各種RAID的工作原理

各種RAID的工作原理各種RAID的工作原理/NUMPAGES24各種RAID的工作原理各種RAID的工作原理各種RAID的工作原理RAID是通過磁盤陣列與數(shù)據(jù)條塊化方法相結(jié)合，以提高數(shù)據(jù)可用率的一種結(jié)構(gòu)。IBM早于1970年就開始研究此項技術(shù)。RAID可分為RAID級別1到RAID級別6,通常稱為：RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6。每一個RAID級別都有自己的強(qiáng)項和弱項。"奇偶校驗"定義為用戶數(shù)據(jù)的冗余信息,當(dāng)硬盤失效時，可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

RAID0：RAID0并不是真正的RAID結(jié)構(gòu)，沒有數(shù)據(jù)冗余。RAID0連續(xù)地分割數(shù)據(jù)并并行地讀/寫于多個磁盤上。因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率。但RAID0在提高性能的同時，并沒有提供數(shù)據(jù)可靠性,如果一個磁盤失效，將影響整個數(shù)據(jù)。因此RAID0不可應(yīng)用于需要數(shù)據(jù)高可用性的關(guān)鍵應(yīng)用。

RAID1：RAID1通過數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在兩對分離的磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)。RAID1可以提高讀的性能,當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)。RAID1是磁盤陣列中費用最高的,但提供了最高的數(shù)據(jù)可用率。當(dāng)一個磁盤失效，系統(tǒng)可以自動地交換到鏡像磁盤上,而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。

RAID2：從概念上講,RAID2同RAID3類似,兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上,條塊單位為位或字節(jié)。然而RAID2使用稱為"加重平均糾錯碼"的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個磁盤存放檢查及恢復(fù)信息,使得RAID2技術(shù)實施更復(fù)雜。因此,在商業(yè)環(huán)境中很少使用.

RAID3：不同于RAID2,RAID3使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效,奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)。如果奇偶盤失效,則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率,但對于隨機(jī)數(shù)據(jù),奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。

RAID4：同RAID2,RAID3一樣,RAID4,RAID5也同樣將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上,但條塊單位為塊或記錄。RAID4使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤,每次寫操作都需要訪問奇偶盤,成為寫操作的瓶頸.在商業(yè)應(yīng)用中很少使用。

RAID5：RAID5沒有單獨指定的奇偶盤,而是交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗信息于所有磁盤上。在RAID5上,讀/寫指針可同時對陣列設(shè)備進(jìn)行操作,提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊,隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù).RAID3與RAID5相比,重要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID5來說,大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作,可進(jìn)行并行操作。在RAID5中有"寫損失",即每一次寫操作,將產(chǎn)生四個實際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息,兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。

RAID6：RAID6與RAID5相比,增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法,數(shù)據(jù)的可靠性非常高。即使兩塊磁盤同時失效,也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間,相對于RAID5有更大的"寫損失"。RAID6的寫性能非常差,較差的性能和復(fù)雜的實施使得RAID6很少使用。在計算機(jī)發(fā)展的初期，“大容量”硬盤的價格還相當(dāng)高，解決數(shù)據(jù)存儲安全性問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《ACaseofRedundantArrayofInexpensiveDisks（廉價磁盤冗余陣列方案）》的論文，其基本思想就是將多只容量較小的、相對廉價的硬盤驅(qū)動器進(jìn)行有機(jī)組合，使其性能超過一只昂貴的大硬盤。這一設(shè)計思想很快被接受，從此RAID技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲進(jìn)入了更快速、更安全、更廉價的新時代。

磁盤陣列對于個人電腦用戶，還是比較陌生和神秘的。印象中的磁盤陣列似乎還停留在這樣的場景中：在寬闊的大廳里，林立的磁盤柜，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，再插入一塊塊似乎更加沉重的硬盤……終于，隨著大容量硬盤的價格不斷降低，個人電腦的

