磁盘阵列RAID的建立和系统安装

1 38 前言 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 IDE ATAPI 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 RAID IAA 驱动后 可以通过 IAA 程序查看 RAID 盘的 性能参数 VIA 的 VT8237 SATA 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 IDE RAID NVIDIA 的 SATA IDE RAID 控制器结构如下 2 38 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 Integrated Peripherals 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 Integrated Peripherals Onboard Device 板载设备 菜单内 光标移 到 Onboard Device 按进入如子菜单 3 38 其中 RAID Config 就是 RAID 配置选项 光标移到 RAID Config 按就进入如 RAID 配置菜单 菜单的第一项 IDE RAID 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 IDE RAID 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 Standard CMOS Features 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 RAID BIOS 检测硬盘 以及设置 RAID 模式 BIOS 启动自检后 RAID BIOS 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 F 1 0 进入 RAID BIOS Setup nForce 芯片组提供的 RAID 冗余磁盘阵列 的模式共有下面四种 4 38 RAID 0 硬盘串列方案 提高硬盘读写的速度 RAID 1 镜像数据的技术 RAID 0 1 由 RAID 0 和 RAID 1 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 F 1 0 进入 RAID BIOS Setup 会出现 NVIDIA RAID Utility Define a New Array 定义一个新阵列 默认的设置是 RAID Mode 模式 Mirroring 镜像 Striping Block 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 RAID Mode RAID 模式 Mirroring 镜像 Striping 串列 Spanning 捆 绑 Stripe Mirroring 串列镜像 5 38 设置 Striping Block 串列块 4 KB 至 128 KB Optimal 指定 RAID Array 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 6 38 按 Y 清除硬盘的数据 弹出 Array List 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 Windows 2000 XP 系统 而且要用单一的 Windows 2000 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 Windows XP 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 7 38 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 NVIDIA RAID CLASS DRIVER 和 NVIDIA Nforce Storage Controller 都要安装 第一次选择 NVIDIA RAID CLASS DRIVER 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 NVIDIA Nforce Storage Controller 敲回车 系统继续拷贝文件 然后返回到下面界面 8 38 在这个界面里显示出系统已经找到 NVIDIA RAID CLASS DRIVER 和 NVIDIA Nforce Storage Controller 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 9 38 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 10 38 用 HD Tach 软件对 RAID 做性能测试 HD Tach 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 HD Tach 