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psac 2006-01-18 11:56 PM

在Windows 2003下新增軟RAID容錯式獨立磁碟陣列完全手冊
 
大家知道,硬體RAID容錯式獨立磁碟陣列解決方案速度快、穩定性好,可以有效地提供高水準的硬碟可用性和冗余度,但是居高不下的價格實在令人可畏。不過可慶幸的是,Windows 2003提供了內嵌的軟體RAID容錯式獨立磁碟陣列功能,並且軟RAID容錯式獨立磁碟陣列可以實現RAID容錯式獨立磁碟陣列-0、RAID容錯式獨立磁碟陣列-1、RAID容錯式獨立磁碟陣列-5。軟RAID容錯式獨立磁碟陣列不僅實現上非常方便,而且還大量地節約了寶貴的資金,確實是Windows 2003 Server的一個很實用的新功能。RAID容錯式獨立磁碟陣列-5 磁碟區是資料和奇偶校驗間斷分佈在三個或更多物理磁牒的容錯磁碟區。

  如果物理磁牒的某一部分失敗,我們可以用餘下的資料和奇偶校驗重新新增磁牒上失敗的那一部分上的資料。對於多數活動由讀取資料構成的電腦環境中的資料冗余來說,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5 磁碟區是一種很好的解決方案。可使用關於硬體或關於軟體的解決方案來新增 RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區。通過關於硬體的 RAID容錯式獨立磁碟陣列,智能磁牒控制器處理組成RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區的磁牒上的冗余訊息的新增和重新產生。

  Windows Server 2003 家族操作系統提供關於軟體的 RAID容錯式獨立磁碟陣列,其中RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區中的磁牒上的訊息的新增和重新產生將由「磁牒管理」來處理,兩種情況下資料都將跨磁牒陣列中的所有成員進行儲存於。當然,軟RAID容錯式獨立磁碟陣列的效能和效率是不能與硬RAID容錯式獨立磁碟陣列相提並論的。下面我們首先從動態磁牒的新增談起,然後說明在Windows 2003 Server 實現如何實現軟RAID容錯式獨立磁碟陣列,最後講一下軟RAID容錯式獨立磁碟陣列的管理。

  新增動態磁牒

  在安裝Windows 2003 Server時,硬碟將自動啟始化為基本磁牒。我們不能在基本磁牒分區中新增新磁碟區集、條帶集或者RAID容錯式獨立磁碟陣列-5組,而只能在動態磁牒上新增類似的磁牒組態。也就是說,如果想新增RAID容錯式獨立磁碟陣列-0、RAID容錯式獨立磁碟陣列-1或RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區,就必須使用動態磁牒。在Windows 2003 Server安裝完成後,可使用昇級嚮導將它們轉換為動態磁牒。

  在將一個磁牒從基本磁牒轉換為動態磁牒後,磁牒上包含的將是磁碟區,而不再是磁牒分區。其中的每個磁碟區是硬碟驅動器上的一個邏輯部分,還可以為每個磁碟區指定一個驅動器字母或者掛接點。但是要注意的是只能在動態磁牒上新增磁碟區。動態磁牒有以下幾個優於基本磁牒的特點:

  磁碟區可以增強到包含非鄰接的空間,這些空間可以在任何可用的磁牒上。對每個磁牒上可以新增的磁碟區的數目沒有任何限制。

  Windows 2003將動態磁牒配置資訊儲存於在磁牒上,而不是儲存於在註冊表中或者其他位置。同時,這些訊息不能被準確地更新。Windows 2003將這些磁牒配置資訊複製到所有其他動態磁牒中。因此,單個磁牒的損壞將不會影響到訪問其他磁牒上的資料。

  一個硬碟既可以是基本的磁牒,也可以是動態的磁牒,但不能二者兼是,因為在同一磁牒上不能組合多種儲存於檔案類型。但是,如果電腦有多個硬碟,就可以將各個硬碟分別組態為基本的或動態的。

  1、從基本磁牒昇級到動態磁牒:

  1依次按下「開始」->「所有程式」->「系統管理工具」->「電腦管理」選項,顯示「電腦管理」視窗。

  2在左側控制台中依次展開「儲存於」->「磁牒管理」選項,以顯示電腦中安裝的所有磁牒。

  3右擊要設定為動態磁牒的硬碟,並在彈出的快捷表單中選項「昇級到動態磁牒」選項,將顯示「昇級到動態磁牒」對話視窗。

  4選要昇級的磁牒,然後按下「確定」:按鈕,將顯示「要昇級的磁牒」對話視窗,在這裡要求用戶對要昇級為動態磁牒的硬碟進行驗證。這樣做的原因很簡單,因為這一昇級操作是不可逆的。也就是說,基本磁牒可以昇級為動態磁牒,但動態磁牒卻不能恢復為基本磁牒。

