家用PC机RAID 图解！

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:22:11

昨天，与DTTS一起发了一篇有关于服务器做RAID的帖子，有很多熊友打电话给我说，搞不明白希望能有家用PC的说明，基于此我连夜赶出来给大家共享！
   在家用市场上，我们一般只能看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1以及RAID 1.5这几种磁盘阵列方式，首先在左RAID之前我们先要了解一下这几种RAID的具体区别
   RAID 0:
RAID 0使用一种称为“条带”（striping）的技术把数据分布到各个磁盘上。在那里每个“条带”被分散到连续“块”（block）上,数据被分成从512字节到数兆字节的若干块后，再交替写到磁盘中。第1块被写到磁盘1中，第2块被写到磁盘2中，如此类推。当系统到达阵列中的最后一个磁盘时，就写到磁盘1的下一分段，如此下去，分割数据可以将I／O负载平均分配到所有的驱动器中。由于驱动器可以同时写或读，使得性能显著提高。但是，它却没有数据保护能力。如果一个磁盘出现故障，那么数据就会全盘丢失。因此，RAID 0不适用于关键任务环境，但是，它却非常适合于视频、图象的制作和编辑。
RAID 1:
RAID 1也被称为镜象，因为一个磁盘上的数据被完全复制到另一个磁盘上。如果一个磁盘的数据发生错误，或者硬盘出现了坏道，那么另一个硬盘可以补救回磁盘故障而造成的数据损失和系统中断。另外，RAID 1还可以实现双工——即可以复制整个控制器，这样在磁盘故障或控制器故障发生时，您的数据都可以得到保护。镜象和双工的缺点是需要多出一倍数量的驱动器来复制数据，但系统的读写性能并不会由此而提高，这可能是一笔不小的开支。RAID l可以由软件或硬件方式实现。
RAID 2:
RAID 2是为大型机和超级计算机开发的带海明码校验磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第1个、第2个、第4个……第2的n次幂个磁盘驱动器是专门的校验盘，用于校验和纠错。如下图：七个磁盘驱动器组建的RAID 2，第1、2、4个磁盘驱动器（红色）是纠错盘，其余的（紫色）用于存放数据。RAID 2对大数据量的读写具有极高的性能，但少量数据的读写时性能反而不好，所以RAID 2实际使用较少。
由于RAID 2的特殊性，只要我们使用的磁盘驱动器越多，校验盘在其中占的百分比越少。如果希望达到比较理想的速度和较好的磁盘利用率，那最好可以增加保存校验码ECC码的硬盘，但是这就要付出更多硬盘的购买成本，来确保数据冗余。对于控制器的设计来说，它比下面所说的RAID 3，4或5要简单。
RAID 3:
RAID 3，即带有专用奇偶位（parity）的条带。每个条带片上都有相当于一“块”那么大的空间用来存储冗余信息，即奇偶位。奇偶位是编码信息，如果某个磁盘的数据有误，或者磁盘发生故障，就可以用它来恢复数据。在数据密集型环境或单一用户环境中，组建RAID 3对访问较长的连续记录有利，不过同RAID 2一样，访问较短记录时，性能会有所下降。
RAID 4:
RAID 4是带奇偶校验码的独立磁盘结构。它和RAID 3很相似，不同的是RAID 4对数据的访问是按数据块进行的。RAID 3是一次一横条，而RAID 4一次一竖条。所以RAID 3常须访问阵列中所有的硬盘驱动器，而RAID 4只须访问有用的硬盘驱动器。这样读数据的速度大大提高了，但在写数据方面，需将从数据硬盘驱动器和校验硬盘驱动器中恢复出的旧数据与新数据校验，然后再将更新后的数据和检验位写入硬盘驱动器，所以处理时间较RAID 3长。
RAID 5:
RAID 5也被叫做带分布式奇偶位的条带。每个条带上都有相当于一个“块”那么大的地方被用来存放奇偶位。与RAID 3不同的是，RAID 5把奇偶位信息也分布在所有的磁盘上，而并非一个磁盘上，大大减轻了奇偶校验盘的负担。尽管有一些容量上的损失，RAID 5却能提供较为完美的整体性能，因而也是被广泛应用的一种磁盘阵列方案。它适合于输入/输出密集、高读/写比率的应用程序，如事务处理等。
为了具有RAID 5级的冗余度，我们需要至少三个磁盘组成的磁盘阵列。RAID 5可以通过磁盘阵列控制器硬件实现，也可以通过某些网络操作系统软件实现。
RAID 6:
RAID 6是带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构。它使用了分配在不同的磁盘上的第二种奇偶校验来实现增强型的RAID 5。它能承受多个驱动器同时出现故障，但是，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了系统的负载较重，大大降低整体磁盘性能，而且，系统需要一个极为复杂的控制器。当然，由于引入了第二种奇偶校验值，我们所以需要的是N+2个磁盘。
RAID 7:
RAID 7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存储计算机操作系统（Storage Computer Operating System）是一套实时事件驱动操作系统，主要用来进行系统初始化和安排RAID 7磁盘阵列的所有数据传输，并把它们转换到相应的物理存储驱动器上。通过Storage Computer Operating System来设定和控制读写速度，可使主机I/O传递性能达到最佳。如果一个磁盘出现故障，还可自动执行恢复操作，并可管理备份磁盘的重建过程。