性能不斷提升，IDE-RAID作為磁盤性能改善的最廉價解決方案，開始走入一般用戶的計算機(jī)系統(tǒng)。本期的

重頭戲便是“一步一步教你用RAID”。

一、RAID技術(shù)規(guī)范簡介

RAID技術(shù)主要包含RAID0～RAID7等數(shù)個規(guī)范，它們的側(cè)重點各不相同，常見的規(guī)范有如下幾種：

RAID0：RAID0連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫于多個磁盤上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳

輸率，但它沒有數(shù)據(jù)冗余，因此并不能算是真正的RAID結(jié)構(gòu)。RAID0只是單純地提高性能，并沒有為數(shù)據(jù)

的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，RAID0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要

求高的場合。

RAID1：它是通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對的獨立磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)。當(dāng)原始數(shù)

據(jù)繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID1可以提高讀取性能。RAID1是磁盤陣列中單位成本

最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當(dāng)一個磁盤失效時，系統(tǒng)可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。

RAID0+1:也被稱為RAID10標(biāo)準(zhǔn)，實際是將RAID0和RAID1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/寫多個磁盤的同時，為每一塊磁盤作磁盤鏡像進(jìn)行冗余。它的優(yōu)點是同時擁

有RAID0的超凡速度和RAID1的數(shù)據(jù)高可靠性，但是CPU占用率同樣也更高，而且磁盤的利用率比較低。

RAID2：將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱為“加重平均糾錯碼

（海明碼）”的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得

RAID2技術(shù)實施更復(fù)雜，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用。

RAID3：它同RAID2非常類似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上，區(qū)別在于RAID3使用簡單的

奇偶校驗，并用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)

；如果奇偶盤失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對于隨機(jī)數(shù)據(jù)

來說，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。

RAID4：RAID4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。RAID4使用一

塊磁盤作為奇偶校驗盤，每次寫操作都需要訪問奇偶盤，這時奇偶校驗盤會成為寫操作的瓶頸，因此RAID4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。

RAID5：RAID5不單獨指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗信息。在RAID5上，讀/寫指針可同時對陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù)。RAID3與RAID5相比，最主要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對于RAID5來說，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產(chǎn)生四個實際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。

RAID6：與RAID5相比，RAID6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID6需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實施方式使得RAID6很少得到實際應(yīng)用。

RAID7：這是一種新的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實時操作系統(tǒng)和用于存儲管理的軟件工具，可完全獨立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。RAID7可以看作是一種存儲計算機(jī)（StorageComputer），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RAID0+1那樣結(jié)合多種RAID規(guī)范來構(gòu)筑所需的RAID陣列，例如RAID5+3（RAID53）就是一種應(yīng)用較為廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過靈活配置磁盤陣列來

獲得更加符合其要求的磁盤存儲系統(tǒng)。

開始時RAID方案主要針對SCSI硬盤系統(tǒng)，系統(tǒng)成本比較昂貴。1993年，HighPoint公司推出了第一款

IDE-RAID控制芯片，能夠利用相對廉價的IDE硬盤來組建RAID系統(tǒng)，從而大大降低了RAID的“門檻”。從此，個人用戶也開始關(guān)注這項技術(shù)，因為硬盤是現(xiàn)代個人計算機(jī)中發(fā)展最為“緩慢”和最缺少安全性的設(shè)

備，而用戶存儲在其中的數(shù)據(jù)卻常常遠(yuǎn)超計算機(jī)的本身價格。在花費相對較少的情況下，RAID技術(shù)可以使

個人用戶也享受到成倍的磁盤速度提升和更高的數(shù)據(jù)安全性，現(xiàn)在個人電腦市場上的IDE-RAID控制芯片主

要出自HighPoint和Promise公司，此外還有一部分來自AMI公司（如表2）。

面向個人用戶的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID0、RAID1和RAID0+1（RAID10）等RAID規(guī)范的支持，

雖然它們在技術(shù)上無法與商用系統(tǒng)相提并論，但是對普通用戶來說其提供的速度提升和安全保證已經(jīng)足夠

了。隨著硬盤接口傳輸率的不斷提高，IDE-RAID芯片也不斷地更新?lián)Q代，芯片市場上的主流芯片已經(jīng)全部

支持ATA100標(biāo)準(zhǔn)，而HighPoint公司新推出的HPT372芯片和Promise最新的PDC20276芯片，甚至已經(jīng)可以

