磁盘阵列技术基础培训-完整版

硬盘维修基础硬盘维修教材一：结构：1：电源接口：接线柱有断裂现象2：IDE 接口：插针有断裂、缩回、虚焊现象3：跳线：用于设置MASTER/SLA VE4：主轴电机驱动5：磁头伺服定位驱动6：读写电路、选头电路7：前置放大电路8：控制电路：控制硬盘的初始化、加电、启动主轴电机、加电初始寻道、定位、读写。

9：BIOS，里面固化了软件，与主板的BIOS 起类似的作用10：高速缓存：256K-2M，是硬盘与外部总线交换数据的场所，硬盘将磁信号转化为电信号后通过缓存一次次地填充与清空，一步步地按PCI 总线的周期送出。

二：硬盘新技术RAID 技术：用于提高速度，性能及数据安全性，由多块廉价硬盘构成的冗余阵列。

其中一块硬盘出问题并不影响系统工作。

接口：分为SCSI 类和ATA 类DMA 模式：数据不经过CPU，直接在硬盘和内存之间传送，ULTRA DMA 由INTEL、QUANTUM、SEAGATE 等三家公司提出，分为ULTRA DMA 33/66/100，与IDE 兼容。

SERIAL ATA：即串行ATA，是INTEL 公司发布的，在同一时间内只会有一位数据传输，用四个针就完成了所有的工作，第一针发出、第二针接收、第三针供电、第四针地线。

使用DMA 66/100 的条件：首先，硬盘必须支持久ULTRA DMA；其次：主板必须支持ULTRA DMA；再次：操作系统必须安装有相应的驱动程序；最后：必须使用80 针专用数据线；另外CMOS 的相应设置应打开、不要将普通光驱与UDMA 硬盘接在同一个口上、主板本身的兼容性问题也可能使DMA 工作不正常，对不支持DMA 的硬盘或光驱设置了DMA 可能会导致死机。

三：机械部分：电机：无刷直流电机、音圈电机磁头：工作时，飞行状态，与盘面相距0.2-0.5uM盘片：盘体由多个盘片叠加在一起，每个盘片有上下两个磁面，磁面：所有磁面上相同大小的同心圆构成一个柱面。

磁道：每个磁面被划分为成若干个磁道扇区：每个磁道再被划分成若干个扇区，每个扇512 个字节。

磁盘阵列(Disk Array)1.为什么需要磁盘阵列如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。

磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。

过去十年来,CPU的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。

目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。

一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。

这种方式在单工环境(single-tasking environment)如DOS之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。

这种方式没有任何安全保障。

其二是使用磁盘阵列的技术。

磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。

磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level,不同的level针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。

一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器(RAID controller)•或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出入系统的四大要求:(1)增加存取速度,(2)容错(fault tolerance),即安全性(3)有效的利用磁盘空间;(4)尽量的平衡CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能。

磁盘阵列教程说到磁盘阵列（RAID，Redundant Array of Independent D isks），现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一，特别是中小型企业，因为磁盘阵列应用非常广泛，它是当前数据备份的主要方案之一。

然而，许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍，却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法，所以仍只是一知半解，到自己真正配置时，却无从下手。

本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法，给出一些关键界面，使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。

当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍，还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识，这样可以为实际的配置找到理论依据。

一、磁盘阵列实现方式磁盘阵列有两种方式可以实现，那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。

软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。

如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和Ne tVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能，其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5；NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。

软件阵列可以提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低，有的降代还比较大，达30%左右。

硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的，这就是本文要介绍的对象。

现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡，不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。

硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。

它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。

磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器，如Intel的I960芯片，HPT37 0A/372 、Silicon Image SIL3112A等，还拥有专门的存贮器，用于高速缓冲数据。