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 Long bench 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 9 MB s 突发传 输速度 140 1 MB s 如下图所示 11 38 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 12 38 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 6 MB s 差不多提高了 40 突发传输速度 ST380013A 的 92 3MB s 快了 47 8 MB s 提高了 50 下面是与 Silicon RAID 卡作比较 13 38 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 14 38 从设备管理器证实 15 38 用 HD Tach 测试的结果如下 16 38 随机访问 15 2ms CPU 占用率 4 平均读盘速度 70 1 MB s 突发传输速度 87 0 MB s 与普通 PATA 比较 17 38 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 SATA 80GB 硬盘做 SATA RAID 测试 BIOS 设置如下 18 38 RAID BIOS 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 NVIDIA RAID 控制器和 STRIPE RAID 19 38 HD Tach 测试结果 20 38 结果是 随机访问时间 12 8ms CPU 占用率 4 平均读盘速度 85 0 MB s 突发传输速度 173 5 MB 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 SATA 混合 RAID 组建后 NVIDIA RAID 工具软件显示如下 21 38 磁盘管理器显示的硬盘如下 22 38 用 HD Tach 测试性能如下 23 38 从上图可以看出 随机访问时间 14 2ms CPU 占用率 8 平均读盘速度 97 6 MB s 突 发传输速度 180 5 MB s 除随机访问和 CPU 占用率略高一点外 平均读盘速度和突发传输 速度优于 PATA RAID SATA RAID 下面是与 ST380013AS 串口盘单盘的性能比较 可以看到平均读盘速度和突发传输高于 SATA 50 以上 24 38 下面是与高品的 SATA RAID 卡比较 可以看到平均读盘速度高了近 30 突发传输高了近 50 25 38 6 实际文件传输测试 上面的性能测试都是 HD Tach 的测试 那么实际传输文件如何 真正传个大文件试试 测 试办法是临时想到的 也是顺手就有的测试条件 把一块麦拓 200GB 的 PATA 硬盘 通过 USB IDE 线连接到 nForce 主板的 USB 接口 原来的 SATA PATA 的 RAID 盘不动 从麦拓 200GB 拷贝一个 10GB 的文件夹到 RAID 盘 下图是从设备管理器看到的 USB IDE 硬盘和 RAID 盘 26 38 下图是在磁盘管理器看到的 USB IDE 硬盘 Maxtor 6Y200P0 拷贝的文件来自 AV J 磁盘 0 是 RAID 盘 文件拷贝到新加卷 F 27 38 拷贝的文件夹是 KTV1 大小是 9 99GB 如下 开始拷贝时 抓图 利用系统时钟记下开始开始时间 复制文件对话框提示剩余 13 分钟 28 38 拷贝即将结束时 抓图 利用系统时钟记下即将结束的时间 复制文件对话框提示剩余 5 秒 系统计时是 0 06 也就是用了 6 分钟 下图是拷贝完成的 F 盘的 KTV1 文件夹 29 38 拷贝 9 99GB 的文件夹 用了 6 分钟 平均每分钟 1 66GB 也就是每秒 28MB 这个速度还 是可以的 从 USB 设备拷贝到 RAID 对于 RAID 盘来说是写盘的速度 7 小结 上面测试的结果归纳如下表 通过上表对比 可以看出 1 组建 RAID0 确实能提高硬盘子系统的性能 2 PATA RAID 最好接在两个通道 3 SATA PATA 的读盘性能和突发传输性能最好 当然 CPU 占用率也较高 nForce 芯片组的 RAID 设置 组建 测试就结束了 Intel 和 VIA 的主要介绍如何设置和组 建 不再做测试 缩小篇幅 二 VIA 8237 南桥 SATA RAID 的设置组建 30 38 1 VIA 支持 SATA RAID 的特点 VIA 研发的支持 SATA RAID 的南桥芯片组是 VT8237 该南桥芯片与 KT600 北桥 K8T80 K8T880Pro 北桥搭配组成支持 AMD CPU 的主板 与 PT800 PT880 北桥搭配组成支持 Intel CPU 的主板 8237 南桥支持 SATA RAID 的方法与 Intel 和 NVIDIA 不同 它是在南桥里集成了 SATA RAID 控制器 这个控制器与 IDE 控制器没有关系 对用户来说 就相当于插一片 PCI SATA RAID 卡 其特点是 1 无论是做 RAID 还是仅做 