磁盤(pán)陣列

目錄
·磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)介
·磁盤(pán)陣列問(wèn)答
·RAID磁盤(pán)陣列技術(shù)簡(jiǎn)述
·如何組建RAID





磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)介
　　磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)稱(chēng)RAID（Redundant Arrays of InexpensivepDisks），有“價(jià)格便宜且多余的磁盤(pán)陣列”之意。其原理是利用數(shù)組方式來(lái)作磁盤(pán)組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁盤(pán)陣列主要針對(duì)硬盤(pán)，在容量及速度上，無(wú)法跟上CPU及內(nèi)存的發(fā)展，提出改善方法。磁盤(pán)陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤(pán)，組合成一個(gè)大型的磁盤(pán)組，利用個(gè)別磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來(lái)提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)的效能。同時(shí)，在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)時(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤(pán)上。
　　磁盤(pán)陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤(pán)故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將故障硬盤(pán)內(nèi)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤(pán)中。&＃160;
　　磁盤(pán)陣列的由來(lái)：
　　由美國(guó)柏克萊大學(xué)（University of California-Berkeley）在1987年，發(fā)表的文章：“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中，談到了RAID這個(gè)字匯，而且定義了RAID的5層級(jí)。柏克萊大學(xué)研究其研究目的為，反應(yīng)當(dāng)時(shí)CPU快速的性能。CPU效能每年大約成長(zhǎng)30～50%，而硬磁機(jī)只能成長(zhǎng)約7%。研究小組希望能找出一種新的技術(shù)，在短期內(nèi)，立即提升效能來(lái)平衡計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。在當(dāng)時(shí)，柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。
　　另外，研究小組也設(shè)計(jì)出容錯(cuò)（fault-tolerance），邏輯數(shù)據(jù)備份（logical data redundancy），而產(chǎn)生了RAID理論。研究初期，便宜（Inexpensive）的磁盤(pán)也是主要的重點(diǎn)，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，大量便宜磁盤(pán)組合并不能適用于現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境，后來(lái)Inexpensive被改為independence，許多獨(dú)立的磁盤(pán)組。
　　磁盤(pán)陣列，時(shí)事所趨：
　　自有PC以來(lái)，硬盤(pán)是最常使用的儲(chǔ)存裝置。但在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)中，跟CPU與RAM來(lái)比，硬盤(pán)的速度是PC中最弱的設(shè)備之一。所以，為了加速計(jì)算機(jī)整體的數(shù)據(jù)流量，增加儲(chǔ)存的吞吐量，進(jìn)階改進(jìn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)的安全，磁盤(pán)陣列的設(shè)計(jì)因應(yīng)而生。
　　硬盤(pán)隨著科技的日新月異，現(xiàn)在其容量已達(dá)80GB以上，轉(zhuǎn)速到了2萬(wàn)轉(zhuǎn)，甚至25000轉(zhuǎn)，而且價(jià)格實(shí)在是很便宜，再加現(xiàn)在企業(yè)流行，人力資源規(guī)畫(huà)（Enterprise Resource Planning：ERP）是每個(gè)公司建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)。所以，利用局域網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，服務(wù)器所使用的硬盤(pán)顯得非常重要，除了容量大、速度快之外，穩(wěn)定更是基本要求�；�于此因，磁盤(pán)陣列開(kāi)始廣泛的應(yīng)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)上。&＃160;
　　磁盤(pán)陣列其樣式有三種，一是外接式磁盤(pán)陣列柜、二是內(nèi)接式磁盤(pán)陣列卡，三是利用軟件來(lái)仿真。外接式磁盤(pán)陣列柜最常被使用大型服務(wù)器上，具可熱抽換（Hot Swap）的特性，不過(guò)這類(lèi)產(chǎn)品的價(jià)格都很貴。內(nèi)接式磁盤(pán)陣列卡，因?yàn)閮r(jià)格便宜，但需要較高的安裝技術(shù)，適合技術(shù)人員使用操作。另外利用軟件仿真的方式，由于會(huì)拖累機(jī)器的速度，不適合大數(shù)據(jù)流量的服務(wù)器。
　　由上述可知，現(xiàn)在IDE磁盤(pán)陣列大行其道的道理；IDE接口硬盤(pán)的穩(wěn)定度與效能表現(xiàn)已有很大的提升，加上成本考量，所以采用IDE接口硬盤(pán)來(lái)作為磁盤(pán)陣列的決解方案，可說(shuō)是最佳的方式
