什么是服务器阵列？是否就是服务器集群？RAID 0是什么？RAID 1是什么？RAID 0+1又是什么？求详解

磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。RAID技术主要包含RAID 0～RAID 7等数个规范，它们的侧重点各不相同，常见的规范有如下几种： RAID 0：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。RAID 0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此，RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。 RAID 1：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。 RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准，实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。 RAID 2：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，并使用称为“加重平均纠错码（海明码）”的编码技术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。 RAID 3：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 *** 作的瓶颈。 RAID 4：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 *** 作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写 *** 作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。 RAID 5：RAID 5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行 *** 作，提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比，最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘；而对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘 *** 作，并可进行并行 *** 作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写 *** 作将产生四个实际的读/写 *** 作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。 RAID 6：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。 RAID 7：这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时 *** 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。除了以上的各种标准（如表1），我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列，例如RAID 5+3（RAID 53）就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。 RAID 5E(RAID 5 Enhencement): RAID 5E是在 RAID 5级别基础上的改进，与RAID 5类似，数据的校验信息均匀分布在各硬盘上，但是，在每个硬盘上都保留了一部分未使用的空间，这部分空间没有进行条带化，最多允许两块物理硬盘出现故障。看起来，RAID 5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多，其实由于RAID 5E是把数据分布在所有的硬盘上，性能会与RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘出现故障时，有故障硬盘上的数据会被压缩到其它硬盘上未使用的空间，逻辑盘保持RAID 5级别。 RAID 5EE: 与RAID 5E相比，RAID 5EE的数据分布更有效率，每个硬盘的一部分空间被用作分布的热备盘，它们是阵列的一部分，当阵列中一个物理硬盘出现故障时，数据重建的速度会更快。 开始时RAID方案主要针对SCSI硬盘系统，系统成本比较昂贵。1993年，HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片，能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统，从而大大降低了RAID的“门槛”。从此，个人用户也开始关注这项技术，因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“缓慢”和最缺少安全性的设备，而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下，RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性，现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司，此外还有一部分来自AMI公司。 