大磁盤空間服務器RAID構建方法

鄧東杰+劉荃

【摘要】 本文介紹了RAID的產生、優點、級別等方面的內容；提出了“RAID 5+熱備份”技術具備更高的安全性；分析了GPT磁盤分區結構；并以實例說明對大磁盤空間服務器進行配置的操作步驟。

【關鍵詞】 磁盤空間 RAID 熱備份 GPT分區

一、引言

隨著計算機技術的發展，CPU的處理速度成幾何級數躍升，內存的存取速度亦大幅增加，而磁盤的存取速度相比之下則顯得甚為緩慢，形成計算機整個系統的瓶頸。為了改進磁盤的存取速度，大型服務器的磁盤多采用RAID技術。

RAID，簡稱為“磁盤陣列”，是將一組價格便宜、容量較小、穩定性較高、速度較慢的磁盤驅動器用邏輯方式聯系起來，作為邏輯上的一個磁盤驅動器，以提高磁盤在數據存儲和交換中的速度和安全性。其具有成本低、功耗小、傳輸速率高，可提供容錯功能，具備數據校驗功能，價格便宜等優點。

近年來，服務器的使用逐漸增多，大部分服務器的RAID配置都由廠家預先完成，并未針對服務器的具體用途進行合理設計。同時，隨著單盤容量大于2TB的磁盤出現和服務器磁盤使用數量的增加，需要對RAID的配置進行一些特殊處理。筆者根據多次建立RAID系統的經驗，對RAID技術及其配置方法作簡單介紹。

二、常用RAID級別

1、RAID 0 。具有成本低、讀寫性能極高、存儲空間利用率高等特點，沒有冗余功能，沒有安全保護，只是提高了磁盤讀寫性能和整個服務器的磁盤容量。構成陣列的任何一塊磁盤的損壞都將帶來災難性的數據損失，安全系數反倒比單個的磁盤驅動器還要低。

2、RAID 1 。每一個磁盤都有一個鏡像磁盤，鏡像磁盤隨時與原磁盤的內容保持一致，具有最高的安全性，但只有一半的磁盤空間被用來存儲數據。

3、RAID 5 。采用奇偶校驗來檢查錯誤，校驗信息分布在各個磁盤驅動器上。具有數據安全、讀寫速度快，空間利用率高等優點，應用非常廣泛。以n塊磁盤構建的RAID 5可以有n-1塊磁盤的容量。

4、多層級別RAID。將多個RAID級別結合成一個多層級別的RAID。如RAID 0+1和RAID 10就分別是RAID 0與RAID 1不同形式的組合體，繼承了RAID 0的快速和RAID 1的安全。雖然至少需要四塊磁盤，數據空間利用率也只有一半，但在安全方面最多允許丟失兩塊磁盤而不損失數據（在不同的RAID 0陣列）。

三、RAID 5+熱備份

熱備份，是在建立RAID時將其中一個磁盤指定為后備磁盤。這個磁盤在平常并不操作，當陣列中有一個磁盤發生故障時，RAID立即讓后備磁盤取代故障磁盤，并自動將故障磁盤的數據重建在后備磁盤之上。

采用RAID 5可以在保證安全性的前提下獲得較高的空間利用率。當其中一個磁盤發生了故障后，整個系統雖然仍能正常運行但安全性大大降低，需要盡快提供同型號同大小的磁盤替換故障磁盤。而熱備盤的設置能保證RAID 5中有一塊磁盤發生故障時，整個系統安全性不降低，留有充足的時間對發生故障的磁盤進行更換。

四、GPT分區

傳統主板BIOS所支持的MBR分區所能訪問的磁盤容量最大約為2TB。Windows操作系統所能識別的單塊磁盤最大容量都限制在2TB，超出的空間無法使用。

GPT磁盤格式的出現就是為了解決磁盤空間限制的問題，每個分區的最大容量可達9.4ZB（即94億TB）。Windows操作系統能以GPT分區格式識別容量大于2TB的磁盤，但部分操作系統的系統盤不支持使用GPT分區。

五、應用實例

計劃將一臺擁有10塊磁盤，每塊容量2T的服務器采用“RAID 5+熱備份”方案進行配置。1、進入RAID配置環境：在BIOS啟動界面中按下Ctrl+H鍵進入WebBIOS配置界面；2、創建磁盤組：將9塊物理磁盤加入到磁盤組0中；3、創建系統盤：設置一個類型為RAID 5，大小為2TB的虛擬盤用于安裝操作系統；4、創建數據盤：設置一個類型為RAID 5，大小為剩下磁盤空間的虛擬盤；5、創建熱備盤：對未用的1塊物理磁盤使用全局熱備命令，將其設置為磁盤組0的熱備盤，保存并退出RAID配置界面；6、安裝操作系統：插入引導光盤進行操作系統安裝，可識別到2TB的系統虛擬盤，可對其進行分區以確定C盤的大小；7、轉換數據盤：操作系統安裝完畢后，進入操作系統，在磁盤管理中將未能識別的數據虛擬盤轉換為GPT磁盤，并進行分區。

此后對操作系統進行的配置就按正常流程進行即可。后期需要定期檢查磁盤運轉狀態，避免出現兩塊以上磁盤同時發生故障的情況。

參 考 文 獻

[1]熊雄.淺析RAID技術在氣象數據存儲管理中的應用.科技廣場.2010，9.

[2]尹政.常用RAID的比較.福建電腦.2004，4.

[3]魯恩銘.RAID 5結構剖析及其數據恢復策略研究.電腦開發與應用.2012，1.