Raid技術在計算機等級考試中的應用及研究

摘要：本文主要通過對RAID技術的分析，結合計算機等級考試工作中的實踐，探討了RAID在計算機等級考試機試中的實現及應該注意的問題。

關鍵詞：服務器 RAID 計算機等級考試

1 概述

隨著計算機技術、網絡技術的發展，社會中各類考試正逐步采用計算機在線考試的方式，計算機等級考試分為筆試和機試兩種，上機考試軟件采用客戶機/服務器模式，這就要求服務器應該具有高可靠性和數據絕對安全性，而磁盤是涉及這些問題的設備之一。磁盤陣列（Disk Array）技術的出現就是為了縮小日益擴大的CPU速度和磁盤存儲器速度之間的差距，其策略是用多個較小的磁盤驅動器替換單一的大容量磁盤驅動器，同時合理地在多個磁盤上分布存放數據以支持同時從多個磁盤進行讀寫，從而改善系統的I/O性能。

2 獨立磁盤冗余陣列(RAID)技術簡介

RAID技術是由美國加州大學伯克利分校的D.A.Patterson教授于1987年提出的。簡單地說，RAID就是一種把多塊獨立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和數據冗余的技術。采用鏡像、奇偶檢驗等措施來提高系統的容錯能力，保證數據的可靠性。因此，RAID具有容量大、可靠性高和存取速度快的優點。

2.1 RAID的基本工作模式

RAID技術經過不斷的發展，現在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級別。另外，還有一些基本RAID級別的組合形式，如RAID 10（RAID 0與RAID 1的組合），RAID 50（RAID 0與RAID 5的組合）等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數據安全性和存儲成本。但我們最為常用的是下面的幾種RAID形式。

（1）RAID 0是無數據冗余的存儲空間條帶化，具有成本低、讀寫性能極高、存儲空間利用率高等特點，適用于音、視頻信號存儲、臨時文件的轉儲等對速度要求極其嚴格的特殊應用。

（2）RAID 1是兩塊硬盤數據完全鏡像，安全性好，技術簡單，管理方便，讀寫性能均好。因為它是一一對應的，所以它無法單塊硬盤擴展，要擴展，必須同時對鏡像的雙方進行同容量的擴展。因為這種冗余方式為了安全起見，實際上只利用了一半的磁盤容量，數據空間浪費大。

（3）RAID 0＋1綜合了RAID 0和RAID 1的特點，獨立磁盤配置成RAID 0，兩套完整的RAID 0互相鏡像。它的讀寫性能出色，安全性高，但構建陣列的成本投入大，數據空間利用率低。

2.2 RAID種類

磁盤陣列分為全軟陣列、半軟陣列和全硬陣列三種

（1）全軟陣列是指RAID的所有功能都是由主機的CPU來完成，沒有第三方的控制處理芯片，這是一種低效的RAID。

（2）半軟半硬陣列，該陣列主要缺乏自己的I/O處理芯片，所以這方面的工作仍需要由CPU和驅動器來完成，而且這種陣列所采用的RAID控制處理芯片的能力一般較弱，不能支持高的RAID。

（3）全硬陣列，該陣列具備了自己的RAID控制處理芯片和I/O處理芯片，甚至還有陣列緩存，是一個完整的系統，所有需要的功能均可以做進去，所以硬陣列所提供的功能和性能均比軟陣列好。全硬陣列主要有兩種方式：第一種是RAID適配卡，通過RAID適配卡插入PCI插槽再接上硬盤實現硬盤的RAID功能；第二種方式是直接在主板上集成RAID控制處理芯片，讓主板能直接實現磁盤RAID，這種方式低于專用的RAID適配卡。

3 計算機等級上機考試應如何選擇自己的磁盤陣列

由于RAID級別繁多，而且所使用的技術差異較大，配置適當的RAID工作模式，關系到服務器整體性能的提升，以及所存儲數據的安全。具體設計磁盤陣列時選擇哪一個工作模式應注意以下四個事項：

1）、用戶數據需要多少空間。

2）、校驗帶來的磁盤空間損失。

3）、應用的性能要求。

4）、在磁盤故障時，磁盤的重建時間。

根據計算機等級考試中心的上機環境要求和現有服務器的配置，選擇RAID0+1工作模式比較適合，不但可以實現數據實時備份，還極大地保證了數據的安全。

4 服務器中RAID安裝及實現

服務器中RAID卡一般有SCSI和IDE兩種。SCSI驅動器獨立于CPU的控制 ，可以對大量數據提供高速傳輸速率，并且不占用CPU的處理時間。這就意味著，如果是SCSI RAID磁盤陣列的話，對數據的接受，分卷和組裝完全由SCSI磁盤控制器來完成，幾乎無需CPU 處理;而IDE RAID的解決方案中，數據的接受，分卷和組裝都有CPU來處理。

IDE RAID 如今受到越來越多的歡迎，這主要歸功于它的整體價格要比SCSI配置低的多。有一點我們不可否認，在當今的技術中， IDE RAID陣列對許多商業應用并不是最佳的解決方案，但是它的價格卻要比遠遠低于SCSI。

以HP ML150G6 服務器為例介紹IDE RAID卡配置RAID 1+0 的過程。

1）、開機，當系統通過主板BIOS自檢時，同時鍵入F10進入BIOS設置界面。

2）、選擇Advanced?Harddisk Configuration ?設置Sata Control 1 Mode 為RAID?F10保存退出；

3）、重啟服務器，等待磁盤陣列加載時，按F8進入RAID配置界面，出現Main Menu主菜單，選擇Create Logical Drive ，選擇源盤為Disk 1，目標盤為Disk 2 。

4）、RAID Configurations 設置為RAID 1+0

5）、回車創建。

5 安裝RAID過程中常見問題及解決方法

1）、BIOS版本與RAID驅動程序版本不符，導致安裝后藍屏。解決方法安裝RAID前升級BIOS并且到官網下載最新的RAID驅動程序。

2）、安裝RAID 1+0 要求硬盤型號、容量、轉速完全相符，如果不符將會導致安裝失敗。

6 小結

隨著考試信息化的深入發展，考試領域不斷擴展，考試實施逐步網絡化，考試數據的安全性就顯得十分重要。在解決數據安全方面RAID技術是基礎，恰當的配置RAID工作模式，發揮服務器的最佳性能，對考試網絡化、信息化具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 姜寧康，時成閣 編著.網絡存儲導論[M].清華大學出版社.

作者簡介：呼廣順，1978.8，男，漢，山東 聊城，西安歐亞學院教師，碩士，從事計算機科學技術、計算機網絡技術、數據庫技術研究。