　　在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中，磁盤(pán)陣列是一種把若干硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器按照一定要求組成一個(gè)整體，整個(gè)磁盤(pán)陣列由陣列控制器管理的系統(tǒng)。磁帶庫(kù)是像自動(dòng)加載磁帶機(jī)一樣的基于磁帶的備份系統(tǒng)，磁帶庫(kù)由多個(gè)驅(qū)動(dòng)器、多個(gè)槽、機(jī)械手臂組成，并可由機(jī)械手臂自動(dòng)實(shí)現(xiàn)磁帶的拆卸和裝填。&＃160;
　　它能夠提供同樣的基本自動(dòng)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，但同時(shí)具有更先進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn)。掌握網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的安裝、操作使用也是網(wǎng)管員必須要學(xué)會(huì)的。&＃160;
　　在架構(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)時(shí)，對(duì)無(wú)線路由器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)橋接器AP、無(wú)線網(wǎng)卡、天線等無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品進(jìn)行安裝、調(diào)試和應(yīng)用操作。
　　磁盤(pán)陣列的主流結(jié)構(gòu)：
　　磁盤(pán)陣列作為獨(dú)立系統(tǒng)在主機(jī)外直連或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)相連。磁盤(pán)陣列有多各端口可以被不同主機(jī)或不同端口連接。一個(gè)主機(jī)連接陣列的不同端口可提升傳輸速度。
　　和目前PC用單磁盤(pán)內(nèi)部集成緩存一樣，在磁盤(pán)陣列內(nèi)部為加快與主機(jī)交互速度，都帶有一定量的緩沖存儲(chǔ)器。主機(jī)與磁盤(pán)陣列的緩存交互，緩存與具體的磁盤(pán)交互數(shù)據(jù)。
　　在應(yīng)用中，有部分常用的數(shù)據(jù)是需要經(jīng)常讀取的，磁盤(pán)陣列根據(jù)內(nèi)部的算法，查找出這些經(jīng)常讀取的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在緩存中，加快主機(jī)讀取這些數(shù)據(jù)的速度，而對(duì)于其他緩存中沒(méi)有的數(shù)據(jù)，主機(jī)要讀取，則由陣列從磁盤(pán)上直接讀取傳輸給主機(jī)。對(duì)于主機(jī)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，只寫(xiě)在緩存中，主機(jī)可以立即完成寫(xiě)操作。然后由緩存再慢慢寫(xiě)入磁盤(pán)。&＃160;
磁盤(pán)陣列問(wèn)答
　　1. 什么是磁盤(pán)陣列（Disk Array）?
　　磁盤(pán)陣列（Disk Array）是由一個(gè)硬盤(pán)控制器來(lái)控制多個(gè)硬盤(pán)的相互連接，使多個(gè)硬盤(pán)的讀寫(xiě)同步，減少錯(cuò)誤，增加效率和可靠度的技術(shù)。
　　2.什么是RAID?
　　RAID是Redundant Array of Inexpensive Disk的縮寫(xiě)，意為廉價(jià)冗余磁盤(pán)陣列，是磁盤(pán)陣列在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的理論標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于減少錯(cuò)誤、提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能與可靠度。常用的等級(jí)有1、3、5級(jí)等。
　　3.什么是RAID Level 0?
　　RAID Level 0是Data Striping(數(shù)據(jù)分割)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，它將所有硬盤(pán)構(gòu)成一個(gè)磁盤(pán)陣列，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)硬盤(pán)做讀寫(xiě)動(dòng)作，但是不具備備份及容錯(cuò)能力，它價(jià)格便宜，硬盤(pán)使用效率最佳，但是可靠度是最差的。
　　以一個(gè)由兩個(gè)硬盤(pán)組成的RAID Level 0磁盤(pán)陣列為例，它把數(shù)據(jù)的第1和2位寫(xiě)入第一個(gè)硬盤(pán)，第三和第四位寫(xiě)入第二個(gè)硬盤(pán)……以此類(lèi)推，所以叫“數(shù)據(jù)分割"，因?yàn)楦鞅P(pán)數(shù)據(jù)的寫(xiě)入動(dòng)作是同時(shí)做的，所以它的存儲(chǔ)速度可以比單個(gè)硬盤(pán)快幾倍。
　　但是，這樣一來(lái)，萬(wàn)一磁盤(pán)陣列上有一個(gè)硬盤(pán)壞了，由于它把數(shù)據(jù)拆開(kāi)分別存到了不同的硬盤(pán)上，壞了一顆等于中斷了數(shù)據(jù)的完整性，如果沒(méi)有整個(gè)磁盤(pán)陣列的備份磁帶的話，所有的數(shù)據(jù)是無(wú)法挽回的。因此，盡管它的效率很高，但是很少有人冒著數(shù)據(jù)丟失的危險(xiǎn)采用這項(xiàng)技術(shù)。
　　4.什么是RAID Level 1?
　　RAID Level 1使用的是Disk Mirror(磁盤(pán)映射)技術(shù)，就是把一個(gè)硬盤(pán)的內(nèi)容同步備份復(fù)制到另一個(gè)硬盤(pán)里，所以具備了備份和容錯(cuò)能力，這樣做的使用效率不高，但是可靠性高。
　　5.什么是RAID Level 3?
