Windows 2003實現軟RAID

大家知道，硬體RAID解決方案速度快、穩定性好，可以有效地提供高水準的硬盤可用性和冗餘度，但是居高不下的價格實在令人可畏。 不過可慶幸的是，Windows 2003提供了內嵌的軟件RAID功能，並且軟RAID可以實現RAID-0、RAID-1、RAID-5。軟RAID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-5 卷是數據和奇偶校驗間斷分佈在三個或更多物理磁盤的容錯卷。
如果物理磁盤的某一部分失敗，我們可以用余下的數據和奇偶校驗重新創建磁盤上失敗的那一部分上的數據。對于多數活動由讀取數據構成的計算機環境中的數據冗余來說，RAID-5 卷是一種很好的解決方案。可使用基于硬件或基于軟件的解決方案來創建 RAID-5 卷。通過基于硬件的 RAID，智能磁盤控制器處理組成 RAID-5 卷的磁盤上的冗余信息的創建和重新生成。

Windows Server 2003 家族操作系統提供基于軟件的 RAID，其中 RAID-5 卷中的磁盤上的信息的創建和重新生成將由“磁盤管理”來處理，兩種情況下數據都將跨磁盤陣列中的所有成員進行存儲。當然，軟RAID的性能和效率是不能與硬RAID相提并論的。下面我們首先從動態磁盤的創建談起，然后說明在Windows 2003 Server 實現如何實現軟RAID，最后講一下軟RAID的管理。

二、創建動態磁盤

在安裝Windows 2003 Server時，硬盤將自動初始化為基本磁盤。我們不能在基本磁盤分區中創建新卷集、條帶集或者RAID-5組，而只能在動態磁盤上創建類似的磁盤配置。也就是說，如果想創建RAID-0、RAID-1或RAID-5卷，就必須使用動態磁盤。在Windows 2003 Server安裝完成后，可使用升級向導將它們轉換為動態磁盤。

在將一個磁盤從基本磁盤轉換為動態磁盤后，磁盤上包含的將是卷，而不再是磁盤分區。其中的每個卷是硬盤驅動器上的一個邏輯部分，還可以為每個卷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盤上創建卷。動態磁盤有以下幾個優于基本磁盤的特點：

卷可以擴展到包含非鄰接的空間，這些空間可以在任何可用的磁盤上。
對每個磁盤上可以創建的卷的數目沒有任何限制。
Windows 2003將動態磁盤配置信息存儲在磁盤上，而不是存儲在其他位置。同時，這些信息不能被準確地更新。Windows 2003將這些磁盤配置信息復制到所有其他動態磁盤中。因此，單個磁盤的損壞將不會影響到訪問其他磁盤上的數據。

一個硬盤既可以是基本的磁盤，也可以是動態的磁盤，但不能二者兼是，因為在同一磁盤上不能組合多種存儲類型。但是，如果計算機有多個硬盤，就可以將各個硬盤分別配置為基本的或動態的。

1、從基本磁盤升級到動態磁盤：

①依次單擊“開始”->“所有程序”->“管理工具”->“計算機管理”選項，顯示“計算機管理”窗口。

②在左側控制臺中依次展開“存儲”->“磁盤管理”選項，以顯示計算機中安裝的所有磁盤。

③右擊要設置為動態磁盤的硬盤，并在彈出的快捷菜單中選擇“升級到動態磁盤”選項，將顯示“升級到動態磁盤”對話框。

④選中要升級的磁盤，然后單擊“確定”：按鈕，將顯示“要升級的磁盤”對話框，在這里要求用戶對要升級為動態磁盤的硬盤進行確認。這樣做的原因很簡單，因為這一升級操作是不可逆的。也就是說，基本磁盤可以升級為動態磁盤，但動態磁盤卻不能恢復為基本磁盤。

⑤單擊“升級”按鈕，將顯示“磁盤管理”提示框，系統再次要求用戶對磁盤升級予以確認。當將該磁盤升級為動態磁盤后，Windows98/Me等操作系統將不能再從該磁盤引導啟動。

