一、什么是RAID？其具備哪些常用的工具模式？

　　即然提到了RAID磁盤陣列，那么我們就先來(lái)了解一下什么是RAID？所謂的RAID，是Redundant Arrays of Independent Disks的簡(jiǎn)稱，中文為廉價(jià)冗余磁盤陣列。由1987年由加州大學(xué)伯克利分校提出的，初衷是為了將較廉價(jià)的多個(gè)小磁盤進(jìn)行組合來(lái)替代價(jià)格昂貴的大容量磁盤，希望單個(gè)磁盤損壞后不會(huì)影響到其它磁盤的繼續(xù)使用，使數(shù)據(jù)更加的安全。RAID作為一種廉價(jià)的磁盤冗余陣列，能夠提供一個(gè)獨(dú)立的大型存儲(chǔ)設(shè)備解決方案。在提高硬盤容量的同時(shí)，還能夠充分提高硬盤的速度，使數(shù)據(jù)更加安全，更加易于磁盤的管理。

　　了解RAID基本定義以后，我們?cè)賮?lái)看看RAID的幾種常見(jiàn)工作模式。

　　1、RAID 0

　　RAID 0是最早出現(xiàn)的RAID模式，即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0是組建磁盤陣列中最簡(jiǎn)單的一種形式，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低，可以提高整個(gè)磁盤的性能和吞吐量。RAID 0沒(méi)有提供冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，是實(shí)現(xiàn)成本是最低的。

　　RAID 0最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過(guò)智能磁盤控制器或用

　　操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起創(chuàng)建一個(gè)大的卷集。在使用中電腦數(shù)據(jù)依次寫入到各塊硬盤中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以整倍的提高硬盤的容量。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID 0模式，那么磁盤容量就會(huì)是240GB。其速度方面，各單獨(dú)一塊硬盤的速度完全相同。最大的缺點(diǎn)在于任何一塊硬盤出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠性僅為單獨(dú)一塊硬盤的1/N。

　　為了解決這一問(wèn)題，便出一了RAID 0的另一種模式。即在N塊硬盤上選擇合理的帶區(qū)來(lái)創(chuàng)建帶區(qū)集。其原理就是將原先順序?qū)懭氲臄?shù)據(jù)被分散到所有的四塊硬盤中同時(shí)進(jìn)行讀寫。四塊硬盤的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤讀寫的速度提升了4倍。

　　在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，合理的選擇帶區(qū)的大小非常重要。如果帶區(qū)過(guò)大，可能一塊磁盤上的帶區(qū)空間就可以滿足大部分的I/O操作，使數(shù)據(jù)的讀寫仍然只局限在少數(shù)的一、兩塊硬盤上，不能充分的發(fā)揮出并行操作的優(yōu)勢(shì)。另一方面，如果帶區(qū)過(guò)小，任何I/O指令都可能引發(fā)大量的讀寫操作，占用過(guò)多的控制器總線帶寬。因此，在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，慎重的選擇帶區(qū)的大小。

　　帶區(qū)集雖然可以把數(shù)據(jù)均勻的分配到所有的磁盤上進(jìn)行讀寫。但如果我們把所有的硬盤都連接到一個(gè)控制器上的話，可能會(huì)帶來(lái)潛在的危害。這是因?yàn)楫?dāng)我們頻繁進(jìn)行讀寫操作時(shí)，很容易使控制器或總線的負(fù)荷 超載。為了避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，建議用戶可以使用多個(gè)磁盤控制器。最好解決方法還是為每一塊硬盤都配備一個(gè)專門的磁盤控制器。

　　雖然RAID 0可以提供更多的空間和更好的性能，但是整個(gè)系統(tǒng)是非常不可靠的，如果出現(xiàn)故障，無(wú)法進(jìn)行任何補(bǔ)救。所以，RAID 0一般只是在那些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被人們使用。
　　2、RAID 1

　　RAID 1稱為磁盤鏡像，原理是把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行,當(dāng)一塊硬盤失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)忽略該硬盤，轉(zhuǎn)而使用剩余的鏡像盤讀寫數(shù)據(jù)，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)講絕對(duì)安全，但是成本也會(huì)明顯增加，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬盤來(lái)講，可利用的磁盤空間僅為160GB。另外，出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。因此，RAID 1多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。