　　RAID Level 3采用Byte－interleaving(數(shù)據(jù)交錯(cuò)存儲(chǔ))技術(shù)，硬盤(pán)在SCSI控制卡下同時(shí)動(dòng)作，并將用于奇偶校驗(yàn)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到特定硬盤(pán)機(jī)中，它具備了容錯(cuò)能力，硬盤(pán)的使用效率是安裝幾個(gè)就減掉一個(gè)，它的可靠度較佳。
　　6.什么是RAID Level 5?
　　RAID Level 5使用的是Disk Striping(硬盤(pán)分割)技術(shù)，與Level 3的不同之處在于它把奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放到各個(gè)硬盤(pán)里，各個(gè)硬盤(pán)在SCSI控制卡的控制下平行動(dòng)作，有容錯(cuò)能力，跟Level 3一樣，它的使用效率也是安裝幾個(gè)再減掉一個(gè)。
　　7.什么是熱插拔硬盤(pán)？
　　熱插拔硬盤(pán)英文名為Hot－Swappable Disk，在磁盤(pán)陣列中，如果使用支持熱插拔技術(shù)的硬盤(pán)，在有一個(gè)硬盤(pán)壞掉的情況下，服務(wù)器可以不用關(guān)機(jī)，直接抽出壞掉的硬盤(pán)，換上新的硬盤(pán)。一般的商用磁盤(pán)陣列在硬盤(pán)壞掉的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)鳴叫提示管理員更換硬盤(pán)。
RAID磁盤(pán)陣列技術(shù)簡(jiǎn)述
　　在計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，“大容量”硬盤(pán)的價(jià)格還相當(dāng)高，解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性問(wèn)題的主要方法是使用磁帶機(jī)等設(shè)備進(jìn)行備份，這種方法雖然可以保證數(shù)據(jù)的安全，但查閱和備份工作都相當(dāng)繁瑣。1987年， Patterson、Gibson和Katz這三位工程師在加州大學(xué)伯克利分校發(fā)表了題為《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks（廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列方案）》的論文，其基本思想就是將多只容量較小的、相對(duì)廉價(jià)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行有機(jī)組合，使其性能超過(guò)一只昂貴的大硬盤(pán)。這一設(shè)計(jì)思想很快被接受，從此RAID技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)入了更快速、更安全、更廉價(jià)的新時(shí)代。
　　磁盤(pán)陣列對(duì)于個(gè)人電腦用戶，還是比較陌生和神秘的。印象中的磁盤(pán)陣列似乎還停留在這樣的場(chǎng)景中：在寬闊的大廳里，林立的磁盤(pán)柜，數(shù)名表情陰郁、早早謝頂?shù)墓こ處熍腔苍谄渲�，不斷從中抽出一塊塊沉重的硬盤(pán)，再插入一塊塊似乎更加沉重的硬盤(pán)……終于，隨著大容量硬盤(pán)的價(jià)格不斷降低，個(gè)人電腦的性能不斷提升，IDE-RAID作為磁盤(pán)性能改善的最廉價(jià)解決方案，開(kāi)始走入一般用戶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
　　一、RAID技術(shù)規(guī)范簡(jiǎn)介
　　RAID技術(shù)主要包含RAID 0～RAID 7等數(shù)個(gè)規(guī)范，它們的側(cè)重點(diǎn)各不相同，常見(jiàn)的規(guī)范有如下幾種：
　　RAID 0：RAID 0連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫(xiě)于多個(gè)磁盤(pán)上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，但它沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余，因此并不能算是真正的RAID結(jié)構(gòu)。RAID 0只是單純地提高性能，并沒(méi)有為數(shù)據(jù)的可靠性提供保證，而且其中的一個(gè)磁盤(pán)失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，RAID 0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場(chǎng)合。
　　RAID 1：它是通過(guò)磁盤(pán)數(shù)據(jù)鏡像實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對(duì)的獨(dú)立磁盤(pán)上產(chǎn)生互 為備份的數(shù)據(jù)。當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時(shí)，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID 1可以提高讀取性能。RAID 1是磁盤(pán)陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當(dāng)一個(gè)磁盤(pán)失效時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到鏡像磁盤(pán)上讀寫(xiě)，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。
