Raid技術(shù)在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試中的應(yīng)用及研究

摘要：本文主要通過對(duì)RAID技術(shù)的分析，結(jié)合計(jì)算機(jī)等級(jí)考試工作中的實(shí)踐，探討了RAID在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試機(jī)試中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：服務(wù)器 RAID 計(jì)算機(jī)等級(jí)考試

1 概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)中各類考試正逐步采用計(jì)算機(jī)在線考試的方式，計(jì)算機(jī)等級(jí)考試分為筆試和機(jī)試兩種，上機(jī)考試軟件采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，這就要求服務(wù)器應(yīng)該具有高可靠性和數(shù)據(jù)絕對(duì)安全性，而磁盤是涉及這些問題的設(shè)備之一。磁盤陣列（Disk Array）技術(shù)的出現(xiàn)就是為了縮小日益擴(kuò)大的CPU速度和磁盤存儲(chǔ)器速度之間的差距，其策略是用多個(gè)較小的磁盤驅(qū)動(dòng)器替換單一的大容量磁盤驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)合理地在多個(gè)磁盤上分布存放數(shù)據(jù)以支持同時(shí)從多個(gè)磁盤進(jìn)行讀寫，從而改善系統(tǒng)的I/O性能。

2 獨(dú)立磁盤冗余陣列(RAID)技術(shù)簡(jiǎn)介

RAID技術(shù)是由美國加州大學(xué)伯克利分校的D.A.Patterson教授于1987年提出的。簡(jiǎn)單地說，RAID就是一種把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來形成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能和數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。采用鏡像、奇偶檢驗(yàn)等措施來提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，保證數(shù)據(jù)的可靠性。因此，RAID具有容量大、可靠性高和存取速度快的優(yōu)點(diǎn)。

2.1 RAID的基本工作模式

RAID技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級(jí)別。另外，還有一些基本RAID級(jí)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(jí)別代表著不同的存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲(chǔ)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(shù)據(jù)冗余的存儲(chǔ)空間條帶化，具有成本低、讀寫性能極高、存儲(chǔ)空間利用率高等特點(diǎn)，適用于音、視頻信號(hào)存儲(chǔ)、臨時(shí)文件的轉(zhuǎn)儲(chǔ)等對(duì)速度要求極其嚴(yán)格的特殊應(yīng)用。

（2）RAID 1是兩塊硬盤數(shù)據(jù)完全鏡像，安全性好，技術(shù)簡(jiǎn)單，管理方便，讀寫性能均好。因?yàn)樗且灰粚?duì)應(yīng)的，所以它無法單塊硬盤擴(kuò)展，要擴(kuò)展，必須同時(shí)對(duì)鏡像的雙方進(jìn)行同容量的擴(kuò)展。因?yàn)檫@種冗余方式為了安全起見，實(shí)際上只利用了一半的磁盤容量，數(shù)據(jù)空間浪費(fèi)大。

（3）RAID 0＋1綜合了RAID 0和RAID 1的特點(diǎn)，獨(dú)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(gòu)建陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)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(jī)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(qū)動(dòng)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(gè)完整的系統(tǒng)，所有需要的功能均可以做進(jìn)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(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)磁盤RAID，這種方式低于專用的RAID適配卡。

3 計(jì)算機(jī)等級(jí)上機(jī)考試應(yīng)如何選擇自己的磁盤陣列

由于RAID級(jí)別繁多，而且所使用的技術(shù)差異較大，配置適當(dāng)?shù)腞AID工作模式，關(guān)系到服務(wù)器整體性能的提升，以及所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全。具體設(shè)計(jì)磁盤陣列時(shí)選擇哪一個(gè)工作模式應(yīng)注意以下四個(gè)事項(xiàng)：

1）、用戶數(shù)據(jù)需要多少空間。

2）、校驗(yàn)帶來的磁盤空間損失。

3）、應(yīng)用的性能要求。

4）、在磁盤故障時(shí)，磁盤的重建時(shí)間。

根據(jù)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試中心的上機(jī)環(huán)境要求和現(xiàn)有服務(wù)器的配置，選擇RAID0+1工作模式比較適合，不但可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份，還極大地保證了數(shù)據(jù)的安全。

4 服務(wù)器中RAID安裝及實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器中RAID卡一般有SCSI和IDE兩種。SCSI驅(qū)動(dòng)器獨(dú)立于CPU的控制 ，可以對(duì)大量數(shù)據(jù)提供高速傳輸速率，并且不占用CPU的處理時(shí)間。這就意味著，如果是SCSI RAID磁盤陣列的話，對(duì)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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?dú)w功于它的整體價(jià)格要比SCSI配置低的多。有一點(diǎn)我們不可否認(rèn)，在當(dāng)今的技術(shù)中， IDE RAID陣列對(duì)許多商業(yè)應(yīng)用并不是最佳的解決方案，但是它的價(jià)格卻要比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于SCSI。

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

1）、開機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)通過主板BIOS自檢時(shí)，同時(shí)鍵入F10進(jìn)入BIOS設(shè)置界面。

2）、選擇Advanced?Harddisk Configuration ?設(shè)置Sata Control 1 Mode 為RAID?F10保存退出；

3）、重啟服務(wù)器，等待磁盤陣列加載時(shí)，按F8進(jìn)入RAID配置界面，出現(xiàn)Main Menu主菜單，選擇Create Logical Drive ，選擇源盤為Disk 1，目標(biāo)盤為Disk 2 。

4）、RAID Configurations 設(shè)置為RAID 1+0

5）、回車創(chuàng)建。

5 安裝RAID過程中常見問題及解決方法

1）、BIOS版本與RAID驅(qū)動(dòng)程序版本不符，導(dǎo)致安裝后藍(lán)屏。解決方法安裝RAID前升級(jí)BIOS并且到官網(wǎng)下載最新的RAID驅(qū)動(dòng)程序。

2）、安裝RAID 1+0 要求硬盤型號(hào)、容量、轉(zhuǎn)速完全相符，如果不符將會(huì)導(dǎo)致安裝失敗。

6 小結(jié)

隨著考試信息化的深入發(fā)展，考試領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，考試實(shí)施逐步網(wǎng)絡(luò)化，考試數(shù)據(jù)的安全性就顯得十分重要。在解決數(shù)據(jù)安全方面RAID技術(shù)是基礎(chǔ)，恰當(dāng)?shù)呐渲肦AID工作模式，發(fā)揮服務(wù)器的最佳性能，對(duì)考試網(wǎng)絡(luò)化、信息化具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 姜寧康，時(shí)成閣 編著.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)導(dǎo)論[M].清華大學(xué)出版社.

作者簡(jiǎn)介：呼廣順，1978.8，男，漢，山東 聊城，西安歐亞學(xué)院教師，碩士，從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究。