磁盘阵列RAID的建立和系统安装

磁盘阵列RAID的建立和系统安装SATA和RAID在提升硬盘性能方面，确实给用户带来新的性能。目前Intel、VIA、NVIDIA在各自的芯片组里都加入了SATA和RAID功能，但是采用的技术方法各不一样，设置也不相同，加上D版的OS五花八门，给用户的使用带来诸多不便。为此，我们设立这个主题，发表一些测试和实验报告，针对一些常见问题作一些说明、解释，有解决办法的告诉各位一些解决办法。一、Intel、VIA、NVIDIA的RAID异同点Intel的ICH5R、ICH6R集成有SATA-RAID控制器，仅支持SATA-RAID，不支持PATA-RAID。Intel采用的是桥接技术，就是把SATA-RAID控制器桥接到IDE控制器，因此可以通过BIOS检测SATA硬盘，并且通过BIOS设置SATA-RAID。当连接SATA硬盘而又不做RAID时，是把SATA硬盘当作PATA硬盘处理的，安装OS时也不需要驱动软盘，在OS的设备管理器内也看不到SATA-RAID控制器，看到的是IDEATAPI控制器，而且多了两个IDE通道（由两个SATA通道桥接的）。只有连接两个SATA硬盘，且作SATA-RAID时才使用SATA-RAID控制器，安装OS时需要需要驱动软盘，在OS的设备管理器内可以看到SATA-RAID控制器。安装ICH5R、ICH6R的RAIDIAA驱动后，可以通过IAA程序查看RAID盘的性能参数。VIA的VT8237SATA-RAID设计与Intel不同，它是把一个SATA-RAID控制器集成到8237南桥内，与南桥里的IDE控制器没有关系。当然这个SATA-RAID控制器也不见得是原生的SATA模式，因为传输速度也没有达到理想的SATA性能指标。BIOS不负责检测SATA硬盘，所以在BIOS里看不到SATA硬盘。SATA硬盘的检测和RAID设置需要通过SATA-RAID控制器自己BootROM(也可以叫SATA-RAID控制器的BIOS)。所以BIOS自检后会启动一个BootROM检测SATA硬盘，检测到SATA硬盘后就显示出硬盘信息，此时按快捷键Tab就可以进入BootROM设置SATA-RAID。在VIA的VT8237南桥的主板上使用SATA硬盘，无论是否做RAID安装OS时都需要驱动软盘，在OS的设备管理器内可以看到SATA-RAID控制器。NVIDIA的nForce2/nForce3/nForce4芯片组NVIDIA的SATA/IDE/RAID处理方式是集Intel和VIA的优点于一身。第一是把SATA/IDE/RAID控制器桥接在一起，在不做RAID时，安装XP/2000也不需要任何驱动。第二是在BIOS里的SATA硬盘不像Intel那样需要特别设置，接上SATA硬盘BIOS就可以检测到。第三是不仅SATA硬盘可以组成RAID，PATA硬盘也可以组成RAID，PATA硬盘与SATA硬盘也可以组成RAID。这给需要RAID的用户带来极大的方便，Intel的ICH5R、ICH6R，VIA的VT8237都不支持PATA的IDERAID。NVIDIA的SATA/IDE/RAID控制器结构如下：二、nForce2/nForce3/nForce4建立RAID的测试1、BIOS设置和RAID设置nForce系列芯片组的BIOS里有关SATA和RAID的设置选项有两处，都在IntegratedPeripherals（整合周边）菜单内。SATA的设置项：Serial-ATA，设定值有[Enabled],[Disabled]。这项的用途是开启或关闭板载Serial-ATA控制器。使用SATA硬盘必须把此项设置为[Enabled]。如果不使用SATA硬盘可以将此项设置为[Disabled]，可以减少占用的中断资源。RAID的设置项在IntegratedPeripherals/OnboardDevice（板载设备）菜单内，光标移到OnboardDevice，按Enter进入如子菜单：其中RAIDConfig就是RAID配置选项，光标移到RAIDConfig，按Enter就进入如RAID配置菜单：菜单的第一项IDERAID是确定是否设置RAID，设定值有[Enabled],[Disabled]。如果不做RAID，就保持缺省值[Disabled]，此时下面的选项是不可设置的灰色。如果做RAID就选择[Enabled]，这时下面的选项才变成可以设置的黄色。IDERAID下面是4个IDE（PATA）通道，再下面是SATA通道。nForce2芯片组是2个SATA通道，nForce3/4芯片组是4个SATA通道。可以根据你自己的意图设置，准备用哪个通道的硬盘做RAID，就把那个通道设置为[Enabled]。下图是设置实例，设置主通道的主盘和副通道的副盘做RAID：设置完成就可退出保存BIOS设置，重新启动。这里要说明的是，当你设置RAID后，该通道就由RAID控制器管理，BIOS的StandardCMOSFeatures里看不到做RAID的硬盘了。BIOS设置后，仅仅是指定那些通道的硬盘作RAID，并没有完成RAID的组建，前面说过做RAID的磁盘由RAID控制器管理，因此要由RAID控制器的RAIDBIOS检测硬盘，以及设置RAID模式。BIOS启动自检后，RAIDBIOS启动检测做RAID的硬盘，检测过程在显示器上显示，检测到硬盘后留给用户几秒钟时间，以便用户按F10进入RAIDBIOSSetup。nForce芯片组提供的RAID（冗余磁盘阵列）的模式共有下面四种：RAID0:硬盘串列方案，提高硬盘读写的速度。RAID1:镜像数据的技术。RAID0+1:由RAID0和RAID1阵列组成的技术。Spanning(JBOD):不同容量的硬盘组成为一个大硬盘。四种模式的比较：按F10进入RAIDBIOSSetup，会出现NVIDIARAIDUtility--DefineaNewArray（定义一个新阵列）。默认的设置是：RAIDMode（模式）--Mirroring（镜像），StripingBlock（串列块）--Optimal（最佳）。如下图：通过这个窗口可以定义一个新阵列，需要设置的项目有：?选择RAIDMode（RAID模式）：Mirroring（镜像）、Striping（串列）、Spanning（捆绑）、StripeMirroring（串列镜像）。?设置StripingBlock（串列块）：4KB至128KB/Optimal?指定RAIDArray（RAID阵列）所使用的磁盘用户可以根据自己的需要设置RAID模式，串列块大小和RAID阵列所使用的磁盘。其中串列块大小最好用默认的Optimal。RAID阵列所使用的磁盘通过→键添加。做RAID的硬盘可以是同一通道的主/从盘，也可以是不同通道的主/从盘，建议使用不同通道的主/从盘，因为不同通道的带宽宽，速度快。Loc（位置）栏显示出每个硬盘的通道/控制器（0-1）/主副状态，其中通道0是PATA，1是SATA；控制器0是主，1是从；M是主盘，S是副盘。上例中，1.0.M表示通道1、控制器0、主设备。下图是添加完硬盘的设置图分配完RAID阵列磁盘后，按F7。出现清除磁盘数据的提示。按Y清除硬盘的数据，弹出ArrayList窗口：如果没有问题，可以按Ctrl-X保存退出，也可以重建已经设置的RAID阵列。至此RAID建立完成，系统重启，可以安装OS了。2、安装系统组建RAID最好是安装Windows2000/XP系统，而且要用单一的Windows2000/XP系统安装盘，不要用那种多合一的，其中的原因后面会说明。安装系统需要驱动软盘，主板附带的是XP用的，2000的需要自己制作。从光驱启动WindowsXP系统安装盘，在进入蓝色的提示屏幕时敲F6键，告诉系统安装程序：需要另外的存储设备驱动。当安装程序拷贝一部分设备驱动后，停下来提示你敲S键，指定存储设备驱动：系统提示把驱动软盘放入软驱，按提示放入软盘后，敲回车。系统读取软盘后，提示你选择驱动。nForce的RAID驱动与Intel和VIA的不同，有两个：NVIDIARAIDCLASSDRIVER和NVIDIANforceStorageController都要安装。第一次选择NVIDIARAIDCLASSDRIVER，敲回车系统读入，再返回敲S键提示界面，此时再敲S键，然后选择NVIDIANforceStorageController，敲回车，系统继续拷贝文件，然后返回到下面界面：在这个界面里显示出系统已经找到NVIDIARAIDCLASSDRIVER和NVIDIANforceStorageController，可以敲回车继续。系统从软盘拷贝所需文件后重启，开始检测RAID盘，找到后提示设置硬盘。此时用户可以建立一个主分区，并格式化，然后系统向硬盘拷贝文件。在系统安装期间不要取出软盘，直到安装完成。硬盘余下的空间可以用PQ8.0或PM分区格式化，也可以用XP的磁盘管理器分区格式化。用XP的磁盘管理器分区，等于/小于20GB的逻辑盘可以格式化为FAT32格式。大于20GB的格式化为NTF格式。3、PATA硬盘RAID0实例这是用两个PATA硬盘创建RAID的实例，先是接在两个通道，然后接在一个通道，并作性能测试。接在两个通道的情况如下：这是通过NVIDIA的RAID工具软件看到的，两个西捷40GB硬盘（ST340014A）分别接在IDE1和IDE2通道上，都作主盘。下面是通过设备管理器内NVIDIA的PATA控制器/属性看到的两个西捷40GB硬盘（ST340014A）：用HDTach软件对RAID做性能测试。HDTach是一款硬盘物理性能测试软件。它利用VXD特定模式来获得硬盘性能最大精确度的测试数据，是目前硬盘测试必备的一款工具，通过HDTach的测试可以衡量平均寻道时间、最大缓存读取时间和读写时间（最大、最小和平均）。其中，平均读写时间与平常应用最接近。为了测试更精确，选择Longbench模式：测试的结果是：随机访问时间15.4ms，CPU占用率5%，平均读盘速度85.9MB/s，突发传输速度140.1MB/s，如下图所示：那么其性能水平如何？可以利用该软件的测试数据库做比较，首先与PATA单盘做比较，如下图：做比较的是西捷7200转的ST380013A，随机访问时间比ST380013A的14.8ms多0.6ms；CPU占用率比ST380013A的4%多了1%；平均读盘速度比ST380013A的47.3MB/s高了38.6MB/s，差不多提高了40%；突发传输速度ST380013A的92.3MB/s快了47.8MB/s，提高了50%。下面是与SiliconRAID卡作比较：从图中可以看到性能还是较高的。现在把这两块硬盘接到同一通道（IDE1）上，看看性能如何。下图是利用NVIDIA的RAID工具看到的两块硬盘，他们作为主、从盘接在IDE1通道上：从设备管理器证实：用HDTach测试的结果如下：随机访问15.2ms，CPU占用率4%，平均读盘速度70.1MB/s，突发传输速度87.0MB/s。与普通PATA比较：从上图可以看出这种RAID的平均读盘速度比普通PATA高（70.1/47.3MHz），突发传输比普通PATA略低（87.1/92.3MHz）。通过比较得知，组建PATA的RAID，只好是把硬盘接在不同的通道。4、SATA硬盘RAID实例使用两块西捷SATA80GB硬盘做SATA-RAID测试，BIOS设置如下：RAIDBIOS设置如下：磁盘管理器看到的做RAID的两个硬盘：设备管理器看到的NVIDIARAID控制器和STRIPERAID：HDTach测试结果：结果是：随机访问时间12.8ms，CPU占用率4%，平均读盘速度85.0MB/s，突发传输速度173.5MB/s。各项性能优于PATA-RAID。5、PATA+SATA硬盘RAID0实例用西捷ST380013AS串口盘、ST340014AX2三块硬盘组建PATA+S