　　RAID 1主要是通過(guò)二次讀寫實(shí)現(xiàn)磁盤鏡像，所以磁盤控制器的負(fù)載也相當(dāng)大，尤其是在需要頻繁寫入數(shù)據(jù)的環(huán)境中。為了避免出現(xiàn)性能瓶頸，使用多個(gè)磁盤控制器就顯得很有必要。

　　3、RAID0+1

　　從RAID 0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結(jié)合體。在我們單獨(dú)使用RAID 1也會(huì)出現(xiàn)類似單獨(dú)使用RAID 0那樣的問(wèn)題，即在同一時(shí)間內(nèi)只能向一塊磁盤寫入數(shù)據(jù)，不能充分利用所有的資源。為了解決這一問(wèn)題，我們可以在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集。因?yàn)檫@種配置方式綜合了帶區(qū)集和鏡像的優(yōu)勢(shì)，所以被稱為RAID 0+1。把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來(lái)，數(shù)據(jù)除分布在多個(gè)盤上外，每個(gè)盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個(gè)以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個(gè)硬盤。

　　由于我們此次只是介紹家用臺(tái)式機(jī)如何組建RAID磁盤陣列功能，目前主流的主板也只是提供這三種組建模式，因此其它諸如服務(wù)等的高級(jí)RAID模式，這里我們將不再過(guò)多的介紹。

　　二、主板芯片組RAID控制芯片介紹

　　Intel南橋芯片ICH5R、ICH6R集成有SATA-RAID控制器，但僅支持SATA-RAID，不支持PATA-RAID。Intel采用的是橋接技術(shù)，就是把SATA-RAID控制器橋接到IDE控制器，因此可以通過(guò)BIOS檢測(cè)SATA硬盤，并且通過(guò)BIOS設(shè)置SATA-RAID。當(dāng)連接SATA硬盤而又不做RAID時(shí)，是把SATA硬盤當(dāng)作PATA硬盤處理的，安裝OS時(shí)也不需要驅(qū)動(dòng)軟盤，在OS的設(shè)備管理器內(nèi)也看不到SATA-RAID控制器，看到的是IDE ATAPI控制器，而且多了兩個(gè)IDE通道(由兩個(gè)SATA通道橋接的)。只有連接兩個(gè)SATA硬盤，且作SATA-RAID時(shí)才使用SATA-RAID控制器，安裝OS時(shí)需要需要驅(qū)動(dòng)軟盤，在OS的設(shè)備管理器內(nèi)可以看到SATA-RAID控制器。安裝ICH5R、ICH6R的RAID IAA驅(qū)動(dòng)后，可以通過(guò)IAA程序查看RAID盤的性能參數(shù)。

　　VIA南橋芯片VT8237、VT8237R的SATA-RAID設(shè)計(jì)與Intel不同，它是把一個(gè)SATA-RAID控制器集成到8237南橋內(nèi)，與南橋里的IDE控制器沒(méi)有關(guān)系。當(dāng)然這個(gè)SATA-RAID控制器也不見(jiàn)得是原生的SATA模式，因?yàn)閭鬏斔俣纫矝](méi)有達(dá)到理想的SATA性能指標(biāo)。BIOS不負(fù)責(zé)檢測(cè)SATA硬盤，所以在BIOS里看不到SATA硬盤。SATA硬盤的檢測(cè)和RAID設(shè)置需要通過(guò)SATA-RAID控制器自己BootROM(也可以叫SATA-RAID控制器的BIOS)。所以BIOS自檢后會(huì)啟動(dòng)一個(gè)BootROM檢測(cè)SATA硬盤，檢測(cè)到SATA硬盤后就顯示出硬盤信息，此時(shí)按快捷鍵Tab就可以進(jìn)入BootROM設(shè)置SATA-RAID。在VIA的VT8237南橋的主板上使用SATA硬盤，無(wú)論是否做RAID安裝OS時(shí)都需要驅(qū)動(dòng)軟盤，在OS的設(shè)備管理器內(nèi)可以看到SATA-RAID控制器。VIA的芯片也只是集成了SATA-RAID控制器。