　　RAID 0+1: 也被稱(chēng)為RAID 10標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際是將RAID 0和RAID 1標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合的產(chǎn)物，在連續(xù)地以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)并且并行讀/寫(xiě)多個(gè)磁盤(pán)的同時(shí)，為每一塊磁盤(pán)作磁盤(pán)鏡像進(jìn)行冗余。它的優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)擁有RAID 0的超凡速度和RAID 1的數(shù)據(jù)高可靠性，但是CPU占用率同樣也更高，而且磁盤(pán)的利用率比較低。
　　RAID 2：將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤(pán)上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱(chēng)為“加重平均糾錯(cuò)碼（海明碼）”的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤(pán)存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用。
　　RAID 3：它同RAID 2非常類(lèi)似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤(pán)上，區(qū)別在于RAID 3使用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，并用單塊磁盤(pán)存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤(pán)失效，奇偶盤(pán)及其他數(shù)據(jù)盤(pán)可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶盤(pán)失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID 3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，奇偶盤(pán)會(huì)成為寫(xiě)操作的瓶頸。
　　RAID 4：RAID 4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤(pán)上，但條塊單位為塊或記錄。RAID 4使用一塊磁盤(pán)作為奇偶校驗(yàn)盤(pán)，每次寫(xiě)操作都需要訪問(wèn)奇偶盤(pán)，這時(shí)奇偶校驗(yàn)盤(pán)會(huì)成為寫(xiě)操作的瓶頸，因此RAID 4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。
　　RAID 5：RAID 5不單獨(dú)指定的奇偶盤(pán)，而是在所有磁盤(pán)上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗(yàn)信息。在RAID 5上，讀/寫(xiě)指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID 5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。RAID 3與RAID 5相比，最主要的區(qū)別在于RAID 3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤(pán)；而對(duì)于RAID 5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤(pán)操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID 5中有“寫(xiě)損失”，即每一次寫(xiě)操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫(xiě)操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫(xiě)新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。
　　RAID 6：與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤(pán)同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID 6需要分配給奇偶校驗(yàn)信息更大的磁盤(pán)空間，相對(duì)于RAID 5有更大的“寫(xiě)損失”，因此“寫(xiě)性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實(shí)施方式使得RAID 6很少得到實(shí)際應(yīng)用。
　　RAID 7：這是一種新的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具，可完全獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。RAID 7可以看作是一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)（Storage Computer），它與其他RAID標(biāo)準(zhǔn)有明顯區(qū)別。除了以上的各種標(biāo)準(zhǔn)（如表1），我們可以如RAID 0+1那樣結(jié)合多種RAID規(guī)范來(lái)構(gòu)筑所需的RAID陣列，例如RAID 5+3（RAID 53）就是一種應(yīng)用較為廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過(guò)靈活配置磁盤(pán)陣列來(lái)獲得更加符合其要求的磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)。
