实验四-磁盘阵列实验.doc

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1、实验四磁盘阵列l实验目的通过磁盘阵列的配置，达到通过实践去学习网络存储技术中磁盘阵列RAID0、RAID1、RAID5标准的相关知识。l实验要求要求各位同学在理解存储技术中磁盘阵列相关基础知识后能够独立动手完成此实验l实验原理介绍RAID：廉价冗余磁盘阵列，是RedundantArraysofIndependentDisks的简称，是在阵列控制器（软件或阵列卡硬件）的管理下，将多个磁盘集成到一起，形成一个整体存储系统的技术。磁盘阵列可以分为软阵列和硬阵列两种。软阵列就是通过软件程序来完成，要由计算机的CPU提供控制和运算能力，只能提供最

2、基本的RAID容错功能。而硬阵列是由独立操作的硬件(如磁盘阵列卡)提供整个磁盘阵列的控制和计算功能，卡上具备独立的处理器，不占用系统的CPU资源，所有需要的容错机制均可以支持，所以现实当中硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好。作为高性能的存储技术，RAID的级别已经发展了很多种，但大多都是基于最常用的0、1、3、5四个级别（其他的RAID级别请各位实验完毕参考教材进行自学），本次重点介绍这四个级别。RAID0：是将多个磁盘（至少2个硬盘）并列起来，形成一个大的硬盘，不具有冗余功能，执行并行I/O读写，速度最快。RAID0总容量=(磁盘数

3、量)*(成员的磁盘容量)在存放数据时，其首先将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据并行写进这些磁盘中。如果发挥一下想象力，你就会觉得数据像一条带子一样横跨过所有的阵列磁盘，所以RAID0又叫条带磁盘阵列目前在所有的RAID级别中，RAID0的读写速度是最快的，但其没有任何冗余功能，即如果有一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。RAID1：两组相同的磁盘（至少2个硬盘）互作镜像，以镜像作为冗余手段，读写速度没有提高，但是可靠性最高，100%的数据冗余，它是在追求最高的安全性的基础上牺牲了大部分的性能，RAID1就是镜像，

4、其原理为在主硬盘上存放数据的同时也会在镜像硬盘上拷贝写入一份同样的数据。当其中某一块硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替此硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据的备份，所以RAID1的数据安全性是所有RAID级别当中最好的，但是其磁盘的利用率却只有50%，是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别，其总容量=(磁盘数量/2)*(成员的磁盘容量)。RAID3：RAID3是用一个专门校验硬盘来存放数据的奇偶校验值，而数据则被按照磁盘数量分段存储于其余数据硬盘中。即（条带数据分布+专用盘校验），它象RAID0一样以条带并行的方式来存放数据，所以数据传输

5、速率很高，同时如果某一个数据硬盘（物理）损坏了，只要将该坏硬盘换掉，RAID控制器则会根据校验盘的数据校验值在新盘中重建坏盘上的数据。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高，但是硬盘的利用率得到了很大的提高，其总容量=(磁盘数量-1)*(成员的磁盘容量)，所以RAID3至少要3块硬盘。RAID5：在RAID3的基础上，进行了一些改进，不用专门的校验磁盘而是将奇偶校验数据循环均匀存放在阵列中的各个盘上，即（条带数据分布+分布式校验），这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验数据来重建损坏的数据，硬盘的利用率和RAID3

6、一样。l实验步骤及过程注意：本次实验采用WindowsServer2003集成的”软件”来实现磁盘阵列（软阵列）功能,虽然与硬件阵列卡实现的磁盘阵列效果类似,但是实现的操作步骤是不同的.使用硬件阵列卡进行磁盘阵列的配置需要在安装操作系统之前创建,而软件的磁盘阵列是在安装系统之后进行配置。2003只支持软阵列中的0、1、5实验所需器材：WindowsServer2003虚拟机一台实验步骤参考：1)添加五块4G的虚拟硬盘建立一个虚拟机，选择编辑虚拟机设置->添加硬件向导创建一个新的虚拟磁盘选择磁盘类型为SCSI接口设置虚拟磁盘大小为4GB为

7、虚拟磁盘文件命名并指定存放的位置添加完5块虚拟硬盘之后如下图所示1)初始化新添加的硬盘首先安装WindowsServer2003操作系统（系统安装过程略，请各位自行安装，以下截图是2003标准企业版），登录系统,右键我的电脑->管理->磁盘管理,进行磁盘的初始化和转换选择要初始化的磁盘（选中新添加的5块硬盘）然后点击下一步选择要进行转换的磁盘（选中新添加的5块硬盘）完成初始化和转换后如下图所示1)带区卷实验（即RAID0阵列）带区卷是以条带的形式在两个（至少2块）或多个物理硬盘上存储数据的卷，是Windowsserver2003的所有可

8、用卷中读写性能最佳的卷，但它不提供容错机制，带区卷上的数据被均匀的跨多块硬盘以条带形式存储，2003中只能在动态磁盘上创建带区卷。Windows2003中的带区卷即RAID0标准本次实验使用5块磁盘，每个磁