软RAID建立手册-win2003

1、概述     你们知道，硬件RAID解决方案速度快、稳定性好，能够有效地提供高水平的硬盘可用性和冗余度，可是居高不下的价格实在使人可畏。不过可庆幸的是，Windows 2003提供了内嵌的软件RAID功能，而且软RAID能够实现RAID－0、RAID－一、RAID－5。软RAID不只实现上很是方便，并且还大量地节约了宝贵的资金，确实是Windows 2003 Server的一个很实用的新功能。RAID－5卷是数据和奇偶校验间断分布在三个或更多物理磁盘的容错卷。若是物理磁盘的某一部分失败，咱们能够用余下的数据和奇偶校验从新建立磁盘上失败的那一部分上的数据。对于多数活动由读取数据构成的计算机环境中的数据冗余来讲，RAID－5卷是一种很好的解决方案。可以使用基于硬件或基于软件的解决方案来建立 RAID－5卷。经过基于硬件的RAID，智能磁盘控制器处理组成 RAID－5卷的磁盘上的冗余信息的建立和从新生成。Windows Server 2003 家族操做系统提供基于软件的 RAID，其中　RAID－5卷中的磁盘上的信息的建立和从新生成将由“磁盘管理”来处理，两种状况下数据都将跨磁盘阵列中的全部成员进行存储。固然，软RAID的性能和效率是不能与硬RAID相提并论的。下面咱们首先从动态磁盘的建立谈起，而后说明在Windows 2003 Server　实现如何实现软RAID，最后讲一下软RAID的管理。     2、建立动态磁盘     在安装Windows 2003 Server时，硬盘将自动初始化为基本磁盘。咱们不能在基本磁盘分区中建立新卷集、条带集或者RAID－5组，而只能在动态磁盘上建立相似的磁盘配置。也就是说，若是想建立RAID－0、RAID－1或RAID－5卷，就必须使用动态磁盘。在Windows 2003 Server安装完成后，可以使用升级向导将它们转换为动态磁盘。     在将一个磁盘从基本磁盘转换为动态磁盘后，磁盘上包含的将是卷，而再也不是磁盘分区。其中的每一个卷是硬盘驱动器上的一个逻辑部分，还能够为每一个卷指定一个驱动器字母或者挂接点。可是要注意的是只能在动态磁盘上建立卷。动态磁盘有如下几个优于基本磁盘的特色：     卷能够扩展到包含非邻接的空间，这些空间能够在任何可用的磁盘上。对每一个磁盘上能够建立的卷的数目没有任何限制。    Windows 2003将动态磁盘配置信息存储在磁盘上，而不是存储在注册表中或者其余位置。同时，这些信息不能被准确地更新。Windows 2003将这些磁盘配置信息复制到全部其余动态磁盘中。所以，单个磁盘的损坏将不会影响到访问其余磁盘上的数据。     一个硬盘既能够是基本的磁盘，也能够是动态的磁盘，但不能两者兼是，由于在同一磁盘上不能组合多种存储类型。可是，若是计算机有多个硬盘，就能够将各个硬盘分别配置为基本的或动态的。     一、从基本磁盘升级到动态磁盘：     ①依次单击“开始”－＞“全部程序”－＞“管理工具”－＞“计算机管理”选项，显示“计算机管理”窗口。     ②在左侧控制台中依次展开“存储”－＞“磁盘管理”选项，以显示计算机中安装的全部磁盘。     ③右击要设置为动态磁盘的硬盘，并在弹出的快捷菜单中选择“升级到动态磁盘”选项，将显示“升级到动态磁盘”对话框。     ④选中要升级的磁盘，而后单击“肯定”：按钮，将显示“要升级的磁盘”对话框，在这里要求用户对要升级为动态磁盘的硬盘进行确认。这样作的缘由很简单，由于这一升级操做是不可逆的。也就是说，基本磁盘能够升级为动态磁盘，但动态磁盘却不能恢复为基本磁盘。     ⑤单击“升级”按钮，将显示“磁盘管理”提示框，系统再次要求用户对磁盘升级予以确认。