支持ATA133標(biāo)準(zhǔn)的IDE硬盤。

在主板廠商競爭加劇、個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置RAID卡，直接組建自己的磁盤陣列，感受磁盤狂飆的速度。

二、通過硬件控制芯片實現(xiàn)IDERAID的方法

在RAID家族里，RAID0和RAID1在個人電腦上應(yīng)用最廣泛，畢竟愿意使用4塊甚至更多的硬盤來構(gòu)筑

RAID0+1或其他硬盤陣列的個人用戶少之又少，因此我們在這里僅就這兩種RAID方式進(jìn)行講解。我們選擇

支持IDE-RAID功能的升技KT7A-RAID主板，一步一步向大家介紹IDE-RAID的安裝。升技KT7A-RAID集成的是

HighPoint370芯片，支持RAID0、1、0+1。

做RAID自然少不了硬盤，RAID0和RAID1對磁盤的要求不一樣，RAID1（Mirror）磁盤鏡像一般要求

兩塊（或多塊）硬盤容量一致，而RAID0（Striping）磁盤一般沒有這個要求，當(dāng)然，選用容量相似性能

相近甚至完全一樣的硬盤比較理想。為了方便測試，我們選用兩塊60GB的希捷酷魚Ⅳ硬盤（Barracuda

ATAⅣ、編號ST360021A）。系統(tǒng)選用Duron750MHz的CPU，2×128MB樵風(fēng)金條SDRAM，耕升GeForce2Pro

顯卡，應(yīng)該說是比較普通的配置，我們也希望借此了解構(gòu)建RAID所需的系統(tǒng)要求。

1.RAID0的創(chuàng)建

第一步

首先要備份好硬盤中的數(shù)據(jù)。很多用戶都沒有重視備份這一工作，特別是一些比較粗心的個人用戶。

創(chuàng)建RAID對數(shù)據(jù)而言是一項比較危險的操作，稍不留神就有可能毀掉整塊硬盤的數(shù)據(jù)，我們首先介紹的

RAID0更是這種情況，在創(chuàng)建RAID0時，所有陣列中磁盤上的數(shù)據(jù)都將被抹去，包括硬盤分區(qū)表在內(nèi)。因

此要先準(zhǔn)備好一張帶Fdisk與format命令的Windows98啟動盤，這也是這一步要注意的重要事項。

第二步

將兩塊硬盤的跳線設(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RAID0會重建兩塊硬盤的分區(qū)表，我們就無需考慮硬盤連接的順序（下文中我們會看到在創(chuàng)建RAID1時這個順序很重要）。

第三步

對BIOS進(jìn)行設(shè)置，打開ATARAIDCONTROLLER。我們在升技KT7A-RAID主板的BIOS中進(jìn)入INTEGRATED

PERIPHERALS選項并開啟ATA100RAIDIDECONTROLLER。升技建議將開機(jī)順序全部改為ATA100RAID，實際我們發(fā)現(xiàn)這在系統(tǒng)安裝過程中并不可行，難道沒有分區(qū)的硬盤可以啟動嗎？因此我們?nèi)匀辉O(shè)置軟驅(qū)作為首選項。

第四步

接下來的設(shè)置步驟是創(chuàng)建RAID0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，開機(jī)檢測時將不會再報告發(fā)現(xiàn)硬盤。

2.磁盤的管理將由HighPoint370芯片接管。

3.下面是非常關(guān)鍵的HighPoint370BIOS設(shè)置，在HighPoint370磁盤掃描界面同時按下“Ctrl”

