大磁盘空间服务器RAID构建方法

【摘要】 本文介绍了RAID的产生、优点、级别等方面的内容；提出了“RAID 5+热备份”技术具备更高的安全性；分析了GPT磁盘分区结构；并以实例说明对大磁盘空间服务器进行配置的操作步骤。

【关键词】 磁盘空间 RAID 热备份 GPT分区

一、引言

随着计算机技术的发展，CPU的处理速度成几何级数跃升，内存的存取速度亦大幅增加，而磁盘的存取速度相比之下则显得甚为缓慢，形成计算机整个系统的瓶颈。为了改进磁盘的存取速度，大型服务器的磁盘多采用RAID技术。

RAID，简称为“磁盘阵列”，是将一组价格便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢的磁盘驱动器用逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器，以提高磁盘在数据存储和交换中的速度和安全性。其具有成本低、功耗小、传输速率高，可提供容错功能，具备数据校验功能，价格便宜等优点。

近年来，服务器的使用逐渐增多，大部分服务器的RAID配置都由厂家预先完成，并未针对服务器的具体用途进行合理设计。同时，随着单盘容量大于2TB的磁盘出现和服务器磁盘使用数量的增加，需要对RAID的配置进行一些特殊处理。笔者根据多次建立RAID系统的经验，对RAID技术及其配置方法作简单介绍。

二、常用RAID级别

1、RAID 0 。具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点，没有冗余功能，没有安全保护，只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。构成阵列的任何一块磁盘的损坏都将带来灾难性的数据损失，安全系数反倒比单个的磁盘驱动器还要低。

2、RAID 1 。每一个磁盘都有一个镜像磁盘，镜像磁盘随时与原磁盘的内容保持一致，具有最高的安全性，但只有一半的磁盘空间被用来存储数据。

3、RAID 5 。采用奇偶校验来检查错误，校验信息分布在各个磁盘驱动器上。具有数据安全、读写速度快，空间利用率高等优点，应用非常广泛。以n块磁盘构建的RAID 5可以有n-1块磁盘的容量。

4、多层级别RAID。将多个RAID级别结合成一个多层级别的RAID。如RAID 0+1和RAID 10就分别是RAID 0与RAID 1不同形式的组合体，继承了RAID 0的快速和RAID 1的安全。虽然至少需要四块磁盘，数据空间利用率也只有一半，但在安全方面最多允许丢失两块磁盘而不损失数据（在不同的RAID 0阵列）。

三、RAID 5+热备份

热备份，是在建立RAID时将其中一个磁盘指定为后备磁盘。这个磁盘在平常并不操作，当阵列中有一个磁盘发生故障时，RAID立即让后备磁盘取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重建在后备磁盘之上。

采用RAID 5可以在保证安全性的前提下获得较高的空间利用率。当其中一个磁盘发生了故障后，整个系统虽然仍能正常运行但安全性大大降低，需要尽快提供同型号同大小的磁盘替换故障磁盘。而热备盘的设置能保证RAID 5中有一块磁盘发生故障时，整个系统安全性不降低，留有充足的时间对发生故障的磁盘进行更换。

四、GPT分区

传统主板BIOS所支持的MBR分区所能访问的磁盘容量最大约为2TB。Windows操作系统所能识别的单块磁盘最大容量都限制在2TB，超出的空间无法使用。

GPT磁盘格式的出现就是为了解决磁盘空间限制的问题，每个分区的最大容量可达9.4ZB（即94亿TB）。Windows操作系统能以GPT分区格式识别容量大于2TB的磁盘，但部分操作系统的系统盘不支持使用GPT分区。

五、应用实例

计划将一台拥有10块磁盘，每块容量2T的服务器采用“RAID 5+热备份”方案进行配置。1、进入RAID配置环境：在BIOS启动界面中按下Ctrl+H键进入WebBIOS配置界面；2、创建磁盘组：将9块物理磁盘加入到磁盘组0中；3、创建系统盘：设置一个类型为RAID 5，大小为2TB的虚拟盘用于安装操作系统；4、创建数据盘：设置一个类型为RAID 5，大小为剩下磁盘空间的虚拟盘；5、创建热备盘：对未用的1块物理磁盘使用全局热备命令，将其设置为磁盘组0的热备盘，保存并退出RAID配置界面；6、安装操作系统：插入引导光盘进行操作系统安装，可识别到2TB的系统虚拟盘，可对其进行分区以确定C盘的大小；7、转换数据盘：操作系统安装完毕后，进入操作系统，在磁P管理中将未能识别的数据虚拟盘转换为GPT磁盘，并进行分区。

此后对操作系统进行的配置就按正常流程进行即可。后期需要定期检查磁盘运转状态，避免出现两块以上磁盘同时发生故障的情况。

参 考 文 献

[1]熊雄.浅析RAID技术在气象数据存储管理中的应用.科技广场.2010，9.

[2]尹政.常用RAID的比较.福建电脑.2004，4.

[3]鲁恩铭.RAID 5结构剖析及其数据恢复策略研究.电脑开发与应用.2012，1.