当将该磁盘升级为动态磁盘后，Windows98／Me等操做系统将不能再从该磁盘引导启动。     ⑥单击“是”按钮，将显示“升级磁盘”警告框。在这里提示要升级磁盘上的文件系统将被强制卸下，并要求用户对该操做进一步予以确认。     ⑦单击“是”按钮，系统将开始磁盘的升级过程。当升级完成后，将显示　“确认”警告框，单击“肯定”按钮将从新启动计算机，以完成磁盘的升级过程。     在升级到动态磁盘时，应该注意如下几个方面的问题：     必须以管理员或管理组成员的身份登陆才能完成该过程。若是计算机与网络链接，则网络策略设置也可能阻止咱们完成此步骤。     将基本磁盘升级到动态磁盘后，就不再能将动态卷改回到基本分区。这时唯一的方法就是，必须删除磁盘上的全部动态卷，而后使用“还原为基本磁盘”命令。 在升级磁盘以前，应该关闭在那些磁盘上运行的程序。 为保证升级成功，任何要升级的磁盘都必须至少包含1MB的未分配空间。在磁盘上建立分区或卷时，“磁盘管理”工具将自动保留这个空间，可是带有其余操做系统建立的分区或卷的磁盘上可能就没有这个空间。     扇区大小超过512字节的磁盘，不能从基本磁盘升级为动态磁盘。     一旦升级完成，动态磁盘就不能包含分区或逻辑驱动器，也不能被非Windows 2003的其余操做系统所访问。     二、将新磁盘设置为动态磁盘     ①计算机安装新硬盘后，当第一次访问“计算机管理”中的“磁盘管理”工具时，将自动运行“写入签名和升级磁盘向导”窗口。     ②单击“下一步”按钮，将显示“选择要写入签名的磁盘”页面，在该列表中选择要            ③单击“下一步”按钮，将显示“选择要升级的磁盘”页面，选择要升级为动态磁盘的磁盘。     ④单击“下一步”按钮，将显示“完成写入签名和升级磁盘向导”页面，在这里要求确认签名并升级的磁盘。若是有任何不妥，可单击“上一步”按钮返回并从新进行设置。     ⑤单击“完成”按钮，动态磁盘升级过程完成。     3、实现软RAID     软RAID也必须在多磁盘系统中才能实现。实现RAID－1最少要拥有两块硬盘，而实现RAID－5则最少要拥有三块硬盘。一般状况下，操做系统所在磁盘采用RAID－1，而数据所在磁盘采用RAID－5。     一、卷的类型     ①简单卷     简单卷由单个物理磁盘上的磁盘空间组成，它能够由磁盘上的单个区域或连接在一块儿的相同磁盘上的多个区域组成。能够在同一磁盘中扩展简单卷或把简单卷扩展到其余磁盘。若是跨多个磁盘扩展简单卷，则该卷就是跨区卷。     只能在动态磁盘上建立简单卷。简单卷不能包含分区或逻辑驱动器，也不能由MS－DOS 或Windows 2003之外的其余Windows操做系统访问。若是网络中的计算机还在运行Windows98或更早版本，那么应该建立分区而不是动态卷。     若是想在建立简单卷后增长它的容量，则可经过磁盘上剩余的未分配空间来扩展这个卷。要扩展一个简单卷，则该卷必须使用Windows 2003中所用的NTFS版本格式化。同时不能扩展基本磁盘上做为之前分区的简单卷。也可将简单卷扩展到同一计算机的其余磁盘的区域中。当将简单卷扩展到一个或多个其余磁盘时，它会变成为一个跨区卷。在扩展跨区卷以后，不删除整个跨区卷便不能将它的任何部分删除。要注意的是跨区卷不能是镜像卷或带区卷。     ②条带卷     利用条带卷，能够将两个或者更多磁盘（最多为32块硬盘）的空余空间组成为一个卷。在向条带卷中写入数据时，数据被分割为64KB的块，并均衡地分布在阵列中的全部磁盘上。一个阵列是两个或者多个磁盘的集合。