面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1（RAID 10）等RAID规范的支持，虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论，但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。随着硬盘接口传输率的不断提高，IDE-RAID芯片也不断地更新换代，芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准，而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片，甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天，在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数，用户完全可以不用购置RAID卡，直接组建自己的磁盘阵列，感受磁盘狂飙的速度。 RAID 50：RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。

　如何组建RAID系统
如果你有两块硬盘，并且主板的南桥芯片支持RAID功能，或者主板集成了第三方的RAID控制芯片，那么就可以组建RAID系统了。
一、支持RAID功能的芯片
目前支持RAID功能的南桥芯片主要有Intel的ICH5R(常见于一些高端的i865PE、i875P主板上)、ICH6R和ICH6RW(用于i915和i925系列主板)，以及VIA的VT8237。这些芯片均支持SATA RAID功能，即利用两块SATA硬盘来组建RAID 0或RAID 1系统，而且它们的设置方法也大致相同。
注意：在构建RAID系统时，最好购买同容量、同品牌的同型号硬盘，这样可以最大程度地保护投资，避免资源浪费。
下面，我们就以Intel的ICH5R芯片为例，讲解如何利用两块硬盘来组建RAID 0或RAID 1系统。
二、在BIOS中打开RAID功能
安装好SATA硬盘之后，就要进入BIOS中打开南桥芯片的RAID功能。具体方法是：进入BIOS设置程序的“OnChip IDE Device”窗口，找到一个名为“SATA Mode”的选项，将它设置为“RAID”，然后保存BIOS设置并重新启动电脑。
三、组建RAID系统
在BIOS中启动了RAID功能后，ICH5R南桥芯片内置的“Intel RAID Option ROM”便开始启动，该软件是Intel RAID应用程序，提供BIOS和DOS服务。在系统启动POST(加电自检)时，屏幕上会有一些提示信息，按“Ctrl+I”键便可进入Intel RAID Configuration Utility窗口
在该窗口中，窗口上半部分是主菜单，下半部分显示的是已经安装好的两个硬盘的信息，例如硬盘型号、容量、是否已经组建RAID系统等。将光标移动到主菜单的“1Create RAID Volume”上，然后按回车键，此时便进入创建RAID系统的主界面。
首先将光标移动到“Name”选项上，在此输入一个RAID卷的名称，一般用默认的名称即可；按“TAB”键，将光标停留在“RAID Level”选项上，在此按向上或向下的箭头按键，可以选择RAID的类型——RAID 0或者RAID 1；根据自己的实际需要选择RAID类型后，按“TAB”键将光标移动到“Strip Size”选项上，选择串列值，一般选择“128KB”。完成上述设置后，按“TAB”键，使光标停留在“Create Volume”上。
按下回车键，此时会出现一条提示信息，询问是否确认创建RAID系统。
小提示：
注意，如果是创建RAID 0这种类型的RAID系统，必须在创建前备份硬盘上的数据，否则一旦创建RAID 0系统，则硬盘上的所有数据及分区都会被删除。
按“Y”键确认创建RAID，此时会回到主界面，在窗口的下方会发现硬盘的信息已经发生改变，显示已经创建了一个RAID卷。
按“Esc”键，此时会出现确认是否退出的提示信息，按“Y”键退出RAID配置程序，此时系统重新启动。
四、硬盘分区及安装系统
如果创建的RAID系统是RAID 1，那么系统会自动将主盘上的数据备份到从盘上，此时如果主盘上已经安装了 *** 作系统，则可以直接进入Windows，只要在进入Windows后安装Intel的ICH5R RAID驱动程序即可。
如果创建的是RAID 0，那么两块硬盘上的数据会全部被删除，此时要在DOS下对硬盘重新进行分区。分区的方法与常规的硬盘分区没有什么区别。分区完成后，在安装 *** 作系统时，如果是安装Windows 2000/XP等NT核心的系统，则必须在出现“Press F6 if you need to install a third party SCSI or RAID driver……”这样一段提示语的时候按“F6”键，然后插入ICH5R的RAID驱动程序软盘，按“S”键装载该驱动。具体的 *** 作方法与其他SATA控制芯片在安装Windows2000/XP时加载SATA控制器驱动时一样。
SATA接口BIOS设置解析
SATA硬盘和传统IDE接口硬盘在应用设置上有诸多的不同，很多电脑用户抱怨，具备SATA接口的主板在BIOS中的相关设置非常复杂，映射关系常常让人摸不着头脑，因此本篇对常见的问题做一些解析，希望能有助大家用好SATA硬盘。
ICH5 南桥、Award BIOS的设置
ICH5、ICH5R系列南桥是搭配i865PE/i875芯片组的，是第一代正式在南桥中集成SATA功能的芯片，也是目前较为成熟和兼容性较好的产品。它支持2个ATA100接口和2个SATA150接口，一共支持4个IDE设备和2个SATA设备，其中ICH5R还支持SATA RAID0和RAID1。我们测试用的主板是一块升技的IS7，这款主板采用i865PE/ICH5R芯片组，BIOS是我们平时用得最多的AWARD60版。
在“系统周边设备”选项里，可以看到IDE和SATA的设置。
对于OnChip Serial ATA来说一共有5项可修改值：
Disable(禁止)、Auto(自动)、Enhanced Mode(增强模式)、Combine Mode(组合模式)、SATA Only(仅仅为SATA模式)。
Disable和Auto的意思一目了然，就不用说了，但是下面3种呢？看下面的表格。
是不是有点复杂？其实采用默认的Auto设置实质上和Enhanced Mode一样，一般BIOS里的默认设置也都是Enhanced Mode，因为只有Enhanced Mode 才能完全启用6个设备，这时候会开启4个IDE通道，其中传统的IDE在一、二通道，SATA在三、四通道。
那么Combine Mode是起什么作用的？一会禁用这个，一会禁用那个的，用得着这么麻烦吗？其实这个模式主要是为了解决某些老型号的硬盘和光驱对ICH5的兼容性问题，所以实际用到的情况极少。
如果只有SATA设备(SATA接口的刻录机已经有上市产品了)，也可以避免麻烦的设置，只用SATA Only。
基本的原则大家了解了，最后再举个实例来说明一下吧：比如，现在已经有一个PATA硬盘和两个光存储设备，后来又买了一个SATA硬盘准备作为系统主盘，那在BIOS里该如何选择呢？答案就是设置为Enhanced Mode，然后把PATA硬盘接在IDE1上，两个光存储设备接在IDE2上，SATA硬盘接在SATA1上，这样SATA硬盘就会自动识别为在IDE3通道上。这时还要注意的是BIOS中的启动优先级应设为Onchip SATA优先，即表示接在ICH5集成的SATA口上的硬盘为系统主盘。
至于ICH5R的RAID功能，也是在同样的位置开启，这时候会自动转换为Enhanced Mode。开启好了以后，系统自检完后会多一个RAID BIOS自检界面，这时按“Ctrl+I”就可以进入RAID BIOS，设置各种RAID功能。
开启RAID功能后，在Windows设备列表里会多出一个名叫“82801ER”RAID设备，如果使用RAID盘做系统盘，那么在安装Windows时需要按F6键，并插入随主板附送的驱动软盘安装RAID驱动程序。
ICH5 南桥、AMI BIOS的设置
也有很多主板用的是AMI的BIOS，特别是OEM型号用得较多。下面我们就以微星的865PE NEO2为例，介绍一下AMI BIOS中的ICH5 SATA设置：
和Award BIOS一样，这些选项也在“系统周边设备”设置里，其实近年来Award和AMI的BIOS选项的一致性已经越来越高了。但是进入图8所示的界面以后是不是有点晕了？怎么如此复杂……其实有点窍门的，可以用Award BIOS的相应选项来类比：
Legacy Mode = Combine Mode
Native Mode = Enhanced Mode
Legacy Mode下，选择映射SATA端口到IDE端口就可以了，Native Mode什么也不用设置，系统会自动开4个IDE通道出来。
至于SATA Only模式，在如图11所示的位置设置。
看来Award BIOS的人性化方面比AMI的还是要好不少，不过用了类比方式，较复杂的AMI BIOS设置也搞明白了。
VT8237 南桥的设置
和其他功能一样，老牌的芯片组厂商VIA和SiS两家也跟在Intel后面紧追不舍。VIA的VT8237南桥和SiS的SiS964南桥比ICH5发布得要晚一些，但是这两种南桥都只有RAID模式，没有映射模式，所以设置起来要简单得多。下面我们以升技的KV7主板(KT600北桥/VT8237南桥)为例来介绍一下VIA的SATA功能设置。
VT8237的SATA功能其实不用在主板BIOS里做任何设置，系统自检过后，和ICH5R一样，会多一个RAID自检界面，只不过快捷键变成了“Tab”而已，这时候已经检测到了SATA接口上的两个硬盘，按“Tab”进入，可以进行各种RAID设置，如果不建RAID，可以直接跳过。
和ICH5R一样，用SATA硬盘做系统盘的时候必须按F6，并插入随主板附送的驱动软盘。但是和ICH5系列有一点很大的不同，那就是在VT8237上不管是接1个硬盘还是2个硬盘，不管是否组建RAID，只要是在SATA硬盘上安装 *** 作系统，都必须插入驱动软盘，按F6安装相关驱动，否则是无法识别硬盘的；所以买VT8237南桥主板的人可要注意了，软驱是不能少的！目前也只有ICH5系列南桥集成的SATA可以不用这个步骤，其他无论是南桥集成的(如VIA VT8237、SiS964、NV MCP-RAID)，还是独立的SATA控制芯片(如SiI3112、Promise20387)，都必须按F6键加载相关驱动。
SiS964的设置也和VT8237的基本一样，就不再详细叙述了。
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