　　開(kāi)始時(shí)RAID方案主要針對(duì)SCSI硬盤(pán)系統(tǒng)，系統(tǒng)成本比較昂貴。1993年，HighPoint公司推出了第一款I(lǐng)DE-RAID控制芯片，能夠利用相對(duì)廉價(jià)的IDE硬盤(pán)來(lái)組建RAID系統(tǒng)，從而大大降低了RAID的“門(mén)檻”。從此，個(gè)人用戶也開(kāi)始關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)橛脖P(pán)是現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)中發(fā)展最為“緩慢”和最缺少安全性的設(shè)備，而用戶存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)卻常常遠(yuǎn)超計(jì)算機(jī)的本身價(jià)格。在花費(fèi)相對(duì)較少的情況下，RAID技術(shù)可以使個(gè)人用戶也享受到成倍的磁盤(pán)速度提升和更高的數(shù)據(jù)安全性，現(xiàn)在個(gè)人電腦市場(chǎng)上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司，此外還有一部分來(lái)自AMI公司（如表2）。
　　面向個(gè)人用戶的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1（RAID 10）等RAID規(guī)范的支持，雖然它們?cè)诩夹g(shù)上無(wú)法與商用系統(tǒng)相提并論，但是對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)其提供的速度提升和安全保證已經(jīng)足夠了。隨著硬盤(pán)接口傳輸率的不斷提高，IDE-RAID芯片也不斷地更新?lián)Q代，芯片市場(chǎng)上的主流芯片已經(jīng)全部支持ATA 100標(biāo)準(zhǔn)，而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片，甚至已經(jīng)可以支持ATA 133標(biāo)準(zhǔn)的IDE硬盤(pán)。在主板廠商競(jìng)爭(zhēng)加劇、個(gè)人電腦用戶要求逐漸提高的今天，在主板上板載RAID芯片的廠商已經(jīng)不在少數(shù)，用戶完全可以不用購(gòu)置RAID卡，直接組建自己的磁盤(pán)陣列，感受磁盤(pán)狂飆的速度。
　　二.通過(guò)硬件控制芯片實(shí)現(xiàn)IDE RAID的方法
　　在RAID家族里，RAID 0和RAID 1在個(gè)人電腦上應(yīng)用最廣泛，畢竟愿意使用4塊甚至更多的硬盤(pán)來(lái)構(gòu)筑RAID 0+1或其他硬盤(pán)陣列的個(gè)人用戶少之又少，因此我們?cè)谶@里僅就這兩種RAID方式進(jìn)行講解。我們選擇支持IDE-RAID功能的升技KT7A-R AID主板，一步一步向大家介紹IDE-RAID的安裝。升技KT7A-RAID集成的是HighPoint 370芯片，支持RAID 0、1、0+1。
　　做RAID自然少不了硬盤(pán)，RAID 0和RAID 1對(duì)磁盤(pán)的要求不一樣，RAID 1（Mirror）磁盤(pán)鏡像一般要求兩塊（或多塊）硬盤(pán)容量一致，而RAID 0（Striping）磁盤(pán)一般沒(méi)有這個(gè)要求，當(dāng)然，選用容量相似性能相近甚至完全一樣的硬盤(pán)比較理想。為了方便測(cè)試，我們選用兩塊60GB的希捷酷魚(yú)Ⅳ硬盤(pán)（Barracuda ATA Ⅳ、編號(hào)ST360021A）。系統(tǒng)選用Duron 750MHz的CPU，2×128MB樵風(fēng)金條SDRAM，耕升GeForce2 Pro顯卡，應(yīng)該說(shuō)是比較普通的配置，我們也希望借此了解構(gòu)建RAID所需的系統(tǒng)要求�！�1.RAID 0的創(chuàng)建
　　第一步
　　首先要備份好硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)。很多用戶都沒(méi)有重視備份這一工作，特別是一些比較粗心的個(gè)人用戶。創(chuàng)建RAID對(duì)數(shù)據(jù)而言是一項(xiàng)比較危險(xiǎn)的操作，稍不留神就有可能毀掉整塊硬盤(pán)的數(shù)據(jù)，我們首先介紹的RAID 0更是這種情況，在創(chuàng)建RAID 0時(shí)，所有陣列中磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)都將被抹去，包括硬盤(pán)分區(qū)表在內(nèi)。因此要先準(zhǔn)備好一張帶Fdisk與format命令的Windows 98啟動(dòng)盤(pán)，這也是這一步要注意的重要事項(xiàng)。
　　第二步
　　將兩塊硬盤(pán)的跳線設(shè)置為Master，分別接上升技KT7A-RAID的IDE3、IDE4口（它們由主板上的HighPoint370芯片控制）。由于RAID 0會(huì)重建兩塊硬盤(pán)的分區(qū)表，我們就無(wú)需考慮硬盤(pán)連接的順序（下文中我們會(huì)看到在創(chuàng)建RAID 1時(shí)這個(gè)順序很重要）。
　　第三步
　　對(duì)BIOS進(jìn)行設(shè)置，打開(kāi)ATA RAID CONTROLLER。我們?cè)谏�技KT7A-RAID主板的BIOS中進(jìn)入INTEGRATED PERIPHERALS選項(xiàng)并開(kāi)啟ATA100 RAID IDE CONTROLLER。升技建議將開(kāi)機(jī)順序全部改為ATA 100 RAID，實(shí)際我們發(fā)現(xiàn)這在系統(tǒng)安裝過(guò)程中并不可行，難道沒(méi)有分區(qū)的硬盤(pán)可以啟動(dòng)嗎？因此我們?nèi)匀辉O(shè)置軟驅(qū)作為首選項(xiàng)。