　RAID 7采用的是非同步访问方式，极大地减轻了数据写瓶颈，提高了I/O速度。（所谓非同步访问，即RAID 7的每个I/O接口都有一条专用的高速通道，作为数据或控制信息的流通路径，因此可独立地控制自身系统中每个磁盘的数据存取。）如果RAID 7有N个磁盘，那么除去一个校验盘（用作冗余计算）外，可同时处理N－1个主机系统随机发出的读/写指令，从而显著地改善了I/O应用。RAID 7系统内置实时操作系统还可自动对主机发送过来的读/写指令进行优化处理，以智能化方式将可能被读取的数据预先读入快速缓存中，从而大大减少了磁头的转动次数，提高了I/O速度。RAID 7可帮助用户有效地管理日益庞大的数据存储系统，并使系统的运行效率提高至少一倍以上,满足了各类用户的不同需求。
RAID 10（RAID 0+1）:
RAID 10，也被称为镜象阵列条带，现在我们一般称它为RAID 0+1。RAID 10（RAID 0+1）提供100%的数据冗余，支持更大的卷尺寸。组建RAID 10（RAID 0+1）需要4个磁盘，其中两个为条带数据分布，提供了RAID 0的读写性能，而另外两个则为前面两个硬盘的镜像，保证了数据的完整备份。
RAID 30:
RAID 30也被称为专用奇偶位阵列条带。它具有RAID 0和RAID 3的特性，由两组RAID 3的磁盘（每组3个磁盘）组成阵列，使用专用奇偶位，而这两种磁盘再组成一个RAID 0的阵列，实现跨磁盘抽取数据。RAID 30提供容错能力，并支持更大的卷尺寸。象RAID 10一样，RAID 30也提供高可靠性，因为即使有两个物理磁盘驱动器失效（每个阵列中一个），数据仍然可用。

RAID 30最小要求有6个驱动器，它最适合非交互的应用程序，如视频流、图形和图象处理等。这些应用程序顺序处理大型文件，而且要求高可用性和高速度。
RAID 50:
　　RAID 50被称为分布奇偶位阵列条带。同RAID 30相仿的，它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由两组RAID 5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID 0，实验跨磁盘抽取数据。RAID 50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能，并支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一个），数据也可以顺利恢复过来。
RAID 50最少需要6个驱动器，它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。
RAID 53:
RAID 53称为高效数据传送磁盘结构。结构的实施同Level 0数据条阵列，其中，每一段都是一个RAID 3阵列。它的冗余与容错能力同RAID 3。这对需要具有高数据传输率的RAID 3配置的系统有益，但是它价格昂贵、效率偏低。
RAID 1.5:
RAID 1.5是一个新生的磁盘阵列方式，它具有RAID 0+1的特性，而不同的是，它的实现只需要2个硬盘。从表面上来看，组建RAID 1.5后的磁盘，两个都具有相同的数据。当然，RAID 1.5也是一种不能完全利用磁盘空间的磁盘阵列模式，因此，两个80GB的硬盘在组建RAID 1.5后，和RAID 1是一样的，即只有80GB的实际使用空间，另外80GB是它的备份数据。如果把两个硬盘分开，分别把他们运行在原系统，也是畅通无阻的。但通过实际应用，我们发现如果两个硬盘在分开运行后，其数据的轻微改变都会引起再次重组后的磁盘阵列，没法实现完全的数据恢复，而是以数据较少的磁盘为准。
      RAID 0、RAID 1、RAID 0+1以及RAID 1.5的比较如下：
      RAID级别                   RAID 0                         RAID 1       RAID 0＋1          RAID 1.5
      名称                            条带                         镜像          条带+镜像       条带+镜像
      允许故障                      否                            是                是                         是
      冗余类型                      无                            副本             副本                         副本
      热备用操作                不可                         可以             可以                      可以
         硬盘数量                   1个以上                   2个             4个                         2个
         可用容量                   最大                         最小          中间                         中间
         减少容量                      无                            50%          2个磁盘             1个磁盘
         读性能    高(盘的数量决定)                      中间             中间                            高
         随机写性能             最高                            中间             中间                         高
         连续写性能             最高                               中间             中间                         高
         典型应用    无故障的迅速读写    允许故障的小文    允许故障的小文    允许故障的小文
                                                                  件、随机数据写入件、连续数据传输件、随机数据传输

