一、浅谈RAID
RAID
Redundant Array of Inexpensive Disk)廉价冗余磁盘阵列技术是美国加州大学伯克莱分校Patterson教授于1998年首先提出的,就是将普通硬盘加上控制器组成一个整体,从使用者来看是一个大磁盘。在主机写入数据时,RAID控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块,然后并行写入磁盘阵列;主机读取数据时,RAID控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据,把它们重新组合后提供给主机。由于采用并行读写操作,从而提高了存储系统的存取程度。

此外,RAID磁盘阵列还可以采用镜像、奇偶校验等措施,提高系统容错能力,保证数据可靠性。RAID的发展相当迅速,根据RAID所采用的方法不同,简单的有4个级别,大家可以看看下表。
小知识:
什么叫磁盘阵列(Disk Array
  是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘读写同步,减少错误,增加效率和可靠度的技术。
一般来说,我们都是使用专门的硬盘控制卡来提供RAID功能,比如Promise Ultra100 TX2这样额外的IDE控制界面卡。但这需要一定的花费来购买硬件设备。实际上,Windows 2000本身就提供了用软件实现RAID的方法,只要你有多个硬盘,就能不用再花一分钱实现RAID功能了。下面我们就来教给大家实现软RAID功能。

二、使用软件设置RAID 0
这里以RAID 0为例子学习软RAID的设置。RAID 0实际上就是等量分割(striping)储存方式,即把需要存储的数据,经过处理器计算,分成容量相同的不同部分,分别存储到不同硬盘上,也就是说,只要有软件提供了这种分割数据的计算方法,就能实现软RAID 0

1.Windows 2000
软件RAID的系统需求
Windows 2000
能对任何数量、任何接口的磁盘做等量分割设置,不仅限于标准RAID 0的两块硬盘。举例来说,你可以用三块IDE硬盘和一块SCSI硬盘做扩展设置。另外与硬RAID一样的是,等量分割的每个硬盘所使用的最大容量只能等于其中容量最小的硬盘乘以总块数。假设如果有三块40GB和一块8GB的硬盘拿来作等量分割,那总共的容量将会是32GB。因此,为达到最大容量与性能,最好使用容量接近的硬盘。
2.
将基本磁盘升级为动态磁盘

1)知识准备

要安装软RAID,前提是必须有两块或多块物理硬盘并安装Windows 2000。在Windows 2000中,物理硬盘分为两种类型:
基本磁盘:包含主分区、扩展分区和逻辑分区的物理磁盘,如果以前未将基本磁盘升级过,那么在Windows 2000安装完成后磁盘都是基本磁盘,可被其他操作系统访问。
动态磁盘:使用基本磁盘升级得到的,通过Windows 2000中的磁盘管理来管理的物理磁盘,不包含分区和逻辑驱动器,只包含由磁盘管理创建的动态卷,也不能被Windows 2000以外的操作系统访问。要在Windows 2000上使用软件RAID,必须把基本磁盘升级到动态磁盘,才能在动态磁盘上创建所需的带区卷(RAID 0)、镜像卷(RAID 1)甚至更高级的RAID 5卷(RAID 5)。
小知识:
什么是卷
  卷(也称逻辑卷)是Windows 2000的一种磁盘管理方式,目的是把硬盘空间从物理硬盘的管理方式中跳出来,进行更方便的统一管理分配。比如我们有一个8GB的硬盘和一个20GB的硬盘,想要分成一个12GB和一个16GB的两个逻辑盘,用物理分区的方式就没法做到,但用卷来管理就可以做到。
每个卷可以看作一个逻辑盘,可以是一个物理硬盘的逻辑盘,也就是我们直接看到的D盘、E盘这些盘符,也可以是两个硬盘或两个硬盘的部分空间组成的RAID 0RAID 1阵列,或更多硬盘组成其他RAID 5阵列,但表面看来(比如在我的电脑资源管理器中)都是一个本地磁盘。卷主要有基本磁盘上的基本卷和动态磁盘上的动态卷,基本卷包括存放操作系统和操作系统支持文件的引导卷(也就是安装Windows 2000的卷)和存放加载Windows 2000所需专用硬件文件的系统卷(通常为C盘),引导卷和系统卷可以是同一个卷。动态卷包括简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID 5卷。
2)操作步骤
以系统管理员(通常默认为Administrator)或系统管理组成员身份登录,依次打开我的电脑”→“控制面板”→“管理工具”→“计算机管理”→“存储”→“磁盘管理(本地)(也可以在开始”→“运行中执行compmgmt.msc /s直接打开它)。屏幕上半部分显示的是卷的详细情况,下半部分显示物理磁盘状态,在这一部分的左边显示物理磁盘的两种类型。图中的磁盘0123都是物理磁盘,并且现在都是基本磁盘,所以至少要把其中两个升级为动态磁盘,下面把磁盘1和磁盘2升级到动态磁盘并创建一个带区卷(如图1)。
步骤一:首先备份重要数据,因为一旦升级到动态磁盘,Windows 2000以外的操作系统将不能访问动态磁盘,创建带区卷后原来的数据也将全部丢失。
步骤二:创建动态磁盘。在磁盘1或磁盘2上单击鼠标右键,选择升级到动态磁盘(U,出现对话框后在磁盘1和磁盘2前面打钩并确定,几秒钟后升级完成,此时在磁盘管理中磁盘1和磁盘2已变成动态磁盘。
小提示:
为使升级成功,任何要升级的磁盘尾部必须至少包含1MB的未分配空间,如果使用Windows 2000在磁盘上创建分区或卷时,磁盘管理将自动保留这个空间,但其他操作系统创建的分区或卷的磁盘上可能没有这个空间,如果系统提示磁盘上没有这个保留空间,可以使用PQMagic 7.0 For NT/2000在需要升级的磁盘尾部调整出1MB以上的保留空间并且不要在这个空间创建逻辑驱动器,当再次运行磁盘管理时,升级动态磁盘的操作即能顺利进行(如图2、图3)。
 