　　NVIDIA的nForce2/ nForce3/ nForce4芯片組的SATA/IDE/RAID處理方式是集Intel和VIA的優(yōu)點(diǎn)于一身。第一是把SATA/IDE/RAID控制器橋接在一起，在不做RAID時(shí)，安裝XP/2000也不需要任何驅(qū)動(dòng)。第二是在BIOS里的SATA硬盤不像Intel那樣需要特別設(shè)置，接上SATA硬盤BIOS就可以檢測(cè)到。第三是不僅SATA硬盤可以組成RAID，PATA硬盤也可以組成RAID，PATA硬盤與SATA硬盤也可以組成RAID。這給需要RAID的用戶帶來(lái)極大的方便，Intel的ICH5R、ICH6R，VIA的VT8237都不支持PATA的IDE RAID。

　　三、NVIDIA芯片組BIOS設(shè)置和RAID設(shè)置簡(jiǎn)單介紹

　　nForce系列芯片組的BIOS里有關(guān)SATA和RAID的設(shè)置選項(xiàng)有兩處，都在Integrated Peripherals(整合周邊)菜單內(nèi)。

　　SATA的設(shè)置項(xiàng)：Serial-ATA，設(shè)定值有[Enabled], [Disabled]。這項(xiàng)的用途是開(kāi)啟或 關(guān)閉板載Serial-ATA控制器。使用SATA硬盤必須把此項(xiàng)設(shè)置為[Enabled]。如果不使用SATA硬盤可以將此項(xiàng)設(shè)置為[Disabled]，可以減少占用的中斷資源。

　　RAID的設(shè)置項(xiàng)在Integrated Peripherals/Onboard Device(板載設(shè)備)菜單內(nèi)，光標(biāo)移到Onboard Device，按進(jìn)入如子菜單：RAID Config就是RAID配置選項(xiàng)，光標(biāo)移到RAID Config，按就進(jìn)入如RAID配置菜單：

　　第一項(xiàng)IDE RAID是確定是否設(shè)置RAID，設(shè)定值有[Enabled], [Disabled]。如果不做RAID，就保持缺省值[Disabled]，此時(shí)下面的選項(xiàng)是不可設(shè)置的灰色。

　　如果做RAID就選擇[Enabled]，這時(shí)下面的選項(xiàng)才變成可以設(shè)置的黃色。IDE RAID下面是4個(gè)IDE(PATA)通道，再下面是SATA通道。nForce2芯片組是2個(gè)SATA通道，nForce3/4芯片組是4個(gè)SATA通道。可以根據(jù)你自己的意圖設(shè)置，準(zhǔn)備用哪個(gè)通道的硬盤做RAID，就把那個(gè)通道設(shè)置為[Enabled]。

　　設(shè)置完成就可退出保存BIOS設(shè)置，重新啟動(dòng)。這里要說(shuō)明的是，當(dāng)你設(shè)置RAID后，該通道就由RAID控制器管理，BIOS的Standard CMOS Features里看不到做RAID的硬盤了。

　　BIOS設(shè)置后，僅僅是指定那些通道的硬盤作RAID，并沒(méi)有完成RAID的組建，前面說(shuō)過(guò)做RAID的磁盤由RAID控制器管理，因此要由RAID控制器的RAID BIOS檢測(cè)硬盤，以及設(shè)置RAID模式。BIOS啟動(dòng)自檢后，RAID BIOS啟動(dòng)檢測(cè)做RAID的硬盤，檢測(cè)過(guò)程在顯示器上顯示，檢測(cè)到硬盤后留給用戶幾秒鐘時(shí)間，以便用戶按F 1 0 進(jìn)入RAID BIOS Setup。

　　nForce芯片組提供的RAID(冗余磁盤陣列)的模式共有下面四種：

　　RAID 0:硬盤串列方案，提高硬盤讀寫的速度。

　　RAID 1:鏡像數(shù)據(jù)的技術(shù)。

　　RAID 0+1:由RAID 0和RAID 1陣列組成的技術(shù)。