和“H”。

4.進(jìn)入HighPoint370BIOS設(shè)置界面后第一個要做的工作就是選擇“CreateRAID”創(chuàng)建RAID。

5.在“ArrayMode（陣列模式）”中進(jìn)行RAID模式選擇，這里能夠看到RAID0、RAID1、RAID0+1

和Span的選項，在此我們選擇了RAID0項。

6.RAID模式選擇完成會自動退出到上一級菜單進(jìn)行“DiskDrives（磁盤驅(qū)動器）”選擇，一般來

說直接回車就行了。

7.下一項設(shè)置是條帶單位大小，缺省值為64kB，沒有特殊要求可以不予理睬。

8.接著是“StartCreate（開始創(chuàng)建）”的選項，在你按下“Y”之前，請認(rèn)真想想是否還有重要

的數(shù)據(jù)留在硬盤上，這是你最后的機(jī)會！一旦開始創(chuàng)建RAID，硬盤上的所有數(shù)據(jù)都會被清除。

9.創(chuàng)建完成以后是指定BOOT啟動盤，任選一個吧。

按“Esc”鍵退出，當(dāng)然少不了按下“Y”來確認(rèn)一下。

HighPoint370BIOS沒有提供類似“ExitWithoutSave”的功能，修改設(shè)置后是不可逆轉(zhuǎn)的。

第五步

再次重啟電腦以后，我們就可以在屏幕上看到“Striping（RAID0）forArray#0”字樣了。插入先前制作的啟動盤，啟動DOS。打開Fdisk程序，咦？怎么就一個硬盤可見？是的，RAID陣列已經(jīng)整個被看作

了一塊硬盤，對于操作系統(tǒng)而言，RAID完全透明，我們大可不必費心RAID磁盤的管理，這些都由控制芯片

完成。接下來按照普通單硬盤方法進(jìn)行分區(qū)，你會發(fā)現(xiàn)“這個”硬盤的容量“變”大了，仔細(xì)算算，對，

總?cè)萘烤褪莾蓧K硬盤相加的容量！我們可以把RAID0的讀寫比喻成拉鏈，它把數(shù)據(jù)分開在兩個硬盤上，讀

取數(shù)據(jù)會變得更快，而且不會浪費磁盤空間。在分區(qū)和格式化后千萬別忘了激活主分區(qū)。

第六步

選擇操作系統(tǒng)讓我們頗費周折，HighPoint370芯片提供對Windows98/NT/2000/XP的驅(qū)動支持，考慮

到使RAID功能面向的是相對高級的用戶，所以我們選擇了對新硬件支持更好的WindowsXPProfessional

英文版（采用英文版系統(tǒng)主要是為了方便后面的Winbench測試，大家自己使用RAID完全可以用中文版的操

作系統(tǒng)），Windows2000也是一個不錯的選擇，但是硬件支持方面顯然不如WindowsXPProfessional。

第七步

對于采用RAID的電腦，操作系統(tǒng)的安裝和普通情況下不一樣，讓我們看看圖示，這是在WindowsXP完

成第一步“文件復(fù)制”重啟以后出現(xiàn)的畫面，安裝程序會以英文提示“按下F6安裝SCSI設(shè)備或RAID磁盤”，這一過程很短，而且用戶往往會忽視屏幕下方的提示。

按下F6后出現(xiàn)安裝選擇，選擇“S”將安裝RAID控制芯片驅(qū)動，選擇“Enter”則不安裝。

按下“S”鍵會提示插入RAID芯片驅(qū)動盤。

鍵入回車，安裝程序自動搜索驅(qū)動盤上的程序，選擇“WinXP”那一個并回車。

如果所提供的版本和WindowsXPProfesional內(nèi)置的驅(qū)動版本不一致，安裝程序會給出提示讓用戶進(jìn)

行選擇。

按下“S”會安裝軟盤所提供的而按下“Enter”則安裝WindowsXPProfessional自帶的驅(qū)動。按下

“S”后又需要確認(rèn)，這次是按“Enter”（這個……確認(rèn)太多了，呵呵）。接下來是正常的系統(tǒng)安裝，和普通安裝沒有任何區(qū)別。

RAID0的安裝設(shè)置我們就介紹到這里，下面我們會談?wù)凴AID1的安裝。與RAID0相比，RAID1的安裝

過程要簡單許多，在正確操作的情況下不具破壞性。

2.RAID1的創(chuàng)建

雖然在原理上和RAID0完全不一樣，但RAID1的安裝設(shè)置過程卻與RAID0相差不多，主要區(qū)別在于

HighPoint370BIOS里的設(shè)置。為了避免重復(fù)，我們只向大家重點介紹這部分設(shè)置：

進(jìn)入HighPoint370BIOS后選擇“CreateRAID”進(jìn)行創(chuàng)建:

