磁盘阵列 RAID详细.docx

1、磁盘阵列 RAID详细1 磁盘阵列原理最为常用的RAID形式是： RAID 0； RAID 1； RAID 0+1； RAID 3； RAID 5。RAID级别RAID-0RAID-1RAID-3RAID-5RAID-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

2、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 RAID 0能获得最佳性能；RAID 1安全性最高，但性能低；RAID 5的安全性和RAID 3相同，但性能要好一点；2. RAID 0RAID 0又称Stripe（条带化），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（RAID 0 磁盘组）发出的I/O数据

3、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。RAID 0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.RAID 1RAID 1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。RAID 1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

4、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，RAID 1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. RAID 0+1RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称RAID 10。RAID 0+1兼顾了存储性能和数据安全，在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，又提供了与RAID 0近似的存储性能。以四个磁盘组成的RAID 0+1为例，其数据存储方式如下图所示：由于RAID 0+1也通过百分之百备份数据来提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空

5、间利用率与RAID 1相同，成本最高。5.RAID 3RAID 3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，RAID 3的安全性是可以保障的。与RAID 0相比，RAID 3的读写速度相对较慢。6.RAID 5RAID 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4个硬盘组成的RAID 5为例，其数据存储

6、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，RAID 5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。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。安全程度要比RAID 1低。读取速度和RAID 0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RAID 0、1或者5等的虚拟磁盘（Vi

7、rtual Drive，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Dell Array Manager。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：Dell PowerEdge Expandable RAID Controller 3/Di, BIOS V2.7-x B

8、uild xxxx(c) 1998-2002 Adaptec, Inc. All Rights Reserved. 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：Dell PowerEdge Expandable RAID Controller BIOS X.XX Jun 26.2001 Copyright (C) AMERICAN MEGATRENDS INC.Press CTRL+M to Run Configuration Utility or

9、 Press CTRL+Hfor WebBios或者是：PowerEdge Expandable RAID Controller BIOS X.XX Feb 03,2003 Copyright (C) LSI Logic Corp.Press CTRL+M to Run Configuration Utility or Press CTRL+Hfor WebBios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RAID1、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”+

10、“A”键：3、进入磁盘阵列卡的配置程序界面，选择“Container configuration utility”，按“回车”：4、进入配置界面，选择“Initialize Drivers”，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（Main Menu）界面。硬盘初始化后就可根据需要，创建相应阵列级别的RA

11、ID（本文以RAID 5进行说明）。选择“Create container”，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“Manage containers”，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 “Container Status”选项中

12、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（Management Menu）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

13、中“View/Add Configuration”，按“回车”键；若要重新配置一个RAID，则选“New Configuration”。本文将以新建磁盘阵列为例进行介绍。选中“New Configuration”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PERC4 DI/DC，则跳过本小节直接进入下一步，配置逻辑磁盘。若是PERC4 DI/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。