　　第四步
　　接下來(lái)的設(shè)置步驟是創(chuàng)建RAID 0的核心內(nèi)容，我們以圖解方式向大家詳細(xì)介紹：
　　1.系統(tǒng)BIOS設(shè)置完成以后重啟電腦，開(kāi)機(jī)檢測(cè)時(shí)將不會(huì)再報(bào)告發(fā)現(xiàn)硬盤(pán)。
　　2.磁盤(pán)的管理將由HighPoint 370芯片接管。
　　3.下面是非常關(guān)鍵的HighPoint 370 BIOS設(shè)置，在HighPoint 370磁盤(pán)掃描界面同時(shí)按下“Ctrl”和“H”。
　　4.進(jìn)入HighPoint 370 BIOS設(shè)置界面后第一個(gè)要做的工作就是選擇“Create RAID”創(chuàng)建RAID。
　　5.在“Array Mode（陣列模式）”中進(jìn)行RAID模式選擇，這里能夠看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和Span的選項(xiàng)，在此我們選擇了RAID 0項(xiàng)。
　　6.RAID模式選擇完成會(huì)自動(dòng)退出到上一級(jí)菜單進(jìn)行“Disk Drives（磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）”選擇，一般來(lái)說(shuō)直接回車(chē)就行了。
　　7.下一項(xiàng)設(shè)置是條帶單位大小，缺省值為64kB，沒(méi)有特殊要求可以不予理睬。8.接著是“Start Create（開(kāi)始創(chuàng)建）”的選項(xiàng)，在你按下“Y”之前，請(qǐng)認(rèn)真想想是否還有重要的數(shù)據(jù)留在硬盤(pán)上，這是你最后的機(jī)會(huì)！一旦開(kāi)始創(chuàng)建RAID，硬盤(pán)上的所有數(shù)據(jù)都會(huì)被清除。
　　9.創(chuàng)建完成以后是指定BOOT啟動(dòng)盤(pán)，任選一個(gè)吧。
　　按“Esc”鍵退出，當(dāng)然少不了按下“Y”來(lái)確認(rèn)一下。
　　HighPoint 370 BIOS沒(méi)有提供類(lèi)似“Exit Without Save”的功能，修改設(shè)置后是不可逆轉(zhuǎn)的
　　磁盤(pán)陣列優(yōu)點(diǎn)：
　　磁盤(pán)陣列有許多優(yōu)點(diǎn)：首先，提高了存儲(chǔ)容量；其次，多臺(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可并行工作，提高了數(shù)據(jù)傳輸率；...RAID技術(shù)確實(shí)提供了比通常的磁盤(pán)存儲(chǔ)更高的性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)可用性，尤其是在當(dāng)今面臨的I/O總是滯后于CPU性能的瓶頸問(wèn)題越來(lái)越突出的情況下，RAID解決方案能夠有效地彌補(bǔ)這個(gè)缺口。
如何組建RAID
　　作為存儲(chǔ)設(shè)備中的一員，硬盤(pán)起著極其重要的作用，我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是通過(guò)硬盤(pán)來(lái)存儲(chǔ)。今天我們將深入了解硬盤(pán)的內(nèi)部世界，并掌握雙硬盤(pán)以及RAID磁盤(pán)列陣的安裝方法。
　　解讀硬盤(pán)
　　盡管在外部結(jié)構(gòu)方面，各種硬盤(pán)之間有著一定的區(qū)別，但是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是大同小異的，畢竟硬盤(pán)的本質(zhì)工作方式不會(huì)改變。打開(kāi)硬盤(pán)外殼之后，我們也就能夠看到神秘的內(nèi)部世界，其核心部分包括盤(pán)體、主軸電機(jī)、讀寫(xiě)磁頭、尋道電機(jī)等主要部件。不過(guò)需要提醒大家的是，千萬(wàn)不要隨意打開(kāi)硬盤(pán)的外殼，這將100％使整個(gè)硬盤(pán)報(bào)廢，因?yàn)橛脖P(pán)的內(nèi)部盤(pán)面不能沾染上一�；覊m，否則必定報(bào)廢。一般硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)維修需要在要求極為嚴(yán)格的無(wú)塵實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
　　1．盤(pán)體
　　盤(pán)體從物理上分為盤(pán)片、磁面（Side）、磁道（Track）、柱面（Cylinder）與扇區(qū)（Sector）等4個(gè)部分。磁面也就是組成盤(pán)體各盤(pán)片的上下兩個(gè)盤(pán)面，第一個(gè)盤(pán)片的第一面為0磁面，下一個(gè)為1磁面；第二個(gè)盤(pán)片的第一面為2磁面，依此類(lèi)推……。磁道也就是在格式化磁盤(pán)時(shí)盤(pán)片上被劃分出來(lái)的許多同心圓。最外層的磁道為0道，號(hào)數(shù)向著磁面中心遞增。事實(shí)上，硬盤(pán)的盤(pán)體結(jié)構(gòu)與大家熟悉的軟盤(pán)非常類(lèi)似。只不過(guò)其盤(pán)片是由多個(gè)重疊在一起并由墊圈隔開(kāi)的盤(pán)片組成，而且盤(pán)片采用金屬圓片（IBM曾經(jīng)采用玻璃作為材料），表面極為平整光滑，并涂有磁性物質(zhì)。
　　2．讀寫(xiě)磁頭組件