  5按下「昇級」按鈕,將顯示「磁牒管理」提示項,系統再次要求用戶對磁牒昇級予以驗證。當將該磁牒昇級為動態磁牒後,Windows98/Me等操作系統將不能再從該磁牒啟始啟動。

  6按下「是」按鈕,將顯示「昇級磁牒」警告框。在這裡提示要昇級磁牒上的文件系統將被強制卸下,並要求用戶對該操作進一步予以驗證。

  7按下「是」按鈕,系統將開始磁牒的昇級程序。當昇級完成後,將顯示 「驗證」警告框,按下「確定」按鈕將重新啟動電腦,以完成磁牒的昇級程序。

  在昇級到動態磁牒時,應該注意以下幾個方面的問題:

  必須以管理員或管理組成員的身份登入才能完成該程序。如果電腦與網路連接,則網路原則設定也可能阻止我們完成此步驟。

  將基本磁牒昇級到動態磁牒後,就再也不能將動態磁碟區改回到基本分區。這時惟一的方法就是,必須移除磁牒上的所有動態磁碟區,然後使用「還原為基本磁牒」指令。

  在昇級磁牒之前,應該關閉在那些磁牒上執行的程序。

  為保證昇級成功,任何要昇級的磁牒都必須至少包含1MB的未分配空間。在磁牒上新增分區或磁碟區時,「磁牒管理」工具將自動保留這個空間,但是帶有其他操作系統新增的分區或磁碟區的磁牒上可能就沒有這個空間。

  扇區大小超過512字元的磁牒,不能從基本磁牒昇級為動態磁牒。

  一旦昇級完成,動態磁牒就不能包含分區或邏輯磁碟機,也不能被非Windows 2003的其他操作系統所訪問。

  2、將新磁牒設定為動態磁牒

  1電腦安裝新硬碟後,當第一次訪問「電腦管理」中的「磁牒管理」工具時,將自動執行「寫入簽名和昇級磁牒嚮導」視窗。

  2按下「下一步」按鈕,將顯示「選項要寫入簽名的磁牒」頁面,在該列表中選項要寫入簽名的磁牒。需要注意的是,磁牒在安裝到系統前必須進行簽名。

  3按下「下一步」按鈕,將顯示「選項要昇級的磁牒」頁面,選項要昇級為動態磁牒的磁牒。

  4按下「下一步」按鈕,將顯示「完成寫入簽名和昇級磁牒嚮導」頁面,在這裡要求驗證簽名並昇級的磁牒。如果有任何不妥,可按下「上一步」按鈕返回並重新進行設定。

  5按下「完成」按鈕,動態磁牒昇級程序完成。
實現軟RAID容錯式獨立磁碟陣列


  軟RAID容錯式獨立磁碟陣列也必須在多磁牒系統中才能實現。實現RAID容錯式獨立磁碟陣列-1最少要擁有兩張硬碟,而實現RAID容錯式獨立磁碟陣列-5則最少要擁有三塊硬碟。通常情況下,操作系統所在磁牒採用RAID容錯式獨立磁碟陣列-1,而資料所在磁牒採用RAID容錯式獨立磁碟陣列-5。

  1、磁碟區的檔案類型

  1簡單磁碟區

  簡單磁碟區由單個物理磁牒上的磁牒空間組成,它可以由磁牒上的單個區域或連接在一起的相同磁牒上的多個區域組成。可以在同一磁牒中增強簡單磁碟區或把簡單磁碟區增強到其他磁牒。如果跨多個磁牒增強簡單磁碟區,則該磁碟區就是跨區磁碟區。

  只能在動態磁牒上新增簡單磁碟區。簡單磁碟區不能包含分區或邏輯磁碟機,也不能由MS-DOS 或Windows 2003以外的其他Windows操作系統訪問。如果網路中的電腦還在執行Windows98或更早版本,那麼應該新增分區而不是動態磁碟區。

  如果想在新增簡單磁碟區後增加它的容量,則可通過磁牒上剩餘的未分配空間來增強這個磁碟區。要增強一個簡單磁碟區,則該磁碟區必須使用Windows 2003中所用的NTFS版本格式化。同時不能增強基本磁牒上作為以前分區的簡單磁碟區。也可將簡單磁碟區增強到同一電腦的其他磁牒的區域中。當將簡單磁碟區增強到一個或多個其他磁牒時,它會變成為一個跨區磁碟區。在增強跨區磁碟區之後,不移除整個跨區磁碟區便不能將它的任何部分移除。要注意的是跨區磁碟區不能是映射磁碟區或帶區磁碟區。

