羅海珍

[摘要]磁盤陣列是目前先進的存儲技術(shù)，具有存取速度快、存儲安全、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點。通過分析磁盤陣列的技術(shù)和等級，在Windows NTServer4.0中，利用RAID技術(shù)能夠參閱較為完善的數(shù)據(jù)窖錯機制。因此，對存在于Windows NTServer 4，0中較為重要的就可以利用RAID技術(shù)進行數(shù)據(jù)容錯保護，從而達到保護數(shù)據(jù)的目的。

[關(guān)鍵詞]Windows NT RAID技術(shù)容錯數(shù)據(jù)模式

中圖分類號：TP7文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1020146--01

計算機技術(shù)的發(fā)展，已使的CPU的速度進入GHz時代。隨著計算機應(yīng)用的深入，各行各業(yè)對計算機系統(tǒng)的依賴程度也日漸增加，一旦發(fā)生故障(如掉電或硬件損壞)，輕則部門工作癱瘓。重則企業(yè)生產(chǎn)完全中斷，無法辦公。敲各單位必須保證其計算機系統(tǒng)的高度可靠性。因此，各種容錯方案應(yīng)運而生。Windows NT可通過應(yīng)用“RAID”技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的容錯，以保護數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全恢復(fù)。

RAID是英文Redundant Array 0f Independent Disks的縮寫，翻譯成中文即為獨立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。簡單的說，RAID是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同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提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。這種方式可以在一張或多張磁盤失效的情況下防止數(shù)據(jù)丟失，通過數(shù)據(jù)冗余提高數(shù)據(jù)的安全性，從而達到對數(shù)據(jù)進行保護的目的。它可分成6個級別，即從0級到5級，每一個級別具有不同的性能、可靠性及實現(xiàn)方式?！癛AID”技術(shù)是通過數(shù)據(jù)冗余實現(xiàn)容錯的。數(shù)據(jù)冗余。即寫數(shù)據(jù)時，不只是把數(shù)據(jù)寫到一個磁盤上，而是寫到多個磁盤上。以防某個磁盤出錯導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

一、“RAID”技術(shù)的6個級別

0級：數(shù)據(jù)分條分布于多張磁盤。這個級別沒有提供冗余，但傳輸數(shù)據(jù)的速度最快，適合于處理大文件。缺點是如果陣列中的一個驅(qū)動器出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)也將癱瘓。

1級：使用磁盤鏡像提供最可能的冗余容錯。每次寫或更換數(shù)據(jù)時，同樣的操作也發(fā)生在另一張磁盤上，一旦這張磁盤失效。另一張盤將接手工作。但鏡像是不實際的和十分昂貴的，即使磁盤的成本下降，1級系統(tǒng)也只能對緊要任務(wù)的數(shù)據(jù)存儲有意義。

2級：將數(shù)據(jù)交叉分布于多張磁盤上，并用Hamming~產(chǎn)生奇偶信息，Hamming碼負責監(jiān)測錯誤及其位置。此級別系統(tǒng)現(xiàn)以不再使用。

3級和4級：將數(shù)據(jù)分布于多張磁盤，并將奇偶信息寫在一張專用盤上。3級系統(tǒng)是按字節(jié)分布數(shù)據(jù)的。而4級系統(tǒng)則按塊分布數(shù)據(jù)。如果磁盤失效，冗余將會丟失，但磁盤數(shù)據(jù)仍可以完好無損。這兩級系統(tǒng)最適合大量高速傳輸數(shù)據(jù)，奇偶信息是在寫數(shù)據(jù)過程中被計算出來的。

5級：將數(shù)據(jù)和奇偶信息分布在陣列中的全部磁盤上，從而避免了專用奇偶盤的需要。5級系統(tǒng)的讀寫操作可同時進行，并使用Exclusive算法計算奇偶信息。這種算法最適合小型數(shù)據(jù)傳輸和處理，如電子郵件、文字處理、電子表格和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用等。

二、“RAID”技術(shù)的窖錯實現(xiàn)方式

“RAID”技術(shù)的容錯可以通過軟件或硬件方式實現(xiàn)，Windows NT支持“RAID”的三種軟件實現(xiàn)方式，HPRAIDO、RAIDI~RAID5。