　　讀寫(xiě)磁頭組件由讀寫(xiě)磁頭、傳動(dòng)臂、傳動(dòng)軸三部分組成。在工作時(shí)，磁頭通過(guò)傳動(dòng)臂和傳動(dòng)軸以指定半徑掃描盤(pán)片，以此來(lái)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。磁頭是集成工藝制成的多個(gè)磁頭的組合，采用非接觸式結(jié)構(gòu)。硬盤(pán)加電后，讀寫(xiě)磁頭在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)表面相對(duì)飛行，磁頭距離磁盤(pán)表面的間隙只有0.1～0.3μm。新型MR（Magnetoresistive heads）磁阻磁頭采用讀寫(xiě)分離的磁頭結(jié)構(gòu)，寫(xiě)操作時(shí)使用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭，讀操作則采用MR磁頭。
　　3．磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
　　對(duì)于硬盤(pán)而言，磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就好比是一個(gè)指揮官，它控制磁頭的讀寫(xiě)，直接向傳動(dòng)臂與傳動(dòng)軸傳送指令。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由音圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動(dòng)小車(chē)和防震動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)磁頭進(jìn)行正確的驅(qū)動(dòng)，在很短的時(shí)間內(nèi)精確定位到系統(tǒng)指令指定的磁道上，保證數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的可靠性。一般而言，磁頭機(jī)構(gòu)的電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)和音圈電機(jī)三種，現(xiàn)在硬盤(pán)多采用音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)。音圈是中間插有與磁頭相連的磁棒的線圈，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，磁棒就會(huì)發(fā)生位移，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)裝載磁頭的小車(chē)，并根據(jù)控制器在盤(pán)面上磁頭位置的信息編碼來(lái)得到磁頭移動(dòng)的距離，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。
　　4．主軸組件
　　硬盤(pán)的主軸組件主要是軸承和馬達(dá)，我們可以籠統(tǒng)地認(rèn)為軸承決定一款硬盤(pán)的噪音表現(xiàn)，而馬達(dá)決定性能。當(dāng)然，這樣說(shuō)并不完全，但是基本上表達(dá)了這兩個(gè)部件在硬盤(pán)中的重要地位。從滾珠軸承到油浸軸承再到液態(tài)軸承，硬盤(pán)軸承處于不斷的改良當(dāng)中，目前液態(tài)軸承已經(jīng)成為絕對(duì)的主流產(chǎn)品，金屬之間不直接摩擦，這樣一來(lái)除了延長(zhǎng)主軸電機(jī)的壽命、減少發(fā)熱之外，最重要一點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了硬盤(pán)噪聲控制的突破。不過(guò)需要指出的是，采用液態(tài)軸承對(duì)于性能并沒(méi)有任何好處，甚至反而會(huì)延長(zhǎng)尋道時(shí)間。對(duì)于PC設(shè)備而言，似乎噪音與性能是一對(duì)永遠(yuǎn)難以平衡的矛盾。
　　雙硬盤(pán)的安裝
　　隨著寬帶網(wǎng)以及多媒體技術(shù)的普及，我們對(duì)于硬盤(pán)的容量需求越來(lái)越大。在各種大型軟件、視頻動(dòng)畫(huà)、3D游戲的誘惑下，很多用戶都在考慮添加一塊硬盤(pán)。事實(shí)上，安裝雙硬盤(pán)并不是一件麻煩的事情，即便你沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)，也可以在我們的幫助下輕松搞定。
　　目前的主流主板至少提供了一個(gè)IDE接口，而每個(gè)IDE接口能夠安裝兩塊IDE硬盤(pán)。在安裝雙硬盤(pán)之前我們首先要做的就是對(duì)硬盤(pán)的跳線進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)榇藭r(shí)必須設(shè)定主從模式。一般而言，硬盤(pán)的主從跳線的位置在硬盤(pán)末端數(shù)據(jù)線接口和電源線接口的中間，由3～4組插針和1～2個(gè)跳線帽組成的。硬盤(pán)跳線的設(shè)定模式一般有三種，主（MASTER）、從（SLAVE）和自動(dòng)選擇（CABLE SELECT），建議大家都全設(shè)置為CABLE SELECT。
　　在安裝硬盤(pán)之前，首先我們?cè)趦善�硬盤(pán)中選擇出性能好一些的硬盤(pán)來(lái)作為系統(tǒng)引導(dǎo)硬盤(pán)，將它連接在80pin數(shù)據(jù)線的末端，然后將另一塊硬盤(pán)連接在數(shù)據(jù)線的中間。如果兩個(gè)硬盤(pán)都支持ATA100/133，建議直接將雙IDE硬盤(pán)連接在一個(gè)IDE通道，避免與ATA33的光驅(qū)共用通道。而如果其中一個(gè)老硬盤(pán)只能支持ATA66/33，那么建議將它與光驅(qū)安裝在一個(gè)IDE通道。
　　SATA與IDE硬盤(pán)和睦相處
　　SATA與IDE硬盤(pán)采用完全不同的接口，因此要和睦相處并不困難。連接好數(shù)據(jù)線與電源接口之后，大家只要在BIOS中指定哪個(gè)硬盤(pán)作為啟動(dòng)盤(pán)即可。此時(shí)BIOS中SATA通道完全不與IDE通道共用，一般直接通過(guò)一個(gè)選項(xiàng)來(lái)決定將哪個(gè)硬盤(pán)作為啟動(dòng)盤(pán)。而如果使用PCI接口的SCSI卡安裝SATA硬盤(pán)，這需要在BIOS中將第一啟動(dòng)設(shè)備指定為SCSI，這樣其優(yōu)先權(quán)就會(huì)高于IDE硬盤(pán)。需要注意的是，不同品牌的主板肯定在設(shè)置上有所區(qū)別，但是大致方法如此，大家可以舉一反三。
