磁盘阵列 RAID详细.docx
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磁盘阵列RAID详细
1磁盘阵列原理
最为常用的RAID形式是：
●RAID0；
●RAID1；
●RAID0+1；
●RAID3；
●RAID5。
RAID级别
RAID-0
RAID-1
RAID-3
RAID-5
RAID-10
别名
条带
镜像
专用奇偶位条带
分布奇偶位条带
镜像阵列条带
容错性
没有
有
有
有
有
冗余类型
没有
复制
奇偶校验
奇偶校验
复制
热备盘选项
没有
有
有
有
有
读性能
高
低
高
高
中间
随机写性能
高
低
最低
低
中间
连续写性能
高
低
低
低
中间
所需磁盘数
1个或更多
2个或2*N个
3个或更多
3个或更多
4个或4*N个
可用容量
总磁盘容量
总磁盘容量的50%
总磁盘容量的（n-1）/n。
n为磁盘数
总磁盘容量的（n-1）/n。
n为磁盘数
总磁盘容量的50%
典型应用
无故障的迅速读写，安全性要求不高
随机数据写入，安全性要求高
连续数据传输，安全性要求
随机数据传输，安全性要求高
数据量大，安全性要求高
RAID0能获得最佳性能；RAID1安全性最高，但性能低；RAID5的安全性和RAID3相同，但性能要好一点；
2.RAID0
RAID0又称Stripe（条带化），它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。
RAID0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上进行存取。
这样，系统有数据请求时，多个磁盘并行执行，每个磁盘执行属于自身部分的数据请求。
如上图所示，系统向由三个磁盘组成的逻辑硬盘（RAID0磁盘组）发出的I/O数据请求被转化为3项操作，每一项操作对应于一块物理硬盘。
通过建立RAID0，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。
从理论而言，三块硬盘的并行操作使同一时间内的磁盘读写速度提升了3倍。
但由于会受到总线带宽等多种因素的影响，实际上的提升速率必定低于理论值。
RAID0的缺点是不提供数据冗余，一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢复。
3.RAID1
RAID1又称Mirror（镜像），它能最大限度地保证数据的可用性和可修复性。
RAID1的操作方式是将用户写入硬盘的数据，百分之百地自动复制到另一个硬盘上。
如上图所示，读取数据时，系统先从RAID1的源盘开始读取，若读取成功，系统略过备份盘，若失败，则系统自动读取备份盘上的数据。
如果发生硬盘损坏，仍应当及时更换，并利用备份数据重建Mirror。
在所有RAID级别中，RAID1的数据安全性最高。
但是，备份数据占用了总存储空间的一半，其磁盘空间利用率较低。
4.RAID0+1
RAID0+1是RAID0和RAID1的组合形式，也称RAID10。
RAID0+1兼顾了存储性能和数据安全，在提供与RAID1一样的数据安全保障的同时，又提供了与RAID0近似的存储性能。
以四个磁盘组成的RAID0+1为例，其数据存储方式如下图所示：
由于RAID0+1也通过百分之百备份数据来提供数据安全保障，因此RAID0+1的磁盘空间利用率与RAID1相同，成本最高。
5.RAID3
RAID3是将数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在N+1个硬盘上，实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息。
当这N+1个硬盘中的其中一个出现故障时，更换掉故障硬盘后，系统可以重新恢复完整的校验容错信息。
由于在一个硬盘阵列中，一个以上硬盘同时出现故障的几率很小，所以一般情况下，RAID3的安全性是可以保障的。
与RAID0相比，RAID3的读写速度相对较慢。
6.RAID5
RAID5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4个硬盘组成的RAID5为例，其数据存储方式如下图所示：
图中的P0为D0、D1和D2的奇偶校验信息，其它以此类推。
从图中可以看出，RAID5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是分别存储于不同的磁盘上。
当其中某一个磁盘数据发生损坏，可利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息来恢复被损坏的数据。
RAID5可以理解为是RAID0和RAID1的折衷方案。
安全程度要比RAID1低。
读取速度和RAID0相近，写入速度比单个磁盘稍慢。
7磁盘阵列配置实例
当硬盘连接到磁盘阵列卡（RAID）上时，操作系统并不能直接看到物理硬盘，而需要被分别创建成RAID0、1或者5等的虚拟磁盘（VirtualDrive，又称容器、逻辑磁盘，不同阵列卡厂商的叫法不同），系统才能够正确识别。
磁盘阵列的配置通常是利用磁盘阵列卡的BIOS工具进行，或者使用用第三方提供的配置工具软件来实现对阵列卡的管理，例如DellArrayManager。
本文将要介绍的是在DELL服务器中，利用阵列卡的BIOS工具进行磁盘阵列配置的方法。
配置Adaptec磁盘阵列控制器（PERC2、PERC2/SI、PERC3/SI和PERC3/DI）的DELL服务器，在系统开机自检时将看到以下信息：
DellPowerEdgeExpandableRAIDController3/Di,BIOSV2.7-x[Buildxxxx]（c）1998-2002Adaptec,Inc.AllRightsReserved. <<>>>
配置AMI/LSI磁盘阵列控制器（PERC2/SC、PERC2/DC、PERC3/SC、PERC3/DC、PERC4/DI和PERC4/DC）的DELL服务器，在系统开机自检时将看到以下信息：
DellPowerEdgeExpandableRAIDControllerBIOSX.XXJun26.2001Copyright（C）AMERICANMEGATRENDSINC.
