发信人: yurer(孤星)
整理人: ipaq(2001-05-27 13:55:11), 站内信件
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Windows NT环境下的硬盘管理及容错技术
出自：远望资讯
现在网络上的数据量一直在急剧上升，服务器就必须保证有足够的存储容量、较强的数据读取和写入能力以及硬盘损坏时数据的恢复功能。为了适应网络这种高带宽、高可靠性数据处理的需求，Windows NT提供了一套强大功能的硬盘管理方案。以下本文所介绍的硬盘分区管理、卷集、带区集和容错等技术，可以在不需要购置诸如磁盘阵列卡等昂贵的硬件设备条件下，通过软件控制方式来实现，并且操作相对简单，效果很好，所以适合于中小型网络用户使用。
一、认识Windows NT的硬盘管理特点
以前我们已很熟悉DOS环境下硬盘的使用，但Windows NT环境下硬盘的管理大家就不见得清楚，所以我们有必要先了解一些常用的概念。
1.Windows NT提供的RAID功能
所谓RAID就是磁盘冗余阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disk，RAID），它是用于提高硬盘系统容错能力与效率的一种廉价措施，根据系统所提供的硬盘读取和写入能力以及数据存储安全性的不同，RAID可分为6个级别，即是RAID 0、RAID 1、RAID 0+1、RAID 3、RAID 4和RAID 5，较常使用，同时也是Windows NT所支持的有以下三种：
●RAID 0:带区集。在Windows NT中，可以从多个（最多32个）硬盘中各取一个相同容量的磁盘空间，组成一个独立的集合，并赋予一个驱动器代号，这个具有同一代号的硬盘空间集合称为带区集。当写入数据时，数据先被分割成大小为64KB的数据块，然后并行写入到带区集中的每个磁盘中。系统读取磁盘数据时，将同时从各个磁盘并行发送读取数据块，经自动整合后形成一个完整的数据。RAID 0的最大优势是通过快速读取和写入，提高了硬盘的读写性能。但当带区集中的任何一个硬盘或分区损坏时，将造成所有数据的丢失。
●RAID 1:即通常所讲的磁盘镜像。它是在一个硬盘控制卡上安装两块硬盘。操作中，一个设置为主盘（Master），另一个设置为镜像盘或者从盘（Slaver）。当系统写入数据时，会分别存入两个硬盘中，两个硬盘中保存有完全相同的数据。一旦一个硬盘损坏，另一个硬盘会继续工作。RAID 1具有很好的容错能力，但是当硬盘控制卡受到损坏时，数据将无法读取。为了克服一个硬盘控制卡管理两个硬盘时存在的安全问题，可将两个硬盘分别安装在不同的硬盘控制卡上，如果一块硬盘控制卡损坏时，另一块硬盘控制卡还会继续工作，从而提高了系统的容错能力，这种组合方式又叫做磁盘双工。在Windows NT中，磁盘镜像和双工只是在硬盘安装时有所不同，而软件的设置方法基本一致。
●RAID 5:带奇偶校验的带区集。它是在RAID 0的基础上增加了对写入数据的安全恢复功能。数据块仍分散存放在带区集的所有硬盘中，同时每个硬盘都有一个固定区域（约有所使用硬盘分区的1/3）来存放一个奇偶校验数据。当任何一个硬盘失效时，可利用此奇偶校验数据推算出故障盘中的数据来，并且这个恢复操作在不停机的状态下由系统自动完成。RAID 5在使整个硬盘的读取和写入性能得到明显改善的同时，还具有非常好的容错能力，但硬盘空间无法全部用来保存正常数据。
2.卷集的作用及特点
卷集是Windows NT环境下用于管理硬盘的一个非常有效的方式。当一台机器中安装多个硬盘时，一般情况下不同硬盘或同一硬盘的不同分区是相互独立的，当写入数据时，如果一个硬盘或分区已满，系统不会将待写数据自动存入下一个硬盘或分区中。但是使用卷集时，可将一个或多个（最多为32个）硬盘中的多个可用硬盘空间组合起来，形成一个单元，并给予一个驱动器名。当数据保存到卷集中的硬盘空间时，先存放到第一个硬盘或分区中，待存满后，紧接着再自动存放到第二个可用的硬盘或分区空间，依次类推。卷集最大的优势是可以将多个较小容量的硬盘空间合并起来，甚至可以将多个硬盘合并成一个硬盘来使用，提高了磁盘的可利用率，并有利于一些大型软件的安装和运行。但是，当卷集中的一个硬盘发生故障时，卷集中的所有数据将会丢失。因此，卷集既不能提高硬盘的读取和写入性能，也不具备系统容错功能。
二、Windows NT下创建并管理分区
在DOS下我们采用Fdisk命令对硬盘进行分区，而Windows NT环境下对硬盘的分区是通过“磁盘管理器”来完成的，以下介绍其实现过程（本文具体操作中所使用的是中文Windows NT Server4.0）。
