为数据买份好的保险
——“软RAID-5”的配置与实现

对于网管而言，RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）会是比较熟悉的概念。硬件RAID在服务器备份方面的性能表现卓越，但其价格昂贵；而软件形式的RAID大家接触较少，虽然在性能上它无法与硬件RAID媲美，但极高的性价比使其值得被推崇。

 
软RAID是Windows 2000 Server和Windows Server 2003操作系统在数据存储方面自带的功能，它的存储性能足以满足小型局域网中服务器的需要。在Windows Server 2003系统中可以实现“软RAID-1”和“软RAID-5”等多种“卷”类型。我们以实现“软RAID-5卷”为例，进行详细介绍。需要注意的是，实现“软RAID-5卷”的前提条件是在运行Windows Server 2003系统的计算机中安装有三块或三块以上的IDE硬盘。
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什么是“卷”？
在Windows Server 2003系统中，“卷”指的是动态磁盘上未分配空间的一个逻辑划分区域，常被用来表示动态磁盘与基本磁盘的区别。跟磁盘分区不同的是，一个卷既可以存在于同一个磁盘上，也可以存在于几个不同的磁盘上。例如，把一个1000MB的文件放入一个800MB的分区和一个200MB的分区可能有一定难度，而如果把它放入一个1000MB的卷中（尽管这卷可能存在于多个磁盘）则很容易。

一、设置动态磁盘
在Windows Server 2003中创建“软RAID-5”的前提条件就是所有的磁盘必须为动态磁盘。这就涉及到将原有的磁盘转换为动态磁盘的问题，或者将新添加的磁盘设置为动态磁盘。
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什么是“基本磁盘”和“动态磁盘”？
“基本磁盘”指的是从DOS时代就已经存在的那种存储系统。其中允许有主磁盘分区和扩展磁盘分区，还可以有逻辑磁盘分区。我们大家使用的电脑绝大多数都是使用“基本磁盘”存储系统。
“动态磁盘”是从Windows 2000系统开始被引入的，Windows 2000以前的系统不支持“动态磁盘”。在创建“动态磁盘”时，实际是在该磁盘卷的末尾写入了一条1MB的数据库信息。这个数据库中包含了服务器上所有“动态磁盘”的分区信息，并且这些信息会被自动复制到本机其他的“动态磁盘”上。要创建具有容错能力的“软RAID卷”，必须把磁盘升级成动态磁盘。不过，动态磁盘在个人使用的单磁盘计算机上则没有任何优势可言。

从基本磁盘转换到动态磁盘
第1步，右键单击“我的电脑”，选择菜单中的“管理”命令，打开“计算机管理”窗口。
第2步，在左窗格中展开“存储”目录，选中“磁盘管理”选项。这时右窗格中会显示出所有磁盘驱动器的信息。
第3步，右键单击准备转换为动态磁盘的驱动器名称（如“磁盘1”），执行“转换到动态磁盘”命令，打开“转换为动态磁盘”对话框。在“磁盘”列表中勾选准备转换的磁盘（图1）。
 
图1   选择磁盘  //K8X-13-1.TIF
第4步，此时需要用户确认所选择磁盘的正确性。如果没有问题，则单击“转换”按钮。
第5步，在随后打开的“磁盘管理”提示框中再次需要用户确认操作的正确性。因为将磁盘转换为动态磁盘后，较早版本的Windows系统（如“Windows 9X/Me”）将无法从该磁盘的任何卷上启动。确定转换操作不会为自己带来麻烦后，单击“是”按钮。
小提示：
如果目标磁盘是计算机中第一块转换成动态磁盘的磁盘，则会要求重新启动计算机。否则不会要求重启，转换即可直接完成。

将新磁盘设置为动态磁盘
当计算机添加新硬盘后，可以直接在“磁盘管理”窗口中将之设置为动态磁盘。具体操作步骤如下。
第1步，打开“计算机管理”窗口，选中“磁盘管理”选项。这时“磁盘初始化和转换向导”对话框会打开。利用该向导可以将添加的新硬盘初始化，并将基本磁盘转换为动态磁盘。
第2步，在打开的“选择要初始化的磁盘”选项页中，选中“磁盘”列表中添加所有的新磁盘。
第3步，在“选择要转换的磁盘”选项页里选中准备转换为动态磁盘的磁盘。
第4步，在随后打开的“正在完成磁盘初始化和转换向导”选项页中单击“完成”按钮，系统开始在后台对磁盘进行初始化和转换。在很短的时间内即可完成（图2）。
 
图2  准备完成转换  //K8X-13-2.TIF

二、在Windows Server 2003中创建“软RAID-5卷”
在计算机中安装了多块物理磁盘（本例中为三块磁盘）并全部转换为动态磁盘后，创建“软RAID-5卷”的条件基本成熟。但无论是创建“软RAID-1卷”还是“软RAID-5卷”，均需要使用磁盘的未指派空间，因此必须保证所有备用磁盘中均有足够大小的未指派空间。
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什么是“简单卷”、“跨区卷”、“带区卷”、“镜像卷”和“RAID-5卷”？
“简单卷”是建立在一块磁盘的空间上的卷，
“跨区卷”是建立在多块磁盘的空间上的卷，并且两者都可以被扩充。
“带区卷”是将两个或两个以上磁盘中的未分配空间组合成的卷。条带卷可以有效地提高磁盘的读取性能，但并不提供容错功能。
“镜像卷”（即RAID－1卷）是利用两个磁盘中的未分配空间组成的卷，在镜像卷中同一数据被复制到两个物理磁盘中，因此具有容错性。但其空间利用率只有50％，因此实施成本相对较高。
“软RAID－5卷”是带校验功能的带区卷，当向它写入数据时，这些数据会被写入到整个带区卷磁盘阵列中的所有条带磁盘上，而这些数据的校验信息也会被写入一块磁盘，并且总是写入与对应数据不同的磁盘上。“软RAID-5卷”具有容错功能，且至少需要三块磁盘方能实现。

