输率,RAID 0的优势开始体现出来。对于追求高性能的用户来说,这应该是他们梦寐以求的。
  这里应该说明的是,在Linux环境下,我们同样可以利用 Raidtools工具来实现软件RAID功能。这个工具可以制作软RAID 0、 RAID 1、RAID 4、RAID 5等多种磁盘阵列。在使用Raidtools之前,首先要确定目前正在使用的Linux核心是否支持Md。如果你正在使用的核心是2.0.X,并且不是自 己编译过,大多数情况下支持软RAID。如果不能确定,则需要自己编译核心。
  虽然RAID功能可以给我们带来更好的速度体验和数据安全性, 但是应该指出的是,现在市面上的大部分廉价IDE-RAID解决方案本质上仍然是“半软”的RAID,只是将 RAID控制信息集成在RAID芯片当中,因此其CPU占用率比较大,而且性能并不是非常稳定。这也是在高端系统中软件RAID 0的性能有时可以超过“ 硬件”RAID 0方案的原因。
  对于用户来说,高性能的IDE-RAID存储系统,或者需要比较强劲的CPU运算能力,或者需要比较昂贵 的RAID卡,因此,磁盘阵列仍然应该算是比较高端的应用。不过对于初级用户来说,使用简单而廉价的磁盘阵列来提高计算机数据的可用性或提升一下存储速度 也是相当不错的选择,当然其性能还远不能和高端系统相比。
  总之,我们看到越来越多的RAID架构出现在市场上,尤其是在中低端市场上,越来 越普及的廉价IDE-RAID方案与硬盘价格的不断下降互相照应,似乎也在预示着未来个人数据存储的发展趋势,让我们拭目以待吧
8、9、是情景 题。根据客户提出的不同反馈,用英文回信解决问题,如何解决、如何沟通的。
10、其他忘了。
客观题尽是些数学推理,狂考智力的。难。

 

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