  2條帶磁碟區

  利用條帶磁碟區,可以將兩個或者更多磁牒(最多為32塊硬碟)的空餘空間組成為一個磁碟區。在向條帶磁碟區中寫入資料時,資料被分割為64KB的塊,並均衡地分佈在陣列中的所有磁牒上。一個陣列是兩個或者多個磁牒的集合。條帶磁碟區可以有效地提高磁牒的讀取效能,但是它並不提供容錯功能,任何一塊硬碟的損壞都會導致全部資料的丟失掉。條帶磁碟區類似於RAID容錯式獨立磁碟陣列-0。

  3跨越捲

  利用跨越捲,也可以將來自兩個或者更多磁牒(最多為32塊硬碟)的空餘磁牒空間組成為一個磁碟區。與條帶磁碟區所不同的是,將資料寫入跨越捲時,首先填滿第一個磁牒上的空餘部分,然後再將資料寫入下一個磁牒,依次類推。雖然利用跨越捲可以快速增加磁碟區的空量,但是跨越捲既不能提高對磁牒資料的讀取效能,也不提供任何容錯功能。當跨越捲中的某個磁牒出現故障時,儲存於在該磁牒上的所有資料將全部丟失掉。

  4映射磁碟區

  利用映射磁碟區即RAID容錯式獨立磁碟陣列-1磁碟區,可以將用戶的相同資料同時複製到兩個物理磁牒中。如果其中的一個物理磁牒出現故障,雖然該磁牒上的資料將無法使用,但系統能夠繼續使用尚未損壞而仍繼續正常運轉的磁牒進行資料的讀寫操作,從而通過另一磁牒上保留完全冗余的副本,保護磁牒上的資料免受介質故障的影響。由此可見,映射磁碟區的磁牒空間利用率只有50%(即每組資料有兩個成員),所以映射磁碟區的成本相對較高。要新增一個映射磁碟區,必須使用另一磁牒上的可用空間。動態磁牒中現有的任何磁碟區(甚至是系統磁碟區和啟始磁碟區),都可以使用相同的或不同的控制器映射到其他磁牒上大小相同或更大的另一個磁碟區。最好使用大小、型號和製造廠家都相同的磁牒作映射磁碟區,以避免可能產生的相容性錯誤。

  映射磁碟區可以大大地增強讀效能,因為容錯驅動程式同時從兩個磁牒成員中同時讀取資料,所以讀取資料的速度會有所增加。當然,由於容錯驅動程式必須同時向兩個成員寫資料,所以它的寫效能會略有降低。映射磁碟區可包含任何分區(包括啟動分區或系統分區),但是映射磁碟區中的兩個硬碟都必須是Windows 2003動態磁牒。

  5RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區

  在RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區中,Windows 2003通過給該磁碟區的每個硬碟分區中增加奇偶校驗訊息帶區來實現容錯。如果某個硬碟出現故障,Windows 2003便可以用其餘硬碟上的資料和奇偶校驗訊息重建發生故障的硬碟上的資料。

  由於要計算奇偶校驗訊息,所以RAID容錯式獨立磁碟陣列-5捲上的寫操作要比映射捲上的寫操作慢一些。但是,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區比映射磁碟區提供更好的讀效能。其中的原因很簡單,Windows 2003可以從多個磁牒上同時讀取資料。與映射磁碟區相比RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區的性價比較高,而且RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區中的硬碟數量越多,冗餘數據帶區的成本越低。但是RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區也有一些限制。第一,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5捲至少需要3個硬碟才能實現,但最多也不能超過32個硬碟;第二,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區不能包含根分區或系統分區;

  2、實現軟RAID容錯式獨立磁碟陣列


  1在「磁牒管理」中,右擊要設定軟RAID容錯式獨立磁碟陣列的硬碟,並在快捷表單中選項「新增磁碟區」選項,將顯示「新增捲向導」視窗。

  2按下「下一步」按鈕,將顯示「選項磁碟區檔案類型」頁面,在這裡選項要新增的磁碟區檔案類型。通常情況下,為了保障資料的安全,應當選項採用RAID容錯式獨立磁碟陣列-1或RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區。

  3按下「下一步」按鈕,將顯示「選項磁牒」頁面。在左側「所有可用的動態磁牒」列表項中選項要增加的磁牒,並按下「增加」按鈕,即可將其增加至該RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區,並顯示在「選定的動態磁牒」列表項中。

  4動態磁牒增加安畢後,按下「下一步」按鈕,將顯示「指派驅動器號和路徑」頁面。選「指派驅動器號」選項,並為該RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區指派驅動器號,以便於管理和訪問。

  5按下「下一步」按鈕,顯示「磁碟區區格式化」頁面。選項「按下面提供的訊息格式化這個磁碟區」選項,並採用預設的NTFS文件系統和分配服務機構大小。可以為該RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區指定一個卷冊,以用於與其他磁碟區相區別。

  6按下「下一步」按鈕,將顯示「完成新增捲向導」頁面,此時磁碟區的新增完成。

  7按下「完成」按鈕,系統將自動格式化新新增的磁碟區。至此,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區已新增完成。

