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网络存储服务器和磁盘阵列的区别(服务器磁盘阵列怎么做)

在计算机发展的初期,“大容量”硬盘的价格还相当高,解决数据存储安全性问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份,这种方法虽然可以保证数据的安全,但查阅和备份工作都相当繁琐。

在计算机发展的早期,“大容量”硬盘的价格还是相当高的。解决数据存储安全问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份。这种方式虽然可以保证数据的安全性,但是查阅和备份的工作相当复杂。1987年,

帕特森、吉布森和卡茨三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题为《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列方案)》的论文。基本思路是将多个容量小、价格相对较低的硬盘有机结合。

使其性能超过昂贵的大硬盘。这个设计理念很快被接受。此后,RAID技术被广泛应用,数据存储进入了更快、更安全、更便宜的新时代。

磁盘阵列对PC用户来说还是陌生而神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还保留着这样一个场景:宽阔的大厅里,摆放着许多磁盘柜,几个表情阴郁、头发早秃的工程师徘徊在其中,不断从里面拉出沉甸甸的硬盘。

然后插入一块看起来比较重的硬盘.最后,随着大容量硬盘价格的不断降低和个人电脑性能的不断提升,IDE-RAID作为最廉价的提高磁盘性能的解决方案开始进入普通用户的电脑系统。

一、RAID技术规范介绍

RAID技术主要包括RAID 0~RAID 7等几个规范,侧重点不同。常见规格如下:

RAID 0:RAID 0以位或字节为单位连续划分数据,并行读写多个磁盘上的数据,因此数据传输率高,但没有数据冗余,不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是提高了性能,

数据的可靠性没有保证,一个磁盘的故障会影响所有数据。所以RAID 0不能用在数据安全性要求高的场合。

RAID 1:通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在配对的独立磁盘上生成备份数据。当原始数据繁忙时,可以直接从镜像副本读取数据,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,但它提供了高数据安全性和可用性。当磁盘出现故障时,系统可以自动切换到镜像磁盘进行读写,而无需重新组织故障数据。

RAID 0 1:又称RAID 10标准,实际上是RAID 0和RAID 1标准结合的产物。它连续地按位或字节对数据进行分区,并并行读取/写入多个磁盘,同时镜像每个磁盘以实现冗余。

它的优点是既有RAID 0的非凡速度,又有RAID 1数据的高可靠性,但CPU占用率也更高,磁盘利用率更低。

RAID 2:将数据分块分布在不同的硬盘上,块单位为比特或字节,使用一种叫做“加权平均纠错码(汉明码)”的编码技术来提供错误检查和恢复。这种编码技术需要多个磁盘来存储检查和恢复信息。

它使得RAID 2技术的实现更加复杂,因此很少在商业环境中使用。

RAID 3:它与RAID 2非常相似,因为数据条以块的形式分布在不同的硬盘上。不同之处在于,RAID 3使用简单奇偶校验,并将奇偶校验信息存储在单个磁盘上。如果磁盘出现故障,

奇偶校验磁盘和其他数据磁盘可以重新生成数据;如果奇偶校验磁盘出现故障,不会影响数据的使用。RAID 3可以为大量连续数据提供良好的传输速率,但对于随机数据,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID 4:RAID 4也将数据分块,分布在不同的磁盘上,但分块单位是块或记录。RAID 4使用一个磁盘作为奇偶校验磁盘,每次写操作都需要访问奇偶校验磁盘,这会成为写操作的瓶颈。

所以商业环境中很少使用RAID 4。

RAID 5:RAID 5不单独指定奇偶校验磁盘,而是跨所有磁盘访问数据和奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可以同时操作阵列设备,从而提供更高的数据流。

RAID 5更适合小数据块和随机数据。与RAID 5相比,RAID 3与RAID 5的主要区别在于,RAID 3每次传输数据时,都需要涉及所有阵列磁盘。对于RAID 5,