PressCTRL+MtoRunConfigurationUtilityorPress CTRL+H forWebBios
或者是：
PowerEdgeExpandableRAIDControllerBIOSX.XXFeb03,2003Copyright（C）LSILogicCorp.
PressCTRL+MtoRunConfigurationUtilityorPressCTRL+H forWebBios
以下将就上述两种情况分别予以介绍。
8在Adaptec磁盘阵列控制器上创建RAID
1、开始创建前先备份服务器上数据，因为配置磁盘阵列的过程将会删除服务器硬盘上的所有数据。
2、当系统自检过程中出现下图中的提示时，同时按下“Ctrl”+“A”键：
3、进入磁盘阵列卡的配置程序界面，选择“Containerconfigurationutility”，按“回车”：
4、进入配置界面，选择“InitializeDrivers”，按回车：
5、界面中出现的是RAID卡的通道和连接通道的硬盘，使用“Insert”键选中需要被初始化的硬盘（具体操作方法参见界面底部的提示）。
选择完所有需要加入阵列的磁盘后，按“回车”：
6、然后系统会弹出提示框，提示用户“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”，按“Y”键确认：
7、进入配置主菜单（MainMenu）界面。
硬盘初始化后就可根据需要，创建相应阵列级别的RAID（本文以RAID5进行说明）。
选择“Createcontainer”，按“回车”：
8、进入配置界面，按“insert”键添加需要用于创建Container的硬盘至右侧列表中，然后按“回车”：
9、用“回车”选择好RAID级别，输入卷标和大小，其它项均保持默认值不变，然后点击“Done”按钮进行确认：
10、然后系统会提示“在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”：
11、按“回车”键返回到主菜单配置界面，选中“Managecontainers”，按“回车”后即弹出当前的容器配置状态。
选中相应的容器，检查该容器“ContainerStatus”选项中的“Scrub”进程百分比。
当其变为“Ok”时，这个新创建的“Container”便具有了冗余功能：
12、容器创建好后，按“ESC”键退出磁盘阵列配置界面，然后重新启动计算机即可。
9在AIM/LSI磁盘阵列控制器上创建逻辑磁盘
1、开始创建前先备份服务器上数据，因为配置磁盘阵列的过程将会删除服务器硬盘上的所有数据。
2、在开机自检过程中，出现如下提示画面时，同时按下“Ctrl”+“M”键：
3、进入RAID的配置界面，按任意键继续：
4、继续进入管理主菜单（ManagementMenu）配置界面，选中“Configure”，按“回车”键后，会弹出下级子菜单：
5、若已经存在一个可使用的逻辑磁盘，请选中“View/AddConfiguration”，按“回车”键；若要重新配置一个RAID，则选“NewConfiguration”。
本文将以新建磁盘阵列为例进行介绍。
选中“NewConfiguration”并按“回车”，在弹出的小对话框中选择“YES”，再按“回车”：
6、进入如下配置界面后，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”：
7、若服务器中的阵列卡类型不是PERC4DI/DC，则跳过本小节直接进入下一步，配置逻辑磁盘。
若是PERC4DI/DC类型，此时将显示如下图所示的配置界面。
在此可以创建多个阵列，然后将其跨接。
使用“空格”键选择阵列跨接信息，例如Span-1：
8、按“F10”，选择适合的RAID类型，其余项保留默认值。
选中“Accept”，按“回车”键确认后，会弹出最终配置信息提示框：
9、按“ESC”键返回主菜单，选中“Initialize”，按“回车”，进入初始化逻辑磁盘界面：
10、选中需要初始化的逻辑磁盘，按“空格”键后，会弹出一个确认框，选“YES”并按“回车”，即开始初始化进程：
11、初始化完成后，按任意键继续，然后重启系统，至此RAID配置过程结束。
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