RAID容錯式獨立磁碟陣列磁碟區的管理


  1、增加映射磁碟區

  對於已有的動態磁牒,可以簡單地通過增加映射磁碟區的方式來提高資料的安全性。

  在「磁牒管理」中,右擊要增加映射磁牒的動態磁牒,並在快捷表單中選項「增加映射」選項,此時將顯示「增加映射」對話視窗。在磁牒列表中選項要設定為映射的動態磁牒,然後按下「增加映射」按鈕,至此映射增加完成,需要注意的是,增加為映射的磁牒空間必須大於或等於現存磁碟區。

  2、測試映射系統或啟動磁碟區

  電腦關機,然後中斷連線或關閉某個磁牒以模擬磁牒故障,使用剩餘映射來重新啟動電腦。驗證 Windows 可正確啟動後,請電腦關機然後重新連接磁牒,重新啟動電腦。啟動表單出現時,選項仍保持連接狀態的磁牒上的映射。開啟電腦管理(本機),在控制台樹中按下「磁牒管理」,右鍵按下具有任一標有「失敗的重複」的磁碟區的磁牒,然後按下「重新啟動磁牒。

  3、重新啟動 RAID容錯式獨立磁碟陣列-5 磁牒

  如果 I/O 錯誤是暫時的,則可以嘗試重新啟動磁牒;開啟電腦管理(本機),在控制台樹中按下」磁牒管理「。右鍵按下局部出現故障的磁牒,然後按下」重新啟動磁牒「,RAID容錯式獨立磁碟陣列-5 磁碟區的狀態應變為」正在重新產生「,然後變為」良好「。

  4、軟RAID容錯式獨立磁碟陣列的恢復

  磁牒冗余的目的就在於當磁牒出現故障時,系統能夠儲存資料的完整性。雖然在RAID容錯式獨立磁碟陣列-1和RAID容錯式獨立磁碟陣列-5中某個磁牒成員的失敗不會導致丟失掉資料,其他成員仍然可以繼續運轉,但是如果失敗不能得到及時恢復,那麼磁牒磁碟區將不再擁有冗余的特性。因此,必須及時恢復失敗的RAID容錯式獨立磁碟陣列-1和RAID容錯式獨立磁碟陣列-5。

  修復映射磁碟區和RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區

  在」磁牒管理「中,失敗磁碟區的狀態將顯示為」失敗的冗余「,磁牒之一將顯示為」離線「、」丟失掉「或」聯機(錯誤)「。可以通過下述操作來恢復映射磁碟區:

  1源T保該磁牒已連線到了電腦,並且已經電源。

  2椰b」磁牒管理「中,右擊標幟為」離線「、」丟失掉「或」聯機(錯誤)「的磁牒,然後在快捷表單中按下」重新啟動磁牒「選項。此時該磁牒的狀態應當回到」良好「,同時映射磁碟區應該自動重新產生。

  如果磁牒被嚴重破壞或者不可能修復,在彈出的快捷表單中將只能看到」移除「指令,此時Windows 2003將無法再修復該映射磁碟區。另外,如果磁牒連續顯示」聯機(錯誤)「,則有可能表明該磁牒很快就要發生故障了,應當盡可能快地取代該磁牒。

  取代磁牒和新增新的映射磁碟區

  如果經修復仍未能重新啟動映射磁牒,或者映射磁碟區的狀態沒有恢復到」良好「狀態,就必須取代失敗磁牒,並新增新的映射磁碟區。

  1在失敗的捲上右擊滑鼠,並選項」移除映射「選項,將顯示」移除映射「對話視窗。

  2從磁牒列表中選項丟失掉的磁牒,然後按下」移除映射「按鈕,將顯示」磁牒管理「警告框,以提示用戶驗證。

  3按下」是「按鈕,將移除該映射磁碟區。然後右擊該丟失掉的磁牒,並在彈出的快捷表單中選項」移除磁牒「選項,將該磁牒移除。

  4更換新的磁牒,並將磁牒設定為動態磁牒。

  5新增新的映射磁碟區。新映射磁碟區的新增程序請參見前述」增加映射磁碟區「。

  3)取代磁牒和重新產生RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區

  1更換故障磁牒,並將它設定為動態磁牒。

  2在」磁牒管理「中,右擊失敗磁牒的RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區,在彈出的快捷表單中選項」恢復磁碟區「選項,將顯示」修復RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區「對話視窗。

  3選項要在RAID容錯式獨立磁碟陣列-5磁碟區中取代失敗磁牒的磁牒,並按下」確定「按鈕。此時RAID容錯式獨立磁碟陣列-5捲開始自動修復。

  4右擊失敗的磁牒,並在彈出的快捷表單中選項」移除磁牒「選項,並從系統中移除該磁牒。


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