条带卷能够有效地提升磁盘的读取性能，可是它并不提供容错功能，任何一块硬盘的损坏都会致使所有数据的丢失。条带卷相似于RAID－0。     ③跨越卷     利用跨越卷，也能够未来自两个或者更多磁盘（最多为32块硬盘）的空余磁盘空间组成为一个卷。与条带卷所不一样的是，将数据写入跨越卷时，首先填满第一个磁盘上的空余部分，而后再将数据写入下一个磁盘，依次类推。虽然利用跨越卷能够快速增长卷的空量，可是跨越卷既不能提升对磁盘数据的读取性能，也不提供任何容错功能。当跨越卷中的某个磁盘出现故障时，存储在该磁盘上的全部数据将所有丢失。     ④镜像卷     利用镜像卷即RAID－1卷，能够将用户的相同数据同时复制到两个物理磁盘中。若是其中的一个物理磁盘出现故障，虽然该磁盘上的数据将没法使用，但系统可以继续使用还没有损坏而仍继续正常运转的磁盘进行数据的读写操做，从而经过另外一磁盘上保留彻底冗余的副本，保护磁盘上的数据免受介质故障的影响。因而可知，镜像卷的磁盘空间利用率只有50％（即每组数据有两个成员），因此镜像卷的成本相对较高。要建立一个镜像卷，必须使用另外一磁盘上的可用空间。动态磁盘中现有的任何卷（甚至是系统卷和引导卷），均可以使用相同的或不一样的控制器镜像到其余磁盘上大小相同或更大的另外一个卷。最好使用大小、型号和制造厂家都相同的磁盘做镜像卷，以免可能产生的兼容性错误。     镜像卷能够大大地加强读性能，由于容错驱动程序同时从两个磁盘成员中同时读取数据，因此读取数据的速度会有所增长。固然，因为容错驱动程序必须同时向两个成员写数据，因此它的写性能会略有下降。镜像卷可包含任何分区（包括启动分区或系统分区），可是镜像卷中的两个硬盘都必须是Windows 2003动态磁盘。     ⑤RAID－5卷     在RAID－5卷中，Windows 2003经过给该卷的每一个硬盘分区中添加奇偶校验信息带区来实现容错。若是某个硬盘出现故障，Windows 2003即可以用其他硬盘上的数据和奇偶校验信息重建发生故障的硬盘上的数据。     因为要计算奇偶校验信息，因此RAID－5卷上的写操做要比镜像卷上的写操做慢一些。可是，RAID－5卷比镜像卷提供更好的读性能。其中的缘由很简单，Windows 2003能够从多个磁盘上同时读取数据。与镜像卷相比RAID－5卷的性价比较高，并且RAID－5卷中的硬盘数量越多，冗余数据带区的成本越低。可是RAID－5卷也有一些限制。第一，RAID－5卷至少须要3个硬盘才能实现，但最多也不能超过32个硬盘；第二，RAID－5卷不能包含根分区或系统分区；RAID－1卷与RAID－5卷的区别以下表1所示：     二、实现软RAID     ①在“磁盘管理”中，右击要设置软RAID的硬盘，并在快捷菜单中选择“建立卷”选项，将显示“建立卷向导”窗口。     ②单击“下一步”按钮，将显示“选择卷类型”页面，在这里选择要建立的卷类型。一般状况下，为了保障数据的安全，应当选择采用RAID－1或RAID－5卷。     ③单击“下一步”按钮，将显示“选择磁盘”页面。在左侧“全部可用的动态磁盘”列表框中选择要添加的磁盘，并单击“添加”按钮，便可将其添加至该RAID－5卷，并显示在“选定的动态磁盘”列表框中。     ④动态磁盘添加安毕后，单击“下一步”按钮，将显示“指派驱动器号和路径”页面。选中“指派驱动器号”选项，并为该RAID－5卷指派驱动器号，以便于管理和访问。         ⑤单击“下一步”按钮，显示“卷区格式化”页面。选择“按下面提供的信息格式化这个卷”选项，并采用默认的NTFS文件系统和分配单位大小。能够为该RAID－5卷指定一个卷标，以用于与其余卷相区别。     ⑥单击“下一步”按钮，将显示“完成建立卷向导”页面，此时卷的建立完成。     ⑦单击“完成”按钮，系统将自动格式化新建立的卷。至此，RAID－5卷已建立完成。     4、RAID卷的管理     一、添加镜像卷     对于已有的动态磁盘，能够简单地经过添加镜像卷的方式来提升数据的安全性。     在“磁盘管理”中，右击要添加镜像磁盘的动态磁盘，并在快捷菜单中选择“添加镜像”选项，此时将显示“添加镜像”对话框。在磁盘列表中选择要设置为镜像的动态磁盘，而后单击“添加镜像”按钮，至此镜像添加完成，须要注意的是，添加为镜像的磁盘空间必须大于或等于现存卷。     二、测试镜像系统或启动卷     关闭计算机，而后断开或关闭某个磁盘以模拟磁盘故障，使用剩余镜像来从新启动计算机。验证　Windows 可正确启动后，请关闭计算机而后从新链接磁盘，从新启动计算机。启动菜单出现时，选择仍保持链接状态的磁盘上的镜像。打开计算机管理（本地），在控制台树中单击“磁盘管理”，右键单击具备任一标有“失败的重复”的卷的磁盘，而后单击“从新激活磁盘。     三、从新激活 RAID－5 磁盘     若是 I／O 错误是暂时的，则能够尝试从新激活磁盘；打开计算机管理（本地），在控制台树中单击”磁盘管理“。右键单击局部出现故障的磁盘，而后单击”从新激活磁盘“，RAID－5　卷的状态应变为”正在从新生成“，而后变为”良好“。     四、软RAID的恢复     磁盘冗余的目的就在于当磁盘出现故障时，系统可以保存数据的完整性。虽然在RAID－1和RAID－5中某个磁盘成员的失败不会致使丢失数据，其余成员仍然能够继续运转，可是若是失败不能获得及时恢复，那么磁盘卷将再也不拥有冗余的特性。所以，必须及时恢复失败的RAID－1和RAID－5。     1）修复镜像卷和RAID－5卷     在”磁盘管理“中，失败卷的状态将显示为”失败的冗余“，磁盘之一将显示为”脱机“、”丢失“或”联机（错误）“。能够经过下述操做来恢复镜像卷：     ①确保该磁盘已链接到了计算机，而且已经加电。     ②在”磁盘管理“中，右击标识为”脱机“、”丢失“或”联机（错误）“的磁盘，而后在快捷菜单中单击”从新激活磁盘“选项。此时该磁盘的状态应当回到”良好“，同时镜像卷应该自动从新生成。     若是磁盘被严重破坏或者不可能修复，在弹出的快捷菜单中将只能看到”删除“命令，此时Windows 2003将没法再修复该镜像卷。另外，若是磁盘连续显示”联机（错误）“，则有可能代表该磁盘很快就要发生故障了，应当尽量快地替换该磁盘。     2）替换磁盘和建立新的镜像卷     若是经修复仍未能从新激活镜像磁盘，或者镜像卷的状态没有恢复到”良好“状态，就必须替换失败磁盘，并建立新的镜像卷。     ①在失败的卷上右击鼠标，并选择”删除镜像“选项，将显示”删除镜像“对话框。     ②从磁盘列表中选择丢失的磁盘，而后单击”删除镜像“按钮，将显示”磁盘管理“警告框，以提示用户确认。     ③单击”是“按钮，将删除该镜像卷。而后右击该丢失的磁盘，并在弹出的快捷菜单中选择”删除磁盘“选项，将该磁盘删除。     ⑤建立新的镜像卷。新镜像卷的建立过程请参见前述”添加镜像卷“。     3）替换磁盘和从新生成RAID－5卷     ①更换故障磁盘，并将它设置为动态磁盘。     ②在”磁盘管理“中，右击失败磁盘的RAID－5卷，在弹出的快捷菜单中选择”恢复卷“选项，将显示”修复RAID－5卷“对话框。     ③选择要在RAID－5卷中替换失败磁盘的磁盘，并单击”肯定“按钮。此时RAID－5卷开始自动修复。     ④右击失败的磁盘，并在弹出的快捷菜单中选择”删除磁盘“选项，并从系统中删除该磁盘。