1.创建主分区
选择“开始→程序→管理工具（公用）→磁盘管理器”，将出现图1所示窗口，显示在系统中已安装了三个硬盘（分别为磁盘0、磁盘1和磁盘2）以及一个光驱（CD-ROM0）。现在对磁盘2进行分区操作：
●选择磁盘2（用鼠标点击“可用空间”中标有右斜线的区域）后，在“磁盘分区”菜单下选取“创建”选项，在出现的图2所示对话框中输入待建主分区的大小（应小于可用空间的总容量，本操作中输入1000MB），按“确定”后完成，图3中所表示的“尚未格式化1000MB”的空间就是刚才所创建的主分区；
●选取新创建的主分区空间，执行“磁盘分区”菜单下的“立即更改”进行确认；
●通过“工具”菜单下的“格式化”选项，对刚才创建的主分区进行格式化，可在出现的图4所示的对话框中选择文件系统的类型（FAT或NTFS）以及其他的选项，但应注意，如果该硬盘用于DOS或Windows95/98等系统时，必须格式化成FAT格式；
●如果需要，还可以采用同样的方法创建2至3个主分区（一个硬盘中最多可存在4个主分区），但是这样操作后该硬盘一般仅用于Windows NT环境，在纯DOS或WINDOWS95/98下使用时，最多可创建1个主分区，图5是创建了2个主分区后的结果；
●创建主分区的主要目的是用来启动计算机系统，
但当有2个以上的主分区时，到底由谁来担负启动系统的任务呢？系统默认由第一个主分区作为启动分区，当你希望其它主分区作为启动分区时，可先选择该主分区，再通过“磁盘分区”菜单下的“标为活动”选项来完成。
2.建立扩展分区
一个硬盘中除主分区之外，剩下来的所有硬盘空间都可作为扩展分区。不管是DOS还是Windows NT，一个硬盘中只能存在一个扩展分区。现在介绍Windows NT中建立扩展分区的方法。在“磁盘管理器”窗口中选择硬盘中的一块可用空间（带右斜线的部分），通过“磁盘分区”菜单下的“创建扩展分区”选项可将所选空间的部分或全部建立成扩展分区，紧接着还需进行“立即更改”这一步的操作才算真正完成。图6是将磁盘2中878MB可用空间中的500MB建立成扩展分区后的结果（注意:扩展分区用左斜线显示）。
3.在扩展分区中建立逻辑驱动器
选取已建立的扩展分区，通过“磁盘分区”菜单下的“创建”功能项，先将扩展分区划分成多个（由用户按硬盘剩余空间的大小和实际需要来确定）可用空间，再经“立即更改”、“格式化”等操作后，便可将一个扩展分区分割成多个逻辑驱动器。图7是将图6中的扩展分区分成2个逻辑驱动器后的结果。
以上所创建的主分区、逻辑驱动器和扩展分区都可以通过“磁盘分区”菜单下的“删除”功能项来删除。
三、卷集和带区集的建立及应用
1.卷集的建立和应用
创建卷集的目的是为了更加有效的利用硬盘空间。现在，我们以图8中所示的硬盘为例，介绍创建卷集的具体方法：
●图8中有4个分别分布于3个硬盘中的可用空间，先选定第一个可用空间，接着按住Ctrl键不放，用鼠标依次点取其它的可用空间
。
●当所有要纳入卷集的可用空间（不能包括已创建的主分区和逻辑驱动器）选定后，通过“磁盘分区”菜单下的“创建卷集”选项，可将所选可用空间的全部或部分创建成为一个卷集，并经“立即更改”这一步的操作后卷集创建成功。
●重新启动计算机，在“磁盘管理器”窗口中对所建卷集进行“格式化”操作。格式化时，卷集中所有的分区同时进行，结束后每个分区都有一个相同的驱动器名。
●图9所示的是最后的结果，其中J驱动器就是已建立的一个跨越3个硬盘的卷集，你可以像使用其它类型的驱动器一样来使用J驱动
器。
2.带区集的特点和建立方法
建立带区集的目的是为了提高整个硬盘系统的读取和写入能力。在进行数据读写操作时，带区集中的所有硬盘都会同时工作，所以带区集比单硬盘系统具有更快的数据访问速度，但是它不具备系统容错功能。下面是带区集的建立过程：
●选取第一个可用空间（带右斜线的部分），按住Ctrl键不放，分别在其他硬盘中各选定一个可用空间。
●选择“磁盘分区”菜单中的“创建带区集”选项，在出现的对话框（类似于图2）中输入所创建带区集的大小，再经“磁盘分区”菜单中的“立即更改”选项，带区集便建立完成。
●利用“工具”菜单中的“格式化”选项对新建的带区集进行格式化，结束后才能正常使用。
●最后还可利用“磁盘分区”菜单中的“删除”选项删除已建立的带区集。
3.卷集和带区集的区别
卷集和带区集是Windows NT中管理硬盘时常用的两种方法。不过，两者之间不尽相同：
