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Windows_2003的磁盘阵列技术

实验三Windows 2003的磁盘阵列技术

一、实验目的

1．掌握在Windows 2003环境下做磁盘阵列的条件和方法。

2．掌握在Windows 2003环境下实现RAID0的方法。

3. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID1的方法。

4. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID5的方法。

5. 掌握在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据的方法。

二、实验要求

1．在Windows 2003环境下实现RAID0

2．在Windows 2003环境下实现RAID1

3．在Windows 2003环境下实现RAID5

4．在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据

三、实验原理

（一）磁盘阵列RAID技术的概述

RAID是一种磁盘容错技术,由两块以上的硬盘构成冗余，当某一块硬盘出现物理损坏时，换一块同型号的硬盘即可自行恢复数据。RAID有RAID0、RAID1、RAID5等。RAID 技术是要有硬件来支持的，即常说的RAID卡，如果没RAID卡或RAID芯片，还想做RAID，那就要使用软件RAID技术，微软Windows系统只有服务器版本才支持软件RAID技术，如Windows Server 2003等。

（二）带区卷（RAID0）

带区卷是将多个（2-32个）物理磁盘上的容量相同的空余空间组合成一个卷。需要注意的是，带区卷中的所有成员，其容量必须相同，而且是来自不同的物理磁盘。带区卷是Windows 2003所有磁盘管理功能中，运行速度最快的卷，但带区卷不具有扩展容量的功能。它在保存数据时将所有的数据按照64KB分成一块，这些大小为64KB的数据块被分散存放于组成带区卷的各个硬盘中。

（三）镜像卷（RAID1）

镜像卷是单一卷的两份相同的拷贝，每一份在一个硬盘上。它提供容错能力，又称为RAID1技术。

RAID1的原理是在两个硬盘之间建立完全的镜像，即所有数据会被同时存放到两个物

理硬盘上，当一个磁盘出现故障时，系统仍然可以使用另一个磁盘内的数据，因此，它具备容错的功能。但它的磁盘利用率不高，只有50%。

（四）带奇偶校验的带区卷（RAID5）

RAID-5卷是具有容错能力的带区卷，要求最少三个，最多32个硬盘。RAID-5卷在存储数据时，会根据数据内容计算出奇偶校验数据，并将该校验数据一起写入到RAID-5卷中。当某个磁盘出现故障时，系统可以利用其他硬盘中的数据和该奇偶校验数据恢复丢失的数据，具有一定的容错能力。

奇偶校验数据不是存储在固定的磁盘内，而是依序分布在每台磁盘内，例如第一次写入时存储在磁盘0、第二次写入时存储在磁盘1……存储到最后一个磁盘后，再从磁盘0开始存储。

RAID-5卷的写入效率相对镜像卷较差，因为写入数据的同时要进行奇偶校验数据的计算，但读取数据时比镜像卷好，因为可以从多个磁盘读取数据，并且不用计算奇偶校验数据。

RAID-5卷的磁盘空间有效利用率为（n-1）/n，其中n为磁盘的数目，从这一点上看，比镜像卷的50%要好。

四、实验设备

1．一台装有Windows Server 2003系统的虚拟机。

2．虚拟网卡一块，类型为“网桥模式”。

3．虚拟硬盘五块。

五、实验步骤

（一）组建RAID实验的环境

下面将在Windows Server 2003中做磁盘阵列实验，因此需要创建一个Windows Server 2003虚拟机，然后向此虚拟机中添加5块虚拟硬盘。如图1所示。

图1 共添加5块硬盘

（二）初始化新添加的硬盘

在做磁盘RAID的实验之前，操作系统会对新添加的硬盘进行初始化工作，具体步骤如下：

1、运行实验用的虚拟机，进入系统后，选择“开始”→“管理工具”→“计算机管理”命令，进入“计算机管理”窗口。

2、单击“磁盘管理”选项，因为新添加了硬盘，系统将进入磁盘初始化向导，单击“下一步”按钮，如图2所示。

图2 进入磁盘初始化和转换向导

3、在图3中，选择将要初始化的硬盘，单击“下一步”按钮。

图3 选择要初始化的磁盘

4、在图4中，选择要转换的磁盘，然后单击“下一步”按钮。

图4 选择要转换的磁盘

5、在图5中，单击“完成”按钮，即可完成磁盘的初始化和转换。

图5 向导完成

（三）带区卷（RAID0的实现）

1、在“计算机管理”窗口中，右击第1块硬盘的剩余空间，在弹出的快捷菜单中选择“新建卷”命令。

2、在图6中，选中“带区”单选按钮，然后单击“下一步”按钮。

图6 创建带区卷

3、在图7中，添加5块硬盘，并在“选择空间量”数值框中输入204Mb，然后单击“下一步”按钮。（注：最后该卷空间为204Mb×5=1020Gb）

图7 为带区卷添加硬盘并分配空间

4、在图8中，为带区卷指派盘符I，然后单击“下一步”按钮。

图8 为新建卷指派驱动器盘符

5、在图9中，设置卷标名为raid0，并且选中“执行快速格式化”复选框，单击“下一步”按钮。

图9 格式化新建卷并设置卷标

6、创建完成后，带区卷用“海绿色”表示。

（四）磁盘阵列（RAID1的实现）

1、在“磁盘管理”中，选择第2块硬盘，用鼠标右击硬盘，在弹出的快捷菜单中选择“新建卷”命令，如图10所示。

图10 新建卷

2、在欢迎使用新建卷向导的对话框中，单击“下一步”按钮，进入新建卷向导，如图11所示。

图11 欢迎使用新建卷向导

3、在图12中，选择“镜像”单选按钮，然后单击“下一步”按钮。

图12 选择卷类型

4、在图13中的可用磁盘中选中磁盘2，然后单击“添加”按钮，将其添加到“已选的”列表中。

图13 添加磁盘

5、在添加完一块磁盘后，由于创建的是镜像卷不能再添加磁盘，在“选择空间量”数值框中设置镜像卷大小为204Mb，然后单击“下一步”按钮，如图14所示。

图14 镜像卷只能添加一个磁盘

6、在图15中，为新添加的卷指派盘符G，然后单击“下一步”按钮。

图15 为新添加的卷指派驱动器号

7、在图16中，设置卷标名为raid1，并且选中“执行快速格式化”复选框，单击“下一步”按钮。

图17 对新添加的卷格式化并指定卷标

8、完成新建卷的向导后，在图17中，单击“完成”按钮。

图18 完成新建卷向导

9、在“计算机管理”窗口中可以看到正在格式化新建的镜像卷，如图18所示。

图18 格式化新建卷

10、新建卷的格式化完成后，会重新同步镜像卷上的数据。

11、创建镜像卷后，用“褐色”表示。

（五）带奇偶校验的带区卷（RAID5的实现）

1、在“计算机管理”窗口中，右击第1块硬盘的剩余空间，在弹出的快捷菜单中选择“新建卷”命令。

2、在图19中，选中“RAID-5”单选按钮，然后单击“下一步”按钮。

图19 创建带区卷

3、在图20中，添加第1-3块块硬盘，并在“选择空间量”数值框中输入204Mb，然后单击“下一步”按钮。（注：最后该卷空间为204Mb×5=1020Gb）

图20添加硬盘并分配空间

4、在指派驱动器号和路径的对话框中，为新建的卷分配盘符H，然后单击“下一步”按钮。

5、在卷区格式化的对话框中，设置卷标名为raid5，并且选中“执行快速格式化”复选框，单击“下一步”按钮。

6、创建raid5卷后，该卷用“天蓝色”表示。

（六）磁盘阵列数据的恢复

在前面所做的实验中，磁盘镜像和RAID5中的一个硬盘损坏时，数据可以恢复，但带区卷中的一个硬盘损坏时，所有数据将丢失并且不能恢复。下面只介绍恢复RAID5卷的过程，其它的与其操作步骤相似。具体步骤如下：

1、关闭虚拟机，编辑虚拟机的配置文件，将第1块虚拟硬盘删除，从而模拟硬盘损坏。

2、重启虚拟机，进入系统后，选择“开始”→“管理工具”→“计算机管理”命令，进入“计算机管理”窗口。

3、单击“磁盘管理”选项，将出现如图21所示的情形，出现标记为“丢失”的动态磁盘。

图21 RAID5卷出现故障

4、右击“磁盘管理”选项，选择“重新扫描磁盘”。

5、右击“失败”的RAID-5卷中工作正常的任一成员，在弹出菜单中选择“修复卷”选项，弹出如图22所示的对话框，选择新建磁盘来取代原来的故障盘，单击“确定”按钮。

6、将标记为“丢失”的磁盘删除掉，RAID-5卷恢复正常，如图23所示。

图23 RAID-5卷恢复正常

六、实验注意事项

1、该实验是使用Windows Server 2003实现的“软件”磁盘阵列，虽然与硬件的磁盘阵列效果类似，但对于实现专用服务器的“硬件”磁盘阵列来说，实现的操作步骤是不同的。硬件的磁盘阵列需要在安装操作系统之前创建，而软件的磁盘阵列，是在安装系统之后实现。

2、Windows Server 2003支持软件的RAID0、RAID1、RAID5，而Windows 2000 Server 只支持镜像。

RAID概念图解

RAID 技术白皮书作为数据存储方面的专家，LaCie 意识到几乎所有计算机用户都需要存储或备份解决方案，而且他们的数据使用和存储方式也都不尽相同。根据各自的要求，有些人可能更看重性能和容量，而另外一些人则更在意安全性和速度。为满足各种用户的存储需要，LaCie 的专业存储设备采用了 RAID 技术。 RAID（独立冗余磁盘阵列）是一项能提升外部存储解决方案性能的简单技术。它能让您根据自己的需要选择最佳的设备使用方式。简单地说，RAID 技术可以将一个硬盘上的任务分散或复制到多个（少则两个）磁盘上，借此来提高性能或建立数据冗余以防驱动器发生故障。您可以通过设定设备的 RAID 模式来决定设备以何种方式处理数据。本文将介绍 LaCie 专业存储设备中所使用的各种 RAID 级别，以及每种模式下为优化硬盘在 RAID 阵列中的速度、安全性或存储容量而使用的特性。 RAID 术语为更好地了解 RAID 的工作方式，首先应熟悉以下术语：条带化是指将数据分到多个驱动器上。条带 RAID 阵列通常用于将最大的容量合并到单个卷中。 ?镜像是指将数据复制到多个磁盘上。镜像 RAID 阵列通常能在阵列中有磁盘（至少一个）发生故障时确保数据不丢 ?失，具体取决于阵列的 RAID 级别。容错可让 RAID 阵列在磁盘发生故障时继续工作（即用户仍然可以使用阵列中存储的数据）。不过，并不是所有镜 ?像 RAID 阵列都是用户友好的。例如，有些 RAID 设备必须在关闭后才能更换发生故障的磁盘，而 LaCie RAID 设备重要信息任何 RAID 配置都不能在软件或文件系统损坏的情况下确保数据的可靠性。因此，LaCie 建议定期进行备份，以便保护数据。

磁盘阵列基础知识

奇偶校验（XOR）条带存储，两个分布式存储的校验数据，数据条带存储单位为块。与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。RAID7 这是一种新的RAID标准，其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可以看作是一种存储计算机（Storage Computer），它与其他RAID标准有明显区别。 RAID 7等级是至今为止，理论上性能最高的RAID模式，因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。基本成形式见图，以往一个硬盘是一个组成阵列的“柱子”，而在RAID 7中，多个硬盘组成一个“柱子”，它们都有各自的通道，也正因为如此，你可以把这个图分解成一个个硬盘连接在主通道上，只是比以前的等级更为细分了。这样做的好处就是在读/写某一区域的数据时，可以迅速定位，而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一部分，在RAID 7中，以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘，有自己的读写通道。工程中常用的RAID方式是RAID10和RAID5。下面分别介绍RAID10和RAID01的区别；以及RAID10和RAID5的区别。 RAID10和RAID01的比较 RAID10是先做镜象，然后再做条带。

RAID01则是先做条带，然后再做镜象。比如以6个盘为例，RAID10就是先将盘分成3组镜象，然后再对这3个RAID1做条带。RAID01则是先利用3块盘做RAID0，然后将另外3块盘做为RAID0的镜象。下面以4块盘为例来介绍安全性方面的差别： 1、RAID10的情况这种情况中，我们假设当DISK0损坏时，在剩下的3块盘中，只有当DISK1一个盘发生故障时，才会导致整个RAID失效，我们可简单计算故障率为1/3。 2、RAID01的情况这种情况下，我们仍然假设DISK0损坏，这时左边的条带将无法读取。在剩下的3块盘中，只要DISK2，DISK3两个盘中任何一个损坏，都会导致整个RAID失效，我们可简单计算故障率为2/3。因此RAID10比RAID01在安全性方面要强。从数据存储的逻辑位置来看，在正常的情况下RAID01和RAID10是完全一样的，而且每一个读写操作所产生的IO数量也是一样的，所以在读写性能上两者没什么区别。而当有磁盘出现故障时，比如前面假设的DISK0损坏时，我们也可以发现，这两种情况下，在读的性能上面也将不同，RAID10的读性能将优于RAID01。 RAID10和RAID5的比较为了方便对比，这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比，RAID5选择3D+1P的RAID方案，RAID10选择2D+2D的RAID方案，如图：

RoseHA-技术白皮书

信息高可用性当前，企业的信息化已经非常普遍，众多的企业都建立了计算机网络系统，支持企业的生产、运营和管理工作。企业最关心的问题之一是如何建立并维持网络的稳定性和运行的持续性，于是，高可用性对于网络显得越来越重要。事实上，如果一些关键应用一旦停止下来，所造成的损失是难以估计的。由于网络瘫痪而影响了企业的信誉，致使客户对企业失去信任，所造成的危害是致命的。另一方面，计算机硬件与软件都不可避免地会发生故障，这些故障有可能给企业带来极大的损失，甚至整个服务的终止，网络的瘫痪。可见，对一些特别的企业或公司，系统的高可用性显得更为重要。因此，必须有适当的措施来确保计算机系统提供不间断的服务，以维护系统的可用性。信息系统的可用性通常在两种情况下会受到影响，一种是系统当机、错误操作和管理引起的异常失败，另一种是由于系统维护和升级，需要安装新的硬件或软件而正常关机。高可靠性软件必须为这两种情况提供不间断的系统服务。系统可用性基本类型 z通常可用性系统通常可用性系统没有容错功能，也没有特殊的软件来作错误处理，系统的错误检查和恢复完全依靠系统管理员来完成。 z高可用性系统高可用性系统是在冗余的通常可用性系统基础之上，运行高可靠性软件而构成。高可靠性软件用于自动检测系统的运行状态，在一台服务器出现故障的情况下，自动地设定的服务转到另一台服务器上。 z容错系统容错系统是由专用昂贵的多机系统组成，错误处理能力是计算机硬件和操作系统本身提供。一般的应用软件也需要修改后方能在上面运行。高可用性系统的功能 z软件故障监测与排除 z管理站能够监视各站点的运行情况，能随时或定时报告系统运行状况，故障能及时报告和告警，并有必要的控制手段 z实现错误隔离以及主、备份服务器间的服务切换 RoseHA的设计目标 ⑴可靠性： RoseHA是一可靠而又高效的系统。它可以减少系统运行过程中的宕机时间，提高数据和服务的可靠性，并防止虚假报警。一般来说，恢复一个故障服务，RoseHA最多只需要几分钟的时间,因为在接管该

磁盘阵列配置全程解

磁盘阵列配置全程解（图) 说到磁盘阵列（RAID，Redundant Array of Independent Disks），现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一，特别是中小型企业，因为磁盘阵列应用非常广泛，它是当前数据备份的主要方案之一。然而，许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍，却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法，所以仍只是一知半解，到自己真正配置时，却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法，给出一些关键界面，使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍，还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识，这样可以为实际的配置找到理论依据。一、磁盘阵列实现方式磁盘阵列有两种方式可以实现，那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能，其中Windows NT/2000 Server/ Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5；NetWare操作系统

可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低，有的降代还比较大，达30%左右。硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的，这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡，不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器，如Intel的I960芯片，HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等，还拥有专门的存贮器，用于高速缓冲数据。这样一来，服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理，因此不需要大量的CPU及系统内存资源，不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作，它的性能要远远高于常规非阵列硬盘，并且更安全更稳定。二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准，各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种，RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化，具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗

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5.扩展功能 (19) 5.1 企业档案门户集成 (19) 5.2企业年鉴展示 (19) 5.3照片档案展示 (20) 5.4 数据安全控制 (20) 5.5数据一体化接口 (20) 5.6信息提醒接口 (20) 6.技术创新 (21) 6.1文档安全控制 (21) 6.2 全文检索技术 (22) 6.3 光盘打包技术 (23) 6.4工作流技术 (23) 6.5 海量存储技术 (24) 6.6异构数据接口 (24) 6.7系统的可扩展性 (24) 6.8档案管理平台综合业务管理 (24) 7.公司简介 (24)

磁盘阵列基础知识

基本的RAID介绍 RAID是英文Redundant Array of Independent Disks（独立磁盘冗余阵列），简称磁盘阵列。下面将各个级别的RAID介绍如下。 RAID0 条带化（Stripe）存储。理论上说，有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N 倍。RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构。 RAID1 镜象（Mirror）存储。它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。 RAID2 海明码（Hamming Code）校验条带存储。将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，使用称为海明码来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。

RAID3 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为字节。它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。 RAID4 奇偶校验（XOR）条带存储，共享校验盘，数据条带存储单位为块。RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。 RAID5

磁盘阵列技术详解

由磁盘阵列角度来看磁盘阵列的规格最重要就在速度，也就是CPU的种类。我们知道SCSI的演变是由SCSI 2 (Narrow, 8 bits, 10MB/s), SCSI 3 (Wide, 16bits, 20MB /s), Ultra Wide (16bits, 40MB/s), Ultra 2 (Ultra Ultra Wide, 80MB /s), Ultra 3 (Ultra Ultra Ultra Wide, 160MB/s)，在由SCSI到Serial I/O，也就是所谓的 Fibre Channel (FC- AL, Fibre Channel - Arbitration Loop, 100 – 200MB/s), SSA (Serial Storage Architecture, 80 – 16 0 MB /s), 在过去使用 Ultra Wide SCSI, 40MB/s 的磁盘阵列时，对CPU的要求不须太快，因为SCSI本身也不是很快，但是当SCSI演变到Ultra 2, 80MB/s时，对CPU的要求就非常关键。一般的CPU, (如 586)就必须改为高速的RISC CPU, (如 Intel RISC CPU, i960RD 32bits, i960RN 64 bits)，不但是RISC CPU, 甚至于还分 32bits, 64 bits RISC CPU 的差异。586 与 RISC CPU 的差异可想而知 ! 这是由磁盘阵列的观点出发来看的。由服务器的角度来看服务器的结构已由传统的 I/O 结构改为 I2O ( Intelligent I/O, 简称 I2O ) 的结构，其目的就是为了减少服务器CPU的负担，才会将系统的 I/O 与服务器CPU负载分开。Intel 因此提出 I2O 的架构，I2O 也是由一颗 RISC CPU ( i960RD 或I960RN ) 来负责 I/O 的工作。试想想若服务器内都已是由 RISC i960 CPU 来负责 I/O，结果磁盘阵列上却仍是用 586 CPU，速度会快吗 ? 由操作系统的角度来看在操作系统都已由 32 bits 转到 64 bits，磁盘阵列上的CPU 必须是 Intel i960 RISC CPU 才能满足速度的要求。586 CPU 是无法满足的! 磁盘阵列的功能使用磁盘阵列的好处，在于数据的安全、存取的速度及超大的存储容量。如何确保数据的安全，则取决于磁盘阵列的设计与品质。其中几个功能是必须考虑的：是否有环境监控器针对温度、电压、电源、散热风扇、硬盘状态等进行监控。磁盘阵列内的硬盘连接方式是用SCA-II整体后背板还是只是用SCSI 线连的？在 SCA-II整体后背板上是否有隔绝芯片以防硬盘在热插拔时所产生的高/低电压，使系统电压回流，造成系统的不稳定，产生数据丢失的情形。我们一定要重视这个问题，因为在磁盘阵列内很多硬盘都是共用这同一SCSI 总线！一个硬盘热插拔，可不能引响其它的硬盘！甚幺是热插拔或带电插拔？硬盘有分热插拔硬盘， 80针的硬盘是热插拔硬盘，68针的不是热插拔硬盘，有没有热插拔，在电路上的设计差异就在于有没有保护线路的设计，同样的硬盘拖架也是一样有分真的热插拔及假的热插拔的区别。磁盘阵列内的硬盘是否有顺序的要求？也就是说硬盘可否不按次序地插回阵列中，数据仍能正常的存取？很多人认为不是很重要，不太会发生，但是可能会发生的，我们就要防止它发生。假如您用六个硬盘做阵列，在最出初始化时，此六个硬盘是有顺序放置在磁盘阵列内，分为第一、第二…到第六个硬盘，是有顺序的，如果您买的磁盘阵列是有顺序的要求，则您要注意了：有一天您将硬盘取出，做清洁时一定要以原来的摆放顺序插

SureHA 技术白皮书

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第 1 章 SureHA100G2集群系统概览 2 目录 SureHA100G2 技术白皮书 .................................................................................................. 1 第 1 章何谓集群系统 ..................................................................................................... 4 集群系统的概要 ................................................................................................................................... 4 HA (High Availability)集群 ................................................................................................................ 4 共享磁盘型 ....................................................................................................................................................... 5 镜像磁盘型 ....................................................................................................................................................... 7 系统构成 .............................................................................................................................................. 7 故障保护原理 ..................................................................................................................................... 10 共享磁盘的互斥控制 ....................................................................................................................................... 11 网络分区症状 (Split-brain-syndrome) ......................................................................................................... 11 集群资源的交接 ................................................................................................................................. 11 数据的交接 ..................................................................................................................................................... 11 IP 地址的交接 .................................................................................................................................................. 12 应用程序的交接 .............................................................................................................................................. 12 失效切换总结 .................................................................................................................................................. 14 Single Point of Failure 的排除 ......................................................................................................... 14 共享磁盘 ......................................................................................................................................................... 15 共享磁盘的访问路径 ....................................................................................................................................... 16 LAN ................................................................................................................................................................ 16 支持可用性的操作 ............................................................................................................................. 17 操作前测试 ..................................................................................................................................................... 17 故障的监视 ..................................................................................................................................................... 17 第 2 章关于SureHA100G2......................................................................................... 19 SureHA100G2的产品结构 ................................................................................................................ 19 SureHA100G2的软件配置 ................................................................................................................ 19 SureHA100G2 的故障监视原理 ....................................................................................................... 20 何谓服务器监视 .............................................................................................................................................. 20 何谓业务监视 .................................................................................................................................................. 20 何谓内部监视 .................................................................................................................................................. 21 可监视的故障和无法监视的故障 ........................................................................................................ 21 通过服务器监视可以查出的故障和无法查出的故障 ........................................................................................ 21 通过业务监视可以查出的故障和无法查出的故障 ............................................................................................ 21 网络分区解析 ..................................................................................................................................... 22 失效切换的原理 ................................................................................................................................. 22 由SureHA100G2构建的共享磁盘型集群的硬件配置 ...................................................................................... 23 用SureHA100G2构建的镜像磁盘型集群的硬件配置 .. 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磁盘阵列详解配置

磁盘阵列(Disk Array) 1.为什么需要磁盘阵列如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。 1 过去十年来,CPU的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。这种方式在单工环境(single-tasking environment)如DOS之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。其二是使用磁盘阵列的技术。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level,不同的level针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器(RAID controller)?或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求: (1)增加存取速度, (2)容错(fault tolerance),即安全性 (3)有效的利用磁盘空间; (4)尽量的平衡CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能。 2.磁盘阵列原理磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术,称为RAID level, RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写,而每一level代表一种技术,目前业界公认的标准是RAID 0~RAID 5。这个level并不代表技术的高低,level 5并不高于level 3,level 1也不低过level 4,至于要选择那一种RAID level的产品,纯视用户的操作环境(operating environment)及应用(application)而定,与level的高低没有必然的关系。RAID 0及RAID 1适用于PC及PC相关的系统如小型的网络服务器(network server)及需要高磁盘容量与快速磁盘存取的工作站等,因为比较便宜,但因一般人对磁盘阵列不了解,没有看到磁盘阵列对他们价

RoseMirrorHA 4.4技术白皮书

RoseMirrorHA 技术白皮书 2013

目录第一章 1.1 1.2 1.3第二章 2.1 2.2 2.3 2.4 第三章 3.1 3.2 3.3 3.4第四章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 3333 4 4 44 4 555556666677 77信息系统高可用性------------------------------------- 系统可用性基本类型---------------------------------- 高可用性系统的功能----------------------------------- 服务器-----------------------------------------------Client （客户端）--------------------------------------通信连接---------------------------------------------按需复制性能资源最佳化-------------------------------多种数据传输模式-------------------------------------低资源消耗-------------------------------------------网路负载调节----------------------------------------- 强大的意外处理能力-----------------------------------多样化的报警方式-------------------------------------双机高可用性-----------------------------------------RoseMirrorHA 功能特点---------------------------------管理模块---------------------------------------------过滤驱动模块-----------------------------------------数据保护机制-----------------------------------------代理模块---------------------------------------------服务模块---------------------------------------------在线存储---------------------------------------------RoseMirrorHA 软件组成---------------------------------RoseMirrorHA 如何达到信息高可用？--------------------RoseMirrorHA 硬件组成--------------------------------- Active/Active 模式---------------------------------------Active/Standby 模式-------------------------------------人性化管理模式---------------------------------------RoseMirrorHA 高可用应用模式----------------------------自动的应用高可用策略--------------------------------- 4.9 4.10第五章 5.1 5.2第六章结论---------------------------------------------------78支持目前流行的应用----------------------------------- 4.119 11111112 - 2 -

宏杉CRAID3.0技术白皮书-20170401

MacroSAN CRAID3.0 技术白皮书杭州宏杉科技股份有限公司

1.概述 RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）技术于1988年美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson 教授等首次在论文“A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks”中提出，其基本原理是由多个独立的高性能硬盘驱动器组成的硬盘系统，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和数据冗余的技术。作为一种成熟、可靠的硬盘系统数据保护标准，RAID技术自诞生以来一直作为存储系统的基础技术而存在，但是近年整个社会信息化水平不断提高，数据呈现出爆炸式增长趋势，数据取代计算成为信息计算的中心。这促使人们对数据愈加重视，不断追求海量存储容量、高性能、高安全性、高可用性、可扩展性、可管理性等等，因此传统RAID 逐渐暴露出越来越多的问题。为了满足数据增长的需求，硬盘设备制造商不断地提升技术来增加硬盘单位存储密度，如今，高容量硬盘企业和消费市场已经非常普遍。那么当这些高容量硬盘出现硬盘故障而需要进行数据重构时，传统RAID会有哪些缺点？硬盘故障导致数据丢失时，RAID组通过异或算法，通过校验数据和其他数据盘数据得到丢失的数据的过程为数据重构。在这里以7.2K RPM 4TB硬盘为例，在传统的RAID5（8D+1P）中，其重构时间在40个小时左右（无流量压力情况下）。重构的进程会占用系统的资源，导致应用系统整体性能下降，而当用户为了保证应用的及时响应来降低重构的优先级时，重构的时间还将进一步延长。此外，在漫长的数据重构过程中，繁重的读写操作可能引起RAID组中其他硬盘也出现故障或错误，导致故障概率大幅提升，极大地增加数据丢失的风险。另一方面，传统RAID受限于硬盘数量，在数据容量剧增的年代无法满足企业对资源统一灵活调配的需求，同时数据重构时影响数据的读写性能，那么怎么来提供数据的读写性能呢？针对传统RAID的以上问题，宏杉科技提出了全新的CRAID技术。 2.技术实现 CRAID技术是宏杉科技针对传统RAID的缺陷，在传统RAID技术之上的革新。CRAID1.0技术提升了故障硬盘的重建效率，CRAID2.0技术允许RAID组中任意坏三块盘，数据不丢失，而CRAID3.0技术则提升了数据读写性能和缩短重建时间。

RAID详解-AMD篇

RAID详解-AMD篇前言、RAID模式简介 RAID（Redundant Array of Independent Disks）若干个单独的硬盘组成一个逻辑的磁盘。中文一般叫做磁盘阵列。常见的RAID模式有5种：RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 10，JBOD 1、RAID 0（串列）就是把2个（2个以上）硬盘串连在一起组成一个逻辑硬盘，容量是原来的2倍（或2倍以上）。向硬盘写入数据时，同时写入2个硬盘，每个硬盘写入一半，读出时也是从2个硬盘读取，所以速度比单个硬盘快。RAID0是提高硬盘速度。 2、RAID 1（镜像）就是把2个（2个以上）硬盘并连在一起组成一个逻辑硬盘，容量不变，一个硬盘是另一个硬盘的镜像。向硬盘写入数据时，同时写入2个硬盘，每个硬盘写入同样的数据，当一个硬盘有故障，另一个硬盘可以继续工作，更换故障硬盘后，便向新硬

盘复制数据，继续保持2个硬盘存储相同的数据。RAID1是保证数据安全。 3、RAID 5（交叉分布奇偶校验的串列）至少要3个硬盘组成，向硬盘写入数据的同时还写入数据的奇偶校验。速度与2个硬盘的RAID0一样，容量是2个硬盘之和，当其中一个硬盘有故障，更换硬盘后可以恢复这个硬盘的数据。RAID5是既提高速度又保护数据安全。 4、RAID 10（串列和镜像）至少要4个硬盘，就是每2个硬盘组成串列后再做镜像。RAID10的容量是2个硬盘容量之和，其中任何一个硬盘有故障，系统都可以正常工作，当更换硬

盘后就像这个硬盘恢复原来的数据。RAID0是既提高速度又保护数据安全。 5、JBOD严格说不是RAID，它是可以把不同容量的硬盘串连成一个大的逻辑盘，与RAID0

磁盘阵列的关键技术

磁盘阵列的关键技术黄设星存储技术在计算机技术中受到广泛关注，服务器存储技术更是业界关心的热点。一谈到服务器存储技术，人们几乎立刻与SCSI（Small Computer Systems Interface）技术联系在一起。尽管廉价的IDE硬盘在性能、容量等关键技术指标上已经大大地提高，可以满足甚至超过原有的服务器存储设备的需求。但由于Internet的普及与高速发展，网络服务器的规模也变得越来越大。同时，Internet不仅对网络服务器本身，也对服务器存储技术提出了苛刻要求。无止境的市场需求促使服务器存储技术飞速发展。而磁盘阵列是服务器存储技术中比较成熟的一种，也是在市场上比较多见的大容量外设之一。在高端，传统的存储模式无论在规模上，还是安全上，或是性能上，都无法满足特殊应用日益膨胀的存储需求。诸如存储局域网（SAN）等新的技术或应用方案不断涌现，新的存储体系结构和解决方案层出不穷，服务器存储技术由直接连接存储（DAS）向存储网络技术（NAS）方面扩展。在中低端，随着硬件技术的不断发展，在强大市场需求的推动下，本地化的、基于直接连接的磁盘阵列存储技术，在速度、性能、存储能力等方面不断地迈上新台阶。并且，为了满足用户对存储数据的安全、存取速度和超大的存储容量的需求，磁盘阵列存储技术也从讲求技术创新、重视系统优化，以技术方案为主导的技术推动期逐渐进入了强调工业标准、着眼市场规模，以成熟产品为主导的产品普及期。磁盘阵列又叫RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks——廉价磁盘冗余阵列），是指将多个类型、容量、接口，甚至品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列，使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。因此，磁盘阵列读写方式的基本要求是，在尽可能提高磁盘数据读写速度的前提下，必须确保在一张或多张磁盘失效时，阵列能够有效地防止数据丢失。磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快，其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量，并将数据有选择性地分布在多个磁盘上，从而提高系统的数据吞吐率。另外，磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果，通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上，可增加存储容量。磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备。回顾磁盘阵列的发展历程，一直和SCSI技术的发展紧密关联，一些厂商推出的专有技术，如IBM的SSA（Serial Storage Architecture）技术等，由于兼容性和升级能力不尽如人意，在市场上的影响都远不及SCSI技术广泛。由于SCSI技术兼容性好，市场需求旺盛，使得SCSI技术发展很快。从最原始5MB/s传输速度的SCSI-1，一直发展到现在LVD接口的160MB/s传输速度的Ultra 160 SCSI，320MB/s传输速度的Ultra 320 SCSI接口也将在2001年出现（见表1）。从当前市场看，Ultra 3 SCSI技术和RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）技术还应是磁盘阵列存储的主流技术。 1SCSI技术 SCSI本身是为小型机（区别于微机而言）定制的存储接口，SCSI协议的Version 1 版本也仅规定了5MB/s传输速度的SCSI-1的总线类型、接口定义、电缆规格等技术标准。随着技术的发展，SCSI协议的Version 2版本作了较大修订，遵循SCSI-2协议的16位数据带宽，高主频的SCSI存储设备陆续出现并成为市场的主流产品，也使得SCSI技术牢牢地占