步骤三:创建带区卷。如果升级到动态磁盘前的基本磁盘已经分区并分配了驱动器符,升级后逻辑驱动器将变为简单卷,我们要先删除简单卷使之成为未指派空间(如果升级前磁盘的分区未分配逻辑驱动器符,那么升级后就已经是未指派空间了)。我们用磁盘1和磁盘2上的未指派空间创建一个容量为磁盘2总容量两倍的带区卷。
在磁盘1上点右键并选择创建卷,单击下一步后选择带区卷(T,将磁盘1和磁盘2添加到右边的选定的动态磁盘(S一栏中,然后Windows提示指派驱动器号,可以由Windows指定也可手动分配,本例中选择了D作为带区卷的驱动器号。
步骤四:接着进行格式化,可以选择FAT32NTFS作为带区卷的文件系统,然后选择簇的大小和卷标,簇越大磁盘性能越高但造成的空间浪费也越大,我选择了默认Windows自动设置,在执行快速格式化上打钩并确定,经过几秒钟的格式化后,屏幕上半部分就出现了一个驱动器号为D,容量为磁盘2总容量两倍的带区卷,也就是我们要的RAID 0阵列(如图4、图5)。

 
3)硬盘剩余空间使用
使用硬件级的RAID 0时,如果两个物理硬盘容量不相等,那么创建的RAID 0阵列的总容量为较小一个容量的两倍,比如一个10GB和一个20GB硬盘创建硬件级RAID 0,那么得到的总容量是10GB×220GB,较大硬盘上多出的10GB空间无法使用,白白浪费掉了。
使用Windows 2000的软件RAID,虽然最多也只能创建较小硬盘容量两倍的带区卷,但较大硬盘多出的空间还能利用,方法就是用较大硬盘上剩余空间再创建一个简单卷,简单卷会被另外分配一个驱动器号,使用起来跟基本磁盘上的逻辑驱动器一样。创建简单卷的步骤与创建带区卷大体相同,只是在选择卷类型时选择简单卷就行了。
  一个动态磁盘上允许多种类型的卷共存,我们看到磁盘1还有15.08GB的未指派空间,又用它创建了一个驱动器号为G的简单卷,此时磁盘1上就有两种动态卷,即:与磁盘2组成的带区卷和自身剩余空间创建的简单卷。
小提示:
需要注意的是,创建动态卷后,要想改变卷类型必须先删除卷,删除卷时所有数据都会丢失,所以要先备份数据。删除方法是在卷上点右键,选择删除卷(D然后按提示进行。