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:28:07

现在以Intel ICH7R SATA RAID(阵列)为例列图。
SiliconImage 芯片组RAID制作方法！
http://www.sd001.net/bbs/thread-456906-1-1.html
VIA RAID 制作方法！
http://www.sd001.net/bbs/thread-456878-1-1.html
如何进入界面这里就不作解释了。单刀直入。大家都喜欢RAID5 我就以RAID 5为例了！当然其他的都差不多，不同就是在选择RAID 格式的那一栏不同，在4楼，有标注！
1 . 创建，删除和重置RAID卷：

Serial ATA RAID卷可在Intel RAID Option ROM的RAID Configuration Utility中进行设置。在加电自检（P O S T ）期间，将会出现以下信息

[ 本帖最后由耗子不吃猫于 2006-6-21 00:11 编辑 ]

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:31:10

显示了以上信息后，同时按<Ctrl>+<I>以进入RAID Configuration Utility

将出现如下的屏幕：

[ 本帖最后由耗子不吃猫于 2006-6-19 01:59 编辑 ]

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:34:24

1) 创建RAID卷：
1. 选择选项1“Create RAID Volume”，并按<Enter>键。将出现如下屏幕。然后在Name区域，指定一个RAID卷名称，并按<TAB>或<Enter>键以进入下个区域。
2. 在RAID Level区域中，使用方向键选择您所要的择RAID的级别。

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:35:38

3. 在Disk区域中，按<Enter>键会出现以下屏幕。使用<Space>键选择您要创建的RAID卷，然后按<Enter>键以完成此项选择。

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:37:14

4. 通过使用向上或向下的箭头，为RAID阵列选择串列可选值，并按< E n t e r > 键以确定并进入下个区域。可选值的范围从4KB到128 KB，成倍增加。串列值的选择是基于驱动使用方法。这里有些建议选项：
RAID0-128KB
RAID10-128KB
RAID5-64KB

5. 然后，在C a p a c i t y 区域中选择卷的容量。此项的默认值是该被选中的磁盘的最大容量。

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:38:42

注意：由于您要创建2个卷（Intel Matrix RAID技术），缺省的容量（最大）将会被减少。请为第一个卷键入新的容量。例如：若您要第一个卷来连接这两个硬盘的每个的前一半，请重新输入默认显示值的一半。第二个卷，创建时会自动连接两个硬盘的剩余部分。

6. 随后出现以下屏幕，让您确认是否要创建RAID卷。按<Y>以继续。

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:39:45

7. 出现如下的屏幕，提示您创建步骤已经完成。

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:41:11

(2) 删除RAID卷

在此可删除RAID卷，但是RAID驱动上的数据都将丢失。若系统正在启动到RAID，您在RAID Option ROM删除RAID卷，系统将无法启动。

从主菜单中选择选项2 Delete RAID Volume，并按f<Enter>键以选择您要删除的RAID卷。然后按<Delete>键以删除被选中的RAID卷。将出现如下屏幕：

耗子不吃猫 · 发表于 2006-6-19 01:42:25

按<Y>键以确认卷的删除。

(3) 重置磁盘到Non-RAID

选择选项3 Reset Disks to Non-RAID，并按<Enter>键以从驱动上删除RAID卷、移除RAID结构。将出现如下屏幕：

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