1.在“ArrayMode”上點擊回車，在RAID模式選擇中選擇第二項“Mirror（RAID1）forData

Security（為數(shù)據(jù)源盤創(chuàng)建鏡像）”。

2.接著是源盤的選擇，我們再次提醒用戶：務(wù)必小心，不要選錯。

3.然后是目標(biāo)盤的選擇，也就是我們所說的鏡像盤或備份盤。

4.然后開始創(chuàng)建。

5.創(chuàng)建完成以后BIOS會提示進(jìn)行鏡像的制作，這一過程相當(dāng)漫長。

6.我們用了大約45分鐘才完成60GB的鏡像制作，至此RAID1創(chuàng)建完成。

RAID1會將主盤的數(shù)據(jù)復(fù)制到鏡像盤，因此在構(gòu)建RAID1時需要特別小心，千萬不要把主盤和鏡像盤

弄混，否則結(jié)果將是悲劇性的。RAID1既可在兩塊無數(shù)據(jù)的硬盤上創(chuàng)建，也能夠在一塊已經(jīng)安裝操作系統(tǒng)的硬盤上添加，比RAID0方便多了（除了漫長的鏡像制作過程）。創(chuàng)建完成以后我們試著將其中一塊硬盤

拔下，HighPoint370BIOS給出了警告，按下“Esc”，另一塊硬盤承擔(dān)起了源盤的重任，所有數(shù)據(jù)完好無損。

對于在一塊已經(jīng)安裝操作系統(tǒng)的硬盤上添加RAID1，我們建議的步驟是：打開BIOS中的控制芯片→啟

動操作系統(tǒng)安裝HighPoint370驅(qū)動→關(guān)機(jī)將源盤和鏡像盤接在IDE3、4口→進(jìn)入HighPoint370BIOS設(shè)置

RAID1（步驟見上文介紹）→重啟系統(tǒng)完成創(chuàng)建。

我們對兩種RAID進(jìn)行了簡單的測試，雖然RAID0的測試成績讓人有些不解，但是實際使用中仍然感覺

比單硬盤快了很多，特別是WindowsXPProfessional的啟動異常迅速，進(jìn)度條一閃而過。至于傳輸率曲

線出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，我們估計和平臺選擇有一些關(guān)系，畢竟集成芯片在進(jìn)行這種高數(shù)據(jù)吞吐量的工作時

非常容易被干擾。不過即使是這樣，我們也看到RAID0系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到了非常高的水平，一度接近

60MB/s。與RAID0相比，RAID1系統(tǒng)的性能雖然相對單磁盤系統(tǒng)沒有什么明顯的改善，但測試中我們發(fā)現(xiàn)

RAID1的工作曲線顯得非常穩(wěn)定，很少出現(xiàn)波動的情況。

再看看Winbench992.0中的磁盤測試成績，一目了然。

對用戶和操作系統(tǒng)而言，RAID0和1是透明不影響任何操作的，我們就像使用一塊硬盤一樣。

三、用軟件方法實現(xiàn)RAID

除了使用RAID卡或者主板所帶的芯片實現(xiàn)磁盤陣列外，我們在一些操作系統(tǒng)中可以直接利用軟件方式

實現(xiàn)RAID功能，例如Windows2000/XP中就內(nèi)置了RAID功能。

在了解Windows2000/XP的軟件RAID功能之前，我們首先來看看Windows2000中的一項功能——動態(tài)

