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磁盘阵列RAID的建立和系统安装

洛洛

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2007-02-11 19:28 | 只看楼主 树型| 收藏| 小中大 1^#

磁盘阵列RAID的建立和系统安装

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。

目录
本文将重点说明以下几个问题
一、Intel、VIA、NVIDIA的RAID异同点
二、nForce2/ nForce3/ nForce4建立RAID的测试
1、BIOS设置和RAID0设置
2、PATA硬盘RAID0实例
3、SATA硬盘RAID0实例
4、PATA+SATA硬盘RAID0实例
三、ICH5R、ICH6R建立RAID的测试
四、VT8237建立RAID的测试
五、SATA/RAID安装OS的问题
1、安装98的问题
2、驱动软盘制作
3、安装2000/XP的问题
六、SATA硬盘的速度问题
七、RAID的速度问题

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：

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<Enter>进入如子菜单：

其中RAID Config就是RAID配置选项，光标移到RAID Config，按<Enter>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：
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）。
? 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。

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：

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：

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：

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：

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38.6 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：

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HD Tach测试的结果如下：

随机访问15.2ms，CPU占用率4%，平均读盘速度70.1 MB/s，突发传输速度87.0 MB/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SATA 80GB硬盘做SATA-RAID测试，BIOS设置如下：

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：

HD Tach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85.0 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：

磁盘管理器显示的硬盘如下：

用HD Tach测试性能如下：

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：

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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%。

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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：

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：）。

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：

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：

[

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：

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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
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：

（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：

（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：

[

VIA VT6420 RAID BIOS检测SATA硬盘，此时按<Tab>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，<Enter>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

5、组建阵列（Create Array）
选择Create Array命令，并按<Enter>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<Enter>，即出现阵列模式的列表供用户选择，如下图：

用↑↓键移动光标选择阵列模式，选中的将高亮显示，按<Enter>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<Enter>，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：

第二步设置磁盘。有两种方法：一种是“Auto Setup”（第1项），另一种是“Select Disk Drives” （第2项）。Auto Setup允许BIOS选择磁盘自动创建阵列，但不复制镜像驱动，即使用户在RAID 1选择了Create and duplicate。这种“Auto Setup”适合于用空的磁盘创建一个阵列。Select Disk Drives让用户根据自己的要求选择阵列设备。当使用Select Disk Drives时，菜单下栏列出的磁盘将供选择，而且高亮显示，按<Enter>选择。选择完所有的设备后，按<Esc>以回到创建菜单。

第三步是执行创建过程，也就是执行第4项Start Create Process。把光标移动到Start Create Process，敲<Enter>屏幕将出现警告信息，按Y继续创建，按N取消创建。

6、删除磁盘阵列Delete Array
一个RAID在创建后也可被删除。要删除RAID，有以下几个步骤：
1）、在主菜单中选择Delete Array，并按<Enter>。
2）、选择要被删除的阵列成员，并按<Enter>。此时将出现一个警告信息：按Y删除，按N取消。对于RAID0,删除磁盘阵列将破坏磁盘阵列上的所有数据。对于RAID 1，当一个RAID盘被删除时，两块硬盘上的数据将被保留，而成为两块普通的硬盘。

7、创建和删除备援硬盘
创建了一个RAID 1阵列后，如果有硬盘尚未建立阵列，而它的容量等于或大于阵列磁盘的容量，则它可作为RAID 1阵列中的备援硬盘。选择Create/Delete Spare ，并按<Enter>，信道的容量将被启用。选择您要作为备援的硬盘，并按<Enter>，所选的硬盘会被标识为Spare。此备援硬盘不能在操作系统中被访问。
要删除一个备援硬盘，高亮显示Create/Delete Spare，并按<Enter>，则此备援硬盘将呈高亮状态，按<Enter>删除。

8、查看硬盘的序列号
高亮显示Serial Number View，并按<Enter>。使用方向键以选择硬盘。被选中的硬盘的序列号将在最后一栏中可以查看到。此序列号是硬盘制造厂商所赋予的。
按F1键，在屏幕偏下方将显示阵列状态。如果没有磁盘阵列，那么屏幕将不显示阵列状态。

9、仅做SATA
如果SATA硬盘不做RAID，仅仅用作SATA硬盘，可以不进VIA Tech. RAID BIOS设置即可。

10、驱动软盘
如果用SATA硬盘启动（包括RAID），安装OS时需要驱动软盘。

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Michael

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不错。先学习啦。

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