大部分数据传输只在一个磁盘上运行,可以并行运行。RAID 5中存在“写丢失”,即每次写操作会产生四次实际的读/写操作,其中旧的数据和奇偶信息被读取两次,新的数据和奇偶信息被写入两次。

RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验块。两个独立的奇偶校验系统使用不同的算法,所以数据的可靠性非常高,即使两个磁盘同时出现故障,也不会影响数据的使用。

但RAID 6需要更多的磁盘空间分配给奇偶信息,比RAID 5有更大的“写损耗”,所以“写性能”很差。较差的性能和复杂的实现使得RAID 6很少在实际中应用。

RAID 7:这是一种新的RAID标准,它拥有自己的智能实时操作系统和软件工具,用于存储管理。它可以完全独立于主机运行,不占用主机的CPU资源。

RAID 7可以看作是存储计算机,和其他RAID标准有明显的区别。除了上述标准(如表1所示),

像RAID 0 1一样,我们可以结合各种RAID规范来构建所需的RAID阵列。例如,RAID 53是一种广泛使用的阵列形式。

通过配置磁盘阵列,用户通常可以更灵活地获得满足其需求的磁盘存储系统。

当初RAID方案主要是针对SCSI硬盘系统,系统成本比较贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,可以利用相对便宜的IDE硬盘构建RAID系统。

从而大大降低了RAID的“门槛”。此后,个人用户开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人电脑中最“慢”也最不安全的设备,用户存储的数据往往远远超过电脑本身的价格。

以相对较低的成本,RAID技术可以使个人用户享受双倍的磁盘速度和更高的数据安全性。现在PC市场上的IDE-RAID控制芯片主要来自HighPoint和Promise。

另外还有一部分来自AMI公司。

面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供对RAID 0、RAID 1、RAID 0 1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然在技术上无法与商业系统相比。

但是对于普通用户来说,它提供的速度提升和安全保障已经足够了。随着硬盘接口传输速率的不断提高,IDE-RAID芯片也在不断更新,芯片市场的主流芯片都已经支持ATA 100标准。

HighPoint的新HPT 372芯片和Promise的最新PDC20276芯片甚至可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。如今,主板厂商的竞争日益加剧,个人电脑用户的要求也逐渐提高。

主板上有RAID芯片的厂商不在少数,用户可以不用买RAID卡直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘飙升的速度。

2.通过硬件控制芯片实现IDE RAID的方法

在RAID系列中,RAID 0和RAID 1在个人计算机中应用最广泛。毕竟个人用户愿意用四块或更多的硬盘来搭建RAID 0 1或其他硬盘阵列的很少,这里只说明这两种RAID方式。

我们选择支持IDE-RAID功能的升级版KT7A-R AID主板,一步步介绍IDE-RAID的安装。升级KT7A-RAID集成HighPoint 370芯片,支持RAID 0,1,0 1。

硬盘是RAID不可或缺的。RAID 0和RAID 1对磁盘有不同的要求。RAID 1(镜像)磁盘镜像一般要求两个(或更多)硬盘具有相同的容量,而RAID 0(条带化)磁盘一般没有这个要求。

当然,选择容量相近,性能相近甚至完全相同的硬盘是最理想的。为了方便测试,我们选择了两个60GB的希捷酷鱼硬盘(梭鱼ATA,编号ST360021A)。

系统采用了Duron 750MHz CPU,2128MB柴火风金条SDRAM,GeForce2 Pro显卡,应该说是比较常见的配置。我们还希望了解构建RAID所需的系统需求。

1.1的创建。RAID 0

第一步

首先,备份硬盘里的数据。很多用户不重视备份,尤其是一些粗心的个人用户。创建RAID对数据来说是一项危险的操作。如果你不小心,你可能会破坏整个硬盘的数据。

对于我们首先介绍的RAID 0来说尤其如此。创建RAID 0时,阵列中所有磁盘上的数据都将被擦除,包括硬盘分区表。所以需要准备一张Windows 98启动盘,里面有Fdisk和Format命令。

这也是这一步需要注意的重要事情。

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

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