磁盤管理。

動態(tài)磁盤與基本磁盤相比，不再采用以前的分區(qū)方式，而是叫卷集，它的作用其實和分區(qū)相一致，但是具有以下區(qū)別：

1.可以任意更改磁盤容量

動態(tài)磁盤在不重新啟動計算機(jī)的情況下可更改磁盤容量大小，而且不會丟失數(shù)據(jù)，而基本磁盤如果要

改變分區(qū)容量就會丟失全部數(shù)據(jù)（當(dāng)然也有一些特殊的磁盤工具軟件可以改變分區(qū)而不會破壞數(shù)據(jù)，如

PQMagic等）。

2.磁盤空間的限制

動態(tài)磁盤可被擴(kuò)展到磁盤中不連續(xù)的磁盤空間，還可以創(chuàng)建跨磁盤的卷集，將幾個磁盤合為一個大卷集。而基本磁盤的分區(qū)必須是同一磁盤上的連續(xù)空間，分區(qū)的最大容量當(dāng)然也就是磁盤的容量。

3.卷集或分區(qū)個數(shù)

動態(tài)磁盤在一個磁盤上可創(chuàng)建的卷集個數(shù)沒有限制，相對的基本磁盤在一個磁盤上最多只能分4個區(qū)，而且使用DOS或Windows9X時只能分一個主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)。

*這里一定要注意，動態(tài)磁盤只能在WindowsNT/2000/XP系統(tǒng)中使用，其他的操作系統(tǒng)無法識別動態(tài)磁盤。

因為大部分用戶的磁盤都是基本磁盤類型，為了使用軟件RAID功能，我們必須將其轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤：

控制面板→管理工具→計算機(jī)管理→磁盤管理，在查看菜單中將其中的一個窗口切換為磁盤列表。這時我們就可以通過右鍵菜單將選擇磁盤轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤。

在劃分動態(tài)卷時會可以看到這樣幾個類型的動態(tài)卷。

1.簡單卷：包含單一磁盤上的磁盤空間，和分區(qū)功能一樣。

（當(dāng)系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的動態(tài)磁盤并且兩個磁盤上都有未分配的空間時，我們能夠選擇如下的

兩種分卷方式）

2.跨區(qū)卷：跨區(qū)卷將來自多個磁盤的未分配空間合并到一個邏輯卷中。

3.帶區(qū)卷：組合多個（2到32個）磁盤上的未分配空間到一個卷。

（如果如上所述系統(tǒng)中的兩個動態(tài)磁盤容量一致時，我們會看到另一個分區(qū)方式）

4.鏡像卷：單一卷兩份相同的拷貝，每一份在一個硬盤上。即我們常說的RAID1。

當(dāng)我們擁有三個或三個以上的動態(tài)磁盤時，我們就可以使用更加復(fù)雜的RAID方式——RAID5，此時在

分卷界面中會出現(xiàn)新的分卷形式。

5.RAID5卷：相當(dāng)于帶奇偶校驗的帶區(qū)卷，即RAID5方式。

對于大部分的個人電腦用戶來說，構(gòu)建RAID0是最經(jīng)濟(jì)實用的陣列形式，因此我們在這里僅就軟件

RAID0的構(gòu)建進(jìn)行講解：

要在Windows2000/XP中使用軟件RAID0，首先必須將準(zhǔn)備納入陣列的磁盤轉(zhuǎn)換為上文所述的動態(tài)磁

盤（這里要注意的是，Windows2000/XP的默認(rèn)磁盤管理界面中不能轉(zhuǎn)換基本磁盤和動態(tài)磁盤，請參考上

文中的描述），我們在這里嘗試使用分區(qū)的條帶化，這也正是軟件RAID和使用RAID芯片構(gòu)建磁盤陣列的區(qū)

別。我們選取了一個29GB的分區(qū)進(jìn)行劃分帶區(qū)卷，在劃分帶區(qū)卷區(qū)時，系統(tǒng)會要求一個對應(yīng)的分區(qū)，也就