SATA 都不会像 Intel AMD 那样转接成 IDE 2 无论是做 RAID 还是仅做 SATA 都是由 SATA RAID 控制器的 BIOS 检测管理硬盘 主板 BIOS 不负责检测 SATA 硬盘 3 无论是做 RAID 还是仅做 SATA 安装 OS 都需要驱动软盘 4 可以在主板 BIOS 里开启 关闭 SATA RAID 控制器 就是说不使用 SATA 硬盘 可以 关闭 SATA RAID 控制器 使用 SATA 硬盘就必须开启 2 微星采用 8237 南桥的主板如下 PT880 Neo 系列 MS 7008 PT8 Neo V MS 7043 PT8 Neo 系列 MS 6799 K8T Neo2 系列 MS 6702E K8T Neo 系列 MS 6702 K8M Neo V MS 7032 KT880 Delta MS 7047 KT6 V MS 7021 KT6V MS 7021 KT6 Delta 系列 MS 6590 Ver 2 0C 3 主板 BIOS 里开启 关闭 SATA RAID 控制器的选项 这个设置选项一般在 BIOS 的 Integrated Peripherals 整合周边设定 内 1 KT6 系列主板的叫作 VT8237 SATA IDE Controller VT8237 SATA IDE 控制器 设定值有 Disabled Enabled 设置为 Enabled 就开启了 SATA RAID 控制器 不使用 SATA 硬盘时 可以设置为 Disabled 如下图 31 38 2 K8T 系列主板的叫作 Internal SATA Controller 板载 SATA 控制器 设定值 有 Enabled Disabled 设置为 Enabled 就开启了 SATA RAID 控制器 不使用 SATA 硬 盘时 可以设置为 Disabled 在这个选项下面还有一项 Boot ROM Function Boot ROM 功能 这个选项的作用是从 SATA RAID 硬盘启动系统 如果不从 SATA RAID 硬盘启动 可以设置为 Disabled 可以加快系统启动速度 如果从 SATA RAID 硬盘启动 就必须设置 为 Enabled 如下图 32 38 3 PT8 系列主板的叫作 On Chip SATA IDE Controller 片内 SATA IDE 控制器 设定值有 Enabled Disabled 设置为 Enabled 就开启了 SATA RAID 控制器 不使用 SATA 硬盘时 可以设置为 Disabled 如下图 注 PT8 和 KT6 的 SATA IDE Controller 选项下面都没有 Boot ROM Function 这个设置项 因此 每次开机主板 BIOS 自检后 SATA 的 Boot ROM 都启动 初始化 SATA 硬盘 4 VIA Tech RAID BIOS 设置 SATA 的 Boot ROM 也就是 VIA Tech RAID BIOS 加电开机系统 BIOS 自检 POST 后 就 启动 SATA Boot ROM 屏幕显示如下 33 38 VIA VT6420 RAID BIOS 检测 SATA 硬盘 此时按键就可以进入 RAID BIOS 的设置界面 如下图 左上是设置选项菜单 右上是信息和操作键提示 下栏是 SATA 硬盘和阵列信息 通过 键移动光标 键执行选中的操作 选项菜单共有 5 个选项 Create Array 组建阵列 Delete Array 删除阵列 Create Delete Spare 创建和删除备援硬盘 Select Boot Array 选择启动阵列 Serial Number View 浏览磁盘序列号 34 38 5 组建阵列 Create Array 选择 Create Array 命令 并按键 进入组建阵列的子菜单如下 第 1 项是自动设置做阵列的磁盘 第 2 项是设置 RAID 模式 第 3 项是手动设置做阵列的磁盘 第 4 项是开始建立 第一步是设置 RAID 模式 第 2 项 光标移此 敲 即出现阵列模式的列表供用 户选择 如下图 35 38 用 键移动光标选择阵列模式 选中的将高亮显示 按确认选项 如果选择 RAID 1 或 RAID 0 1 就跳出选项列表 然后让用户选择 Create only 仅建立 或 Create and duplicate 建立和拷贝 Create only 就是只创建一个阵列 一般用于 新建 RAID 1 或 RAID 0 1 源硬盘与镜像盘没有数据 Create and duplicate 用于源盘已 有数据后建立 RAID 1 或 RAID 0 1 建立后将从源盘拷贝数据到镜像盘 如果选择 RAID 0 阵列的块容量将为可选 使用方向键以高亮显示 Block Size 并按 然后从弹出菜单中选择块容量 块容量可从 4KB 至 64KB 不同的块容量有不同 的性能 4KB 对于指定的使用类型需要 4KB 的块 8KB 对于指定的使用类型需要 8KB 的块 16KB 连续传输的最佳选择 32KB 连续传输的不错选择 64KB 最理想的选择 一般建议选择 64KB 选择完阵列模式 组建阵列的子菜单变化如下 36 38 第二步设置磁盘 有两种方法 一种是 Auto Setup