　　解決盤(pán)符交錯(cuò)問(wèn)題
　　安裝雙硬盤(pán)就不能不說(shuō)盤(pán)符交錯(cuò)問(wèn)題。什么是“盤(pán)符交錯(cuò)”呢？舉個(gè)例子吧。假設(shè)你的第一硬盤(pán)原來(lái)有C、D、E三個(gè)分區(qū)，分別標(biāo)記為C1、D1、E1，第二硬盤(pán)有C、D兩個(gè)分區(qū)，分別標(biāo)記為C2、D2。一般情況下，安裝雙硬盤(pán)后，硬盤(pán)分區(qū)的順序?qū)�為C-C1，D-C2，E-D1，F(xiàn)-E1，G-D2。原來(lái)第一硬盤(pán)的D、E分區(qū)變成了E、F盤(pán)，在C、E盤(pán)之間嵌入了第二硬盤(pán)的C分區(qū)，這就是“盤(pán)符交錯(cuò)”�！氨P(pán)符交錯(cuò)”會(huì)引起安裝雙硬盤(pán)以前原有的軟件因路徑錯(cuò)誤而無(wú)法正常工作。
　　此時(shí)我們可以采取以下兩個(gè)措施來(lái)避免“盤(pán)符交錯(cuò)”：
　　方案一：
　　如果兩塊硬盤(pán)上都有主引導(dǎo)分區(qū)，可在BIOS中只設(shè)置第一硬盤(pán)，而將第二硬盤(pán)設(shè)為None，這樣在Windows或Linux系統(tǒng)中就會(huì)按IDE接口的先后順序依次分配盤(pán)符，從而避免“盤(pán)符交錯(cuò)”，而且也不會(huì)破壞硬盤(pán)數(shù)據(jù)。這樣做還有另外的好處，如果在兩塊硬盤(pán)的主引導(dǎo)分區(qū)分別裝有不同的操作系統(tǒng)，可以通過(guò)改變CMOS設(shè)置激活其中的一個(gè)硬盤(pán)，屏蔽另一個(gè)硬盤(pán)，從而啟動(dòng)不同的操作系統(tǒng)。缺點(diǎn)是在純DOS系統(tǒng)下無(wú)法看到被BIOS屏蔽的硬盤(pán)。不過(guò)現(xiàn)在NTFS分區(qū)時(shí)代已經(jīng)與DOS徹底決裂，因此這一缺陷幾乎可以被忽略。
　　方案二：
　　只在第一硬盤(pán)上建立主分區(qū)（當(dāng)然還可以有其它邏輯分區(qū)），而將第二硬盤(pán)全部劃分為擴(kuò)展分區(qū)，然后再在擴(kuò)展分區(qū)中劃分邏輯分區(qū)，就可以徹底避免“盤(pán)符交錯(cuò)”了。當(dāng)然，對(duì)第二硬盤(pán)分區(qū)前，要備份好你的數(shù)據(jù)。Windows 2000/XP/2003操作系統(tǒng)自帶了磁盤(pán)管理器，點(diǎn)擊“開(kāi)始”→“設(shè)置”→“控制面板”→“管理工具”→“計(jì)算機(jī)管理”，切換到“磁盤(pán)管理”，此時(shí)就可以對(duì)每個(gè)分區(qū)分配盤(pán)符。由于第二塊硬盤(pán)已經(jīng)不全在主分區(qū)，此時(shí)調(diào)配時(shí)沒(méi)有任何限制。
　　實(shí)戰(zhàn)RAID 0
　　硬盤(pán)的速度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的效率，有時(shí)甚至比CPU和內(nèi)存更為顯著。為此，將雙硬盤(pán)并行工作的RAID 0磁盤(pán)列陣開(kāi)始流行起來(lái)，RAID 0磁盤(pán)列陣在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)將向兩塊硬盤(pán)同時(shí)操作，這項(xiàng)技術(shù)能夠在不損失硬盤(pán)總?cè)萘康那疤嵯麓蠓�度提高磁盤(pán)性能。
　　在此次IDE硬盤(pán)的RAID 0實(shí)戰(zhàn)中，我們采用Tekram DC200芯片為例向大家介紹。盡管它與常見(jiàn)的Promise和HighPiont芯片不同，但是使用方法還是基本一致，而SATA RAID的使用方法也幾乎完全一樣。其實(shí)使用RAID 0的關(guān)鍵是掌握RAID控制卡BIOS的設(shè)置，當(dāng)我們把RAID控制卡安裝好并接上兩個(gè)硬盤(pán)時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)如下的畫(huà)面。
　　在MENU菜單中選擇“1. SET RAID CONFIGURATION”，按回車(chē)鍵，此時(shí)我們就可以進(jìn)入“SET RAID CONFIGURATION”界面。RAID控制卡將使用一段時(shí)間來(lái)識(shí)別硬盤(pán)，稍候我們把光標(biāo)移動(dòng)到硬盤(pán)，再按空格鍵來(lái)進(jìn)行選擇，按回車(chē)鍵確認(rèn)選擇，這時(shí)將彈出一個(gè)新的窗口顯示可供選擇的RAID的模式。共有4 種模式：JBOD（不適用RAID）、RAID 0、RAID 1、RAID 0+1。
　　毫無(wú)疑問(wèn)，我們當(dāng)然是選擇“RAID 0”。然后大家可以通過(guò)STATUS（狀態(tài)）菜單查看此模式是否被真正激活。至此，我們的RAID 0硬件安裝就結(jié)束了，大家可以接著分區(qū)并安裝操作系統(tǒng)操作了。值得注意的是，由于Windows并不能識(shí)別RAID控制芯片，因此它把RAID控制器識(shí)別為普通的SCSI控制卡。強(qiáng)烈建達(dá)大家在安裝完Windows之后為RAID控制器裝上正確的驅(qū)動(dòng)程序，這不僅能夠提高RAID系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還可以大幅度提高性能。此外，不少RAID控制卡還帶有功能豐富的軟件，可以幫助用戶在Windows下查看RAID工作狀態(tài)。

• 通信詞典解釋