是說這時其他的動態(tài)磁盤上必須要有同樣29GB或更大的未分配空間，帶區(qū)卷分配完成后，兩個同樣大小的

分卷將被系統(tǒng)合并，此時我們的格式化等操作也是同時在兩個磁盤上進(jìn)行。

在構(gòu)建RAID0完成后，我們決定測試其硬盤傳輸率以確定這種軟件RAID對性能的提升程度，我們構(gòu)建

軟件RAID的平臺和前文中的硬件RAID平臺并不相同，為了保證CPU的性能以確保我們軟件RAID的實現(xiàn)，我

們采用了較高端的系統(tǒng)：AthlonXP1700+，三星256MBDDR內(nèi)存，華碩A7V266-E主板，由于軟件RAID對

硬盤規(guī)格的要求比較低，所以硬盤系統(tǒng)我們選用了不同規(guī)格的硬盤，希捷酷魚Ⅳ60GB和西部數(shù)據(jù)1200BB

120GB兩塊硬盤。

在傳輸曲線的后半段，我們很清楚地看到軟件RAID0的硬盤傳輸率達(dá)到了60MB/s，完全超越了陣列中

任意一個硬盤的傳輸率，RAID0的優(yōu)勢開始體現(xiàn)出來。對于追求高性能的用戶來說，這應(yīng)該是他們夢寐以

求的。

這里應(yīng)該說明的是，在Linux環(huán)境下，我們同樣可以利用Raidtools工具來實現(xiàn)軟件RAID功能。這個工

具可以制作軟RAID0、RAID1、RAID4、RAID5等多種磁盤陣列。在使用Raidtools之前，首先要確定目

下支持軟RAID。如果不能確定，則需要自己編譯核心。

雖然RAID功能可以給我們帶來更好的速度體驗和數(shù)據(jù)安全性，但是應(yīng)該指出的是，現(xiàn)在市面上的大部

分廉價IDE-RAID解決方案本質(zhì)上仍然是“半軟”的RAID，只是將RAID控制信息集成在RAID芯片當(dāng)中，因此

其CPU占用率比較大，而且性能并不是非常穩(wěn)定。這也是在高端系統(tǒng)中軟件RAID0的性能有時可以超過“

硬件”RAID0方案的原因。

對于用戶來說，高性能的IDE-RAID存儲系統(tǒng)，或者需要比較強(qiáng)勁的CPU運(yùn)算能力，或者需要比較昂貴

的RAID卡，因此，磁盤陣列仍然應(yīng)該算是比較高端的應(yīng)用。不過對于初級用戶來說，使用簡單而廉價的磁

盤陣列來提高計算機(jī)數(shù)據(jù)的可用性或提升一下存儲速度也是相當(dāng)不錯的選擇，當(dāng)然其性能還遠(yuǎn)不能和高端

系統(tǒng)相比。

總之，我們看到越來越多的RAID架構(gòu)出現(xiàn)在市場上，尤其是在中低端市場上，越來越普及的廉價IDE

-RAID方案與硬盤價格的不斷下降互相照應(yīng)，似乎也在預(yù)示著未來個人數(shù)據(jù)存儲的發(fā)展趨勢，讓我們拭目

以待吧。

個人用戶在組建RAID即磁盤陣列的過程中，應(yīng)該注意什么問題呢？

1.問：我應(yīng)該選擇怎樣的RAID解決方案，帶RAID功能的主板？RAID控制卡？還是軟件RAID？

答：其實RAID解決方案只有高端和低端之分，對于絕大部分的廉價RAID解決方案來講，其構(gòu)架中都不包

含運(yùn)算部分，因此對CPU的依賴性比較強(qiáng)，低速的CPU很難勝任這種工作，當(dāng)然，對于較新的CPU如PⅢ、新

賽揚(yáng)、雷鳥、毒龍等來說，這種運(yùn)算完全可以承受，但是為了保證RAID系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且為了避免

RAID拖累系統(tǒng)性能，我們強(qiáng)烈建議用戶使用主頻1GHz以上的CPU。

至于是選擇RAID卡還是購買帶集成RAID功能的主板，則要依據(jù)用戶的需求而定，一般來說，使用RAID

卡能得到比較穩(wěn)定的性能，但是會占用一個寶貴的擴(kuò)展槽，而且成本較高；如果是正在準(zhǔn)備升級主板或新

裝機(jī)的用戶，集成RAID芯片的主板則是以最低成本實現(xiàn)