●采用卷集的目的是为了更加有效的利用硬盘空间，而使用带区集的目的则是提高硬盘系统的读取和写入能力。
●在一个硬盘中，卷集可使用两个以上的分区，而带区集只能使用其中的一个。
●在建立卷集时，每个分区的大小不必相同，但是在建立带区集时一般应要求相同，最起码相差不能太大。
●卷集在工作时，数据先存放在第一个分区或硬盘中，等存满后再存入第二个分区或硬盘，依次类推。而当数据保存到带区集时，先将数据分成大小为64K的数据块，然后再将这些数据块分别存放到每个分区内。
●不管是卷集还是带区集，当其中一个分区出现故障时，整个数据将全部丢失。
四、Windows NT环境下的系统容错技术
我们先来了解容错的概念，容错是为使数据避免遭受意外损坏而采取的一种保护措施。保护数据的方式有许多，以下介绍的是Windows NT所提供的两种容错方式，它非常适合于一般网络用户使用。
1.带奇偶校验的带区集的使用
带奇偶校验的带区集是在带区集的基础上增加了系统容错的功能。建立带奇偶校验带区集的方法与建立带区集的方法基本相同。
●先选定第一个可用空间，按住Ctrl键不放，而后各选取其它硬盘上的一个大小相当的可用空间。
●选择“容错”菜单中的“创建带奇偶校验的带区集”选项，之后执行“磁盘分区”菜单中的“立即更改”功能，并经“格式化”后建立成功。
详细操作可参看前文建立带区集的相关步骤。与带区集一样，带奇偶校验的带区集也同时支持FAT和NTFS两种文件系统，至少需要三个硬盘才能进行，最多可达到32个。
以下介绍带奇偶校验的带区集中的某一个硬盘发生故障后的修复方法。因为带奇偶校验的带区集具有容错功能，所以当其中一个硬盘发生故障时，系统仍然能够正常工作，只是速度明显减慢，为了保证数据访问的速度，必须对出现故障的硬盘进行修复。其修复方法如下：
●首先换掉已出故障的硬盘，添加一个新硬盘，并进行相关参数的设置。
●启动计算机并进入“磁盘管理器”窗口，在新安装的硬盘上创建一块可用空间，此可用空间的大小应等于或大于故障盘或带区集中其他硬盘上对应空间的值。
●选定带奇偶校验的带区集（当一个硬盘出故障时，带区集仍然存在），按住Ctrl键不放，再选取新安装硬盘中所建的可用空间，接着选择“容错”菜单下的“再生”选项即可完成修复工作。
●重新启动计算机后，带奇偶校验的带区集又恢复到正常的工作状态。
2.磁盘镜像和双工技术
磁盘镜像和双工是中小型网络中经常使用的另一种容错技术。如果两个硬盘同时接在同一个硬盘控制卡上便称为磁盘镜像，当两个硬盘分别连接在不同的两个硬盘控制卡上时称为磁盘双工，如图10所示。因为在磁盘镜像中存在谁镜像谁的问题，所以应将系统中原有的一个硬盘或已存放数据的一个硬盘作为主盘（Master），而把被镜像的一个硬盘作为从盘（Slaver），在硬件连接时也要注意这一点（注意：图10中硬盘下所标的Master和Slaver表示连接硬盘时，通过跳线方式将其设置成为主盘或从盘方式，而不具体代表这里所讲的镜像关系）。磁盘镜像和双工在Windows NT中的软件设置方法完全相同，只是在硬件的连接上有所差异，一般情况下建议大家使用磁盘双工技术。
●创建镜像磁盘。启动系统进入“磁盘管理器”窗口，在从盘上创建一块可用空间，其大小应等于或大于主盘（镜像盘）上对应分区的空间，如图11所示。先选定主盘上的镜像分区，按住Ctrl键不放，再选定从盘的可用空间作为被镜像分区。接着选择“容错”菜单下的“创建镜像”选项，并执行“磁盘分区”菜单下的“立即更改”功能项后创建完成。重新启动系统，你会发现主盘与从盘之间会有一个较长时间的初始化过程，初始化结束后镜像磁盘开始投入工作，如图12所示（两个具有镜像关系的分区用粉红色显示）。
●中断镜像关系。如果你要中断已建立的镜像关系，可通过“容错”菜单下的“中断镜像”选项来完成，还要经过“磁盘分区”菜单下的“立即更改”来确认。重新启动系统后，原有的镜像操作被中断。
●镜像磁盘的故障修复。任何物理设备都有可能发生故障，当镜像磁盘中的一个分区出现故障时，虽然计算机仍然可以正常运行，但是这时的硬盘已失去了容错功能，必须将其恢复。恢复时先中断原有的镜像关系，再重新建立新的镜像。
最后还需提醒一点，每次对硬盘进行以上的相关操作后，都需使用RDISK.EXE程序对“紧急修复磁盘”的内容进行更新，以确保系统出现启动故障时使用“紧急修复磁盘”来修复。
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我是一滴远方孤星的泪水
藏在你身上已几万年 |
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