创建“镜像卷”（即“软RAID-1卷”）只需要两块磁盘就行了，而创建“软RAID-5卷”则需要三块以上的磁盘。下面开始创建“软RAID-5卷”。
第1步，打开“计算机管理”窗口，选中“磁盘管理”项。在右窗格中用鼠标右键单击准备创建RAID-5卷的磁盘，在弹出的快捷菜单中执行“新建卷”命令。
第2步，在向导欢迎页中单击“下一步”按钮，打开“选择卷类型”选项页。在“选择要创建的卷”区域中点选“RAID-5”单选框（图3）。
 
图3  选择RAID-5卷    //K8X-13-3.TIF
第3步，在 “选择磁盘”选项页中，将“可用”磁盘列表中的所有磁盘通过 “添加”按钮添加到“已选的”磁盘列表中（在“已选的”磁盘列表中至少要有三块磁盘），其他参数保持默认值（图4）。
 
图4   添加磁盘   //K8X-13-4.TIF
第4步，打开“指派驱动器号和路径”选项页，保持“指派以下驱动器号”单选框为选中状态。单击右侧的下拉三角，为该RAID-5卷指派驱动器号，以便于访问和管理（图5）。
 
图5  指派驱动器号  //K8X-13-5.TIF
第5步，在“卷区格式化”选项页中保持“按下列设置格式化这个卷”单选框为选中状态，“文件系统”和“分配单位大小”选项均采用默认值。在“卷标”编辑框中键入一个卷标用于跟其他卷进行区别（图6）。
 
图6  设置卷区格式化参数  //K8X-13-6.TIF
第6步，“正在完成新建卷向导”选项页的“您已选择下列设置”列表框中显示了以上所有的设置。如果没有问题，则单击“完成”按钮，系统开始创建“软RAID-5卷”并对其进行格式化操作。格式化操作所需的时间视卷容量而定，所实现的RAID-5卷会以特殊颜色标示出来（图7）。
 
图7  正在格式化   //K8X-13-7.TIF

三、使用软“RAID-5”卷
“软RAID-5”卷创建完成以后就可以使用了，在使用过程中你会发现它跟使用普通磁盘没有任何区别。尽管“软RAID-5卷”已经具有了数据备份的能力，但这些操作都是在后台自动进行的，因此用户直观上感觉不到“软RAID-5卷”的存在。

四、修复故障“软RAID-5卷”
使用“软RAID-5卷”的主要目的就是利用磁盘空间的冗余，当磁盘出现故障的时候能够确保数据的安全。不过这一切都是在所有的磁盘或“软RAID-5卷”没有任何问题的前提下实现的。也就是说必须保证冗余磁盘的正常运转。当“镜像卷”或“软RAID-5卷”中的单个磁盘出现故障后，尽管数据可能暂时不会受到威胁，单磁盘冗余已经不复存在了。只有及时修复磁盘才能保证冗余的存在。
那么如何知道“软RAID-5卷”已经出现故障呢？这在“磁盘管理”窗口中很容易看到。发生故障的“软RAID-5卷”的状态将显示为“失败的重复”，而发生故障的磁盘状态为“丢失”或“脱机”（图8）。
 
图8
对于“软RAID-5卷”的修复分为不更换原磁盘的修复和更换原磁盘的修复，两种情况的修复方法有所不同。

不更换原磁盘修复“软RAID-5卷”
如果不是由于磁盘的物理故障导致软“RAID-5”卷出现问题，修复起来比较简单，其步骤如下。
首先，检查发生故障的磁盘是否已经跟计算机正确连接，确保数据线和电源线工作正常；其次，打开“磁盘管理”窗口，右键单击状态显示为“丢失”、“脱机”或“联机（错误）”的磁盘执行“重新激活磁盘”命令（图9）。
 
图9
如果磁盘没有物理故障，重新激活后的磁盘应该显示“联机”状态，而“RAID-5卷”则开始进行“重新同步”（图10）。同步完成以后所有的“RAID卷”将恢复到“状态良好”，这时故障已经得到有效修复。
 
图10   重新同步  //K8X-13-8.TIF

更换原磁盘修复“软RAID-5”卷
最糟糕的就是磁盘出现物理故障，并且无法修复。这时在右击故障磁盘的时候，其快捷菜单中的“重新激活磁盘”命令不可用，只能使用“删除磁盘”命令。这种情况比较严重，修复步骤稍显复杂。
首先，更换相同型号的磁盘，并按照前面介绍的创建动态磁盘的方法将该磁盘设置为动态磁盘；其次，在“磁盘管理”窗口中用鼠标右键单击发生故障的磁盘，在弹出的快捷菜单中执行“恢复卷”命令，打开“恢复RAID-5”卷对话框。在磁盘列表中单击选中准备替换的已损坏磁盘盘符，单击“确定”按钮开始修复；最后修复完成，用鼠标右键单击已损坏的磁盘，在弹出的快捷菜单中执行“删除磁盘”命令，从“软RAID-5卷”中删除该磁盘。

好了，我们的“无米”之炊已经做成。通过“软RAID-5”，系统的数据安全性将大大提高。有了这样一个无需太大额外开销就能实现磁盘冗余的存储方案，难道我们还会担心数据发生意外吗？