创建卷必须使用动态磁盘上的未指派空间,一块动态磁盘可创建多个带区卷,而且能同时和多个磁盘创建带区卷,每个带区卷的大小可以随心所欲设置(当然要在磁盘容量允许范围内),这种灵活性是硬件RAID无法比拟的。
要将动态磁盘还原为基本磁盘必须先删除动态磁盘上所有卷,然后在磁盘上单击右键,选择还原到基本磁盘(E,接着按提示进行操作。
如果要卸载Windows 2000并安装其他操作系统,千万记得先备份数据再把动态磁盘还原为基本磁盘,否则其他操作系统将无法识别动态磁盘。
4)软件RAID使用的注意事项
只有两块硬盘怎么办?
安装Windows 2000时,Windows的引导卷(也就是安装Windows 2000的卷)可以是动态卷,但只能是简单卷或镜像卷,不能是跨区卷、带区卷或RAID 5卷。已安装Windows 2000的基本磁盘也可升级为动态磁盘,但引导卷只能与其他动态磁盘做成镜像卷。
那么,如果只有两块硬盘,一个硬盘必须有引导卷,那岂不是享受不了RAID 0的极速快感了?前面提到过,动态磁盘上允许多种动态卷共存,如果包含引导卷的磁盘上有两个以上分区,升级到动态磁盘后,所有分区都将变为简单卷,原来的引导卷成为包含引导信息的简单卷。除这个包含引导信息的简单卷外,其他简单卷都可被删除变为未指派空间,然后与其他动态磁盘做成任何一种动态卷。
解决方法:可以先把硬盘分为两个区,一个用于安装Windows 2000,一个暂时作为逻辑驱动器,在升级到动态磁盘后,原来的逻辑驱动器变为一个简单卷,删除这个简单卷使之成为未指派空间,然后就可以和其他动态磁盘上的未指派空间一起创建带区卷了。
引导卷如何还原为基本磁盘
但包含引导卷的物理磁盘一旦由基本磁盘升级到动态磁盘,那么它在Windows 2000下将不能再还原为基本磁盘,因为引导卷在Windows 2000下是不能删除的,而动态磁盘还原为基本磁盘又必须先删除所有的卷,如果一定要还原引导卷所在的动态磁盘,那就只能借助第三方工具,不过我还没找到一个能不损坏操作系统而还原动态磁盘的软件,我的笨办法就是用软盘引导系统到MS-DOS状态,用DM对该硬盘重新分区格式化,当然这样一来,Windows 2000就必须重装。具体如何操作要根据各人的情况而定,对于两个硬盘容量不同而其中一个硬盘空间比较紧张朋友,建议把两个硬盘中容量大的硬盘分为两个区,其中一个用于安装Windows 2000,安装完成后把两个硬盘都升级为动态磁盘后再用另一个分区的空间与容量较小的硬盘创建带区卷,创建带区卷后的剩余空间再创建简单卷作为逻辑驱动器使用。
两硬盘速度差异大不适合RAID
在带区卷上安装其他的应用软件,虽然系统盘不能做成带区卷加快启动速度,但安装在带区卷上的应用程序在磁盘操作时会被提速。但如果两块硬盘速度差异太大,那么RAID 0并不适合你,因为RAID 0的数据是平均分配到每块硬盘上的,快速的硬盘不得不等待慢速硬盘读写操作完成才能进行自己的工作,这样就造成了累的累死、闲的闲死。

多系统共存问题
如果要实现多操作系统共存(比如Win98Win2000)并在Windows 2000下使用带区卷,那么至少需要三块硬盘,因为创建带区卷要使用两个动态磁盘,但你无法使用动态磁盘安装其他操作系统,所以只能使用第三块硬盘作为基本磁盘安装其他操作系统。(如图6)!
三、软RAID的优、缺点
RAID与硬RAID最大的不同在于,软RAID是操作系统建立的,而硬RAID是纯粹硬件建立,跳过了操作系统。所以,两者各有一些优缺点。
1.
RAID的优点:软RAID调整方便,能按需要的容量调整,硬RAID必须按照全部硬盘空间建立。当容量不同的硬盘建立RAID时,软RAID能够把剩余的空间也利用起来,而硬RAID就只有浪费剩余的空间了。

2.
RAID的缺点:软RAID只能建立在单个操作系统上,存储的文件不能被其他操作系统共享,而且也不能在这台电脑上建立软RAID后,把所有硬盘换到另一台电脑上继续使用。另外就是RAIDCPU占用率会高一些。
总的来说,软RAID比硬RAID更方便灵活,但安全性更低一些,比较适合有不同容量硬盘的个人用户,而单位用户,还是使用硬RAID更好。