⑥單擊“是”按鈕，將顯示“升級磁盤”警告框。在這里提示要升級磁盤上將被強制卸下，并要求用戶對該操作進一步予以確認。

⑦單擊“是”按鈕，系統將開始磁盤的升級過程。當升級完成后，將顯示 “確認”警告框，單擊“確定”按鈕將重新啟動計算機，以完成磁盤的升級過程。

在升級到動態磁盤時，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錄才能完成該過程。如果計算機與網絡連接，則網絡策略設置也可能阻止我們完成此步驟。
將基本磁盤升級到動態磁盤后，就再也不能將動態卷改回到基本分區。這時惟一的方法就是，必須刪除磁盤上的所有動態卷，然后使用“還原為基本磁盤”命令。
在升級磁盤之前，應該關閉在那些磁盤上運行的程序。
為保證升級成功，任何要升級的磁盤都必須至少包含1MB的未分配空間。在磁盤上創建分區或卷時，“磁盤管理”工具將自動保留這個空間，但是帶有其他操作系統創建的分區或卷的磁盤上可能就沒有這個空間。
扇區大小超過512字節的磁盤，不能從基本磁盤升級為動態磁盤。
一旦升級完成，動態磁盤就不能包含分區或邏輯驅動器，也不能被非Windows 2003的其他操作系統所訪問。

2、將新磁盤設置為動態磁盤

①計算機安裝新硬盤后，當第一次訪問“計算機管理”中的“磁盤管理”工具時，將自動運行“寫入簽名和升級磁盤向導”窗口。

②單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇要寫入簽名的磁盤”頁面，在該列表中選擇要寫入簽名的磁盤。需要注意的是，磁盤在安裝到系統前必須進行簽名。

③單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇要升級的磁盤”頁面，選擇要升級為動態磁盤的磁盤。

④單擊“下一步”按鈕，將顯示“完成寫入簽名和升級磁盤向導”頁面，在這里要求確認簽名并升級的磁盤。如果有任何不妥，可單擊“上一步”按鈕返回并重新進行設置。

⑤單擊“完成”按鈕，動態磁盤升級過程完成。

三、實現軟RAID

軟RAID也必須在多磁盤系統中才能實現。實現RAID-1最少要擁有兩塊硬盤，而實現RAID-5則最少要擁有三塊硬盤。通常情況下，操作系統所在磁盤采用RAID-1，而數據所在磁盤采用RAID-5。

1、卷的類型

①簡單卷

簡單卷由單個物理磁盤上的磁盤空間組成，它可以由磁盤上的單個區域或鏈接在一起的相同磁盤上的多個區域組成。可以在同一磁盤中擴展簡單卷或把簡單卷擴展到其他磁盤。如果跨多個磁盤擴展簡單卷，則該卷就是跨區卷。

只能在動態磁盤上創建簡單卷。簡單卷不能包含分區或邏輯驅動器，也不能由MS-DOS 或Windows 2003以外的其他Windows操作系統訪問。如果網絡中的計算機還在運行Windows98或更早版本，那么應該創建分區而不是動態卷。

如果想在創建簡單卷后增加它的容量，則可通過磁盤上剩余的未分配空間來擴展這個卷。要擴展一個簡單卷，則該卷必須使用Windows 2003中所用的NTFS版本格式化。同時不能擴展基本磁盤上作為以前分區的簡單卷。也可將簡單卷擴展到同一計算機的其他磁盤的區域中。當將簡單卷擴展到一個或多個其他磁盤時，它會變成為一個跨區卷。在擴展跨區卷之后，不刪除整個跨區卷便不能將它的任何部分刪除。要注意的是跨區卷不能是鏡像卷或帶區卷。

②條帶卷

利用條帶卷，可以將兩個或者更多磁盤(最多為32塊硬盤)的空余空間組成為一個卷。在向條帶卷中寫入數據時，數據被分割為64KB的塊，并均衡地分布在陣列中的所有磁盤上。一個陣列是兩個或者多個磁盤的集合。條帶卷可以有效地提高磁盤的讀取性能，但是它并不提供容錯功能，任何一塊硬盤的損壞都會導致全部數據的丟失。條帶卷類似于RAID-0。