Windows N下中RAIDO的段集(Stripe Set)是把許多磁盤上未格式化的自由空間組成一個大的邏輯盤，然后把數(shù)據(jù)同時分布到所有的磁盤上，在Windows NT中RAIDO是把要寫入磁盤的數(shù)據(jù)分成大小相等的64K數(shù)據(jù)塊，并按同樣的順序均勻地寫入磁盤陣列中的每一個磁盤中，在Windows NT中實現(xiàn)RAID技術(shù)至少需要2個物理磁盤，而最多能支持32個，段集能由不同類型的磁盤組成，如SCSI、ESDIP~IDE等等。RAIDO能提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的讀寫能力，但其缺點就是沒有數(shù)據(jù)冗余，若段集中某個分區(qū)出錯，則整個段集中的數(shù)據(jù)將全部丟失，因此，實際應(yīng)用過程中這種方式一般不被采用。

Windows NT中實現(xiàn)鏡像(RAIDI)是使用Ft—disk>sys實現(xiàn)把相同的數(shù)據(jù)寫入2個不同的物理磁盤上，因此，它至少需要2個磁盤。所以，其磁盤空間的利用率只有50％，相對其它“MID”方法，RAIDI代價較大，利用率低。在實現(xiàn)RAIDI的方法中，有兩種形式可供選擇：磁盤鏡像和磁盤雙工。磁盤鏡像是組成鏡像組的各個磁盤位于同一的磁盤控制器上，這種形式缺點是一旦磁盤控制器損壞，則鏡像組的2個磁盤都無法使用。磁盤雙工是組成鏡像組的各個磁盤位于不同的磁盤控制器上，這樣，若其中一個磁盤控制器出錯，該鏡像組上的數(shù)據(jù)仍能繼續(xù)使用。因此，這種形式不但能保護磁盤的出錯，還能保護控制器的出錯，是一種較為理想的鏡像方式。

Windows NT支持RAID5是把數(shù)據(jù)及奇偶校驗位同時寫入段集中，奇偶校驗是校驗數(shù)據(jù)完整性的機制，其容錯原理就是通過把奇偶校驗信息寫入到每一個磁盤的分區(qū)中以實現(xiàn)容錯的，它至少需要3個磁盤，在WindowsNT中，最多可以支持32個磁盤。Windows NT中的RAID5把奇偶校驗信息分寫入磁盤陣列中的每一個磁盤中，若其中有一個磁盤出錯，由于奇偶校驗信息分布在各個磁盤中，數(shù)據(jù)能夠利用剩余的信息重建。因此，數(shù)據(jù)不會由于其中某一磁盤的出錯而丟失。與RAIDI相比，其優(yōu)勢是較便宜，利用率高，如同樣使用4個磁盤，RAIDI的利用率僅為50％，而RAID5則可達75％，并且隨著磁盤數(shù)據(jù)的增加而提高，RAID5的缺點就是不能在引導(dǎo)或系統(tǒng)分區(qū)實現(xiàn)其容錯機制。

在Windows NT Server 4，0中，“RAID”技術(shù)的具體應(yīng)用可通過DiskAdministrator中的Fault Tolerance予項來實現(xiàn)，考慮到RAIDI和RAID5各有不同的特點，我們在實際應(yīng)用中，可充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點，綜合應(yīng)用“RAID”技術(shù)。用利用率較低的RAIDI實現(xiàn)引導(dǎo)和系統(tǒng)分區(qū)冗余，克服RAID5不能在該類分區(qū)實現(xiàn)冗余的缺點，而利用RAID5利用率高，較便宜的特點，對其余的數(shù)據(jù)完成窖錯的任務(wù)。

在對引導(dǎo)和系統(tǒng)分區(qū)實行鏡像容錯的時候，有一項很重要的工作要同時進行，這就是要創(chuàng)建一張容錯引導(dǎo)軟盤，以各引導(dǎo)分區(qū)所在物理磁盤出錯時用于引導(dǎo)系統(tǒng)。下面是創(chuàng)建引導(dǎo)軟磁盤的步驟：

1、在運行Windows NT操作系統(tǒng)的計算機上格式化軟磁盤，這一點很重要。因為在不是Windows NT的機器上格式化磁盤，無法正確引導(dǎo)系統(tǒng)進入Windows NT環(huán)境。

2、把Ntidr、ntderect、com、Ntbootdd。sys和qBoot，ini從硬盤中拷入引導(dǎo)軟盤中。

3、修改Boot，ini，使它指向引導(dǎo)分區(qū)的鏡像磁盤，使系統(tǒng)能從軟磁盤中引導(dǎo)Windows NT。