③跨越卷

利用跨越卷，也可以將來自兩個或者更多磁盤(最多為32塊硬盤)的空余磁盤空間組成為一個卷。與條帶卷所不同的是，將數據寫入跨越卷時，首先填滿第一個磁盤上的空余部分，然后再將數據寫入下一個磁盤，依次類推。雖然利用跨越卷可以快速增加卷的空量，但是跨越卷既不能提高對磁盤數據的讀取性能，也不提供任何容錯功能。當跨越卷中的某個磁盤出現故障時，存儲在該磁盤上的所有數據將全部丟失。

④鏡像卷

利用鏡像卷即RAID-1卷，可以將用戶的相同數據同時復制到兩個物理磁盤中。如果其中的一個物理磁盤出現故障，雖然該磁盤上的數據將無法使用，但系統能夠繼續使用尚未損壞而仍繼續正常運轉的磁盤進行數據的讀寫操作，從而通過另一磁盤上保留完全冗余的副本，保護磁盤上的數據免受介質故障的影響。由此可見，鏡像卷的磁盤空間利用率只有50%(即每組數據有兩個成員)，所以鏡像卷的成本相對較高。要創建一個鏡像卷，必須使用另一磁盤上的可用空間。動態磁盤中現有的任何卷(甚至是系統卷和引導卷)，都可以使用相同的或不同的控制器鏡像到其他磁盤上大小相同或更大的另一個卷。最好使用大小、型號和制造廠家都相同的磁盤作鏡像卷，以避免可能產生的兼容性錯誤。

鏡像卷可以大大地增強讀性能，因為容錯驅動程序同時從兩個磁盤成員中同時讀取數據，所以讀取數據的速度會有所增加。當然，由于容錯驅動程序必須同時向兩個成員寫數據，所以它的寫性能會略有降低。鏡像卷可包含任何分區(包括啟動分區或系統分區)，但是鏡像卷中的兩個硬盤都必須是Windows 2003動態磁盤。

⑤RAID-5卷

在RAID-5卷中，Windows 2003通過給該卷的每個硬盤分區中添加奇偶校驗信息帶區來實現容錯。如果某個硬盤出現故障，Windows 2003便可以用其余硬盤上的數據和奇偶校驗信息重建發生故障的硬盤上的數據。

由于要計算奇偶校驗信息，所以RAID-5卷上的寫操作要比鏡像卷上的寫操作慢一些。但是，RAID-5卷比鏡像卷提供更好的讀性能。其中的原因很簡單，Windows 2003可以從多個磁盤上同時讀取數據。與鏡像卷相比RAID-5卷的性價比較高，而且RAID-5卷中的硬盤數量越多，冗余數據帶區的成本越低。但是RAID-5卷也有一些限制。第一，RAID-5卷至少需要3個硬盤才能實現，但最多也不能超過32個硬盤；第二，RAID-5卷不能包含根分區或系統分區

2、實現軟RAID

①在“磁盤管理”中，右擊要設置軟RAID的硬盤，并在快捷菜單中選擇“創建卷”選項，將顯示“創建卷向導”窗口。

②單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇卷類型”頁面，在這里選擇要創建的卷類型。通常情況下，為了保障數據的安全，應當選擇采用RAID-1或RAID-5卷。

③單擊“下一步”按鈕，將顯示“選擇磁盤”頁面。在左側“所有可用的動態磁盤”列表框中選擇要添加的磁盤，并單擊“添加”按鈕，即可將其添加至該RAID-5卷，并顯示在“選定的動態磁盤”列表框中。

④動態磁盤添加安畢后，單擊“下一步”按鈕，將顯示“指派驅動器號和路徑”頁面。選中“指派驅動器號”選項，并為該RAID-5卷指派驅動器號，以便于管理和訪問。

⑤單擊“下一步”按鈕，顯示“卷區格式化”頁面。選擇“按下面提供的信息格式化這個卷”選項，并采用默認的NTFS文件系統和分配單位大小。可以為該RAID-5卷指定一個卷標，以用于與其他卷相區別。

⑥單擊“下一步”按鈕，將顯示“完成創建卷向導”頁面，此時卷的創建完成。

⑦單擊“完成”按鈕，系統將自動格式化新創建的卷。至此，RAID-5卷已創建完成。

四、RAID卷的管理

1、添加鏡像卷

對于已有的動態磁盤，可以簡單地通過添加鏡像卷的方式來提高數據的安全性。

在“磁盤管理”中，右擊要添加鏡像磁盤的動態磁盤，并在快捷菜單中選擇“添加鏡像”選項，此時將顯示“添加鏡像”對話框。在磁盤列表中選擇要設置為鏡像的動態磁盤，然后單擊“添加鏡像”按鈕，至此鏡像添加完成，需要注意的是，添加為鏡像的磁盤空間必須大于或等于現存卷。

3、重新激活 RAID-5 磁盤

如果 I/O 錯誤是暫時的，則可以嘗試重新激活磁盤；打開計算機管理（本地），在控制臺樹中單擊"磁盤管理"。右鍵單擊局部出現故障的磁盤，然后單擊"重新激活磁盤"，RAID-5 卷的狀態應變為"正在重新生成"，然后變為"良好"。

4、軟RAID的恢復

磁盤冗余的目的就在于當磁盤出現故障時，系統能夠保存數據的完整性。雖然在RAID-1和RAID-5中某個磁盤成員的失敗不會導致丟失數據，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，那么磁盤卷將不再擁有冗余的特性。因此，必須及時恢復失敗的RAID-1和RAID-5。

1）修復鏡像卷和RAID-5卷

在“磁盤管理”中，失敗卷的狀態將顯示為“失敗的冗余”，磁盤之一將顯示為“脫機”、“丟失”或“聯機(錯誤)”。可以通過下述操作來恢復鏡像卷：

①確保該磁盤已連接到了計算機，并且已經加電。

②在“磁盤管理”中，右擊標識為“脫機”、“丟失”或“聯機(錯誤)”的磁盤，然后在快捷菜單中單擊“重新激活磁盤”選項。此時該磁盤的狀態應當回到“良好”，同時鏡像卷應該自動重新生成。

如果磁盤被嚴重破壞或者不可能修復，在彈出的快捷菜單中將只能看到“刪除”命令，此時Windows 2003將無法再修復該鏡像卷。另外，如果磁盤連續顯示“聯機(錯誤)”，則有可能表明該磁盤很快就要發生故障了，應當盡可能快地替換該磁盤。

2）替換磁盤和創建新的鏡像卷

如果經修復仍未能重新激活鏡像磁盤，或者鏡像卷的狀態沒有恢復到“良好”狀態，就必須替換失敗磁盤，并創建新的鏡像卷。

①在失敗的卷上右擊鼠標，并選擇“刪除鏡像”選項，將顯示“刪除鏡像”對話框。

②從磁盤列表中選擇丟失的磁盤，然后單擊“刪除鏡像”按鈕，將顯示“磁盤管理”警告框，以提示用戶確認。

③單擊“是”按鈕，將刪除該鏡像卷。然后右擊該丟失的磁盤，并在彈出的快捷菜單中選擇“刪除磁盤”選項，將該磁盤刪除。

④更換新的磁盤，并將磁盤設置為動態磁盤。

⑤創建新的鏡像卷。新鏡像卷的創建過程請參見前述“添加鏡像卷”。

3）替換磁盤和重新生成RAID-5卷

①更換故障磁盤，并將它設置為動態磁盤。

②在“磁盤管理”中，右擊失敗磁盤的RAID-5卷，在彈出的快捷菜單中選擇“恢復卷”選項，將顯示“修復RAID-5卷”對話框。

③選擇要在RAID-5卷中替換失敗磁盤的磁盤，并單擊“確定”按鈕。此時RAID-5卷開始自動修復。

④右擊失敗的磁盤，并在彈出的快捷菜單中選擇“刪除磁盤”選項，并從系統中刪除該磁盤。

2、測試鏡像系統或啟動卷

關閉計算機，然后斷開或關閉某個磁盤以模擬磁盤故障，使用剩余鏡像來重新啟動計算機。驗證 Windows 可正確啟動后，請關閉計算機然后重新連接磁盤，重新啟動計算機。啟動菜單出現時，選擇仍保持連接狀態的磁盤上的鏡像。打開計算機管理（本地），在控制臺樹中單擊"磁盤管理"，右鍵單擊具有任一標有"失敗的重復"的卷的磁盤，然后單擊"重新激活磁盤。

文章來自: Tank部落格
引用通告: 查看所有引用 | 我要引用此文章
Tags:
相關日誌: