在計算機發(fā)展的初期，“大容量”硬盤的價格還相當高，解決數(shù)據(jù)存儲安全性問題的主要方法是使用磁帶機等設(shè)備進行備份，這種方法雖然可以保證數(shù)據(jù)的安全，但查閱和備份工作都相當繁瑣。1987年， Patterson、Gibson和Katz這三位工程師在加州大學(xué)伯克利分校發(fā)表了題為《A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks（廉價磁盤冗余陣列方案）》的論文，其基本思想就是將多只容量較小的、相對廉價的硬盤驅(qū)動器進行有機組合，使其性能超過一只昂貴的大硬盤。這一設(shè)計思想很快被接受，從此RAID技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)存儲進入了更快速、更安全、更廉價的新時代。 

　　磁盤陣列對于個人電腦用戶，還是比較陌生和神秘的。印象中的磁盤陣列似乎還停留在這樣的場景中：在寬闊的大廳里，林立的磁盤柜，數(shù)名表情陰郁、早早謝頂?shù)墓こ處熍腔苍谄渲?，不斷從中抽出一塊塊沉重的硬盤，再插入一塊塊似乎更加沉重的硬盤……終于，隨著大容量硬盤的價格不斷降低，個人電腦的性能不斷提升，IDE-RAID作為磁盤性能改善的最廉價解決方案，開始走入一般用戶的計算機系統(tǒng)。 

　　一、RAID技術(shù)規(guī)范簡介

　　RAID技術(shù)主要包含RAID 0～RAID 7等數(shù)個規(guī)范，它們的側(cè)重點各不相同，常見的規(guī)范有如下幾種： 

　　RAID 0：RAID 0連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫于多個磁盤上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，但它沒有數(shù)據(jù)冗余，因此并不能算是真正的RAID結(jié)構(gòu)。RAID 0只是單純地提高性能，并沒有為數(shù)據(jù)的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，RAID 0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場合。 

　　RAID 1：它是通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對的獨立磁盤上產(chǎn)生互 為備份的數(shù)據(jù)。當原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID 1可以提高讀取性能。RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當一個磁盤失效時，系統(tǒng)可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。 
　　
    RAID 0+1: 也被稱為RAID 10標準，實際是將RAID 0和RAID 1標準結(jié)合的產(chǎn)物，在連續(xù)地以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)并且并行讀/寫多個磁盤的同時，為每一塊磁盤作磁盤鏡像進行冗余。它的優(yōu)點是同時擁有RAID 0的超凡速度和RAID 1的數(shù)據(jù)高可靠性，但是CPU占用率同樣也更高，而且磁盤的利用率比較低。 

　　RAID 2：將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱為“加重平均糾錯碼（海明碼）”的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實施更復(fù)雜，因此在商業(yè)環(huán)境中很少使用。 

　　RAID 3：它同RAID 2非常類似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上，區(qū)別在于RAID 3使用簡單的奇偶校驗，并用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶盤失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID 3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對于隨機數(shù)據(jù)來說，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。 

　　RAID 4：RAID 4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。RAID 4使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤，每次寫操作都需要訪問奇偶盤，這時奇偶校驗盤會成為寫操作的瓶頸，因此RAID 4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。 

　　RAID 5：RAID 5不單獨指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗信息。在RAID 5上，讀/寫指針可同時對陣列設(shè)備進行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID 5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機讀寫的數(shù)據(jù)。RAID 3與RAID 5相比，最主要的區(qū)別在于RAID 3每進行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對于RAID 5來說，大部分數(shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作，并可進行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產(chǎn)生四個實際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。 
 
　　RAID 6：與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID 6需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID 5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實施方式使得RAID 6很少得到實際應(yīng)用。 

　　RAID 7：這是一種新的RAID標準，其自身帶有智能化實時操作系統(tǒng)和用于存儲管理的軟件工具，可完全獨立于主機運行，不占用主機CPU資源。RAID 7可以看作是一種存儲計算機（Storage Computer），它與其他RAID標準有明顯區(qū)別。除了以上的各種標準（如表1），我們可以如RAID 0+1那樣結(jié)合多種RAID規(guī)范來構(gòu)筑所需的RAID陣列，例如RAID 5+3（RAID 53）就是一種應(yīng)用較為廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過靈活配置磁盤陣列來獲得更加符合其要求的磁盤存儲系統(tǒng)。 

　　開始時RAID方案主要針對SCSI硬盤系統(tǒng)，系統(tǒng)成本比較昂貴。1993年，HighPoint公司推出了第一款I(lǐng)DE-RAID控制芯片，能夠利用相對廉價的IDE硬盤來組建RAID系統(tǒng)，從而大大降低了RAID的“門檻”。從此，個人用戶也開始關(guān)注這項技術(shù)，因為硬盤是現(xiàn)代個人計算機中發(fā)展最為“緩慢”和最缺少安全性的設(shè)備，而用戶存儲在其中的數(shù)據(jù)卻常常遠超計算機的本身價格。在花費相對較少的情況下，RAID技術(shù)可以使個人用戶也享受到成倍的磁盤速度提升和更高的數(shù)據(jù)安全性，現(xiàn)在個人電腦市場上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司，此外還有一部分來自AMI公司。 

　　面向個人用戶的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1（RAID 10）等RAID規(guī)范的支持，雖然它們在技術(shù)上無法與商用系統(tǒng)相提并論，但是對普通用戶來說其提供的速度提升和安全保證已經(jīng)足夠了。隨著硬盤接口傳輸率的不斷提高，IDE-RAID芯片也不斷地更新?lián)Q代，芯片市場上的主流芯片已經(jīng)全部支持ATA 100標準，而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片，甚至已經(jīng)可以支持ATA 133標準的IDE硬盤。在主板廠商競爭加劇、個人電腦用戶要求逐漸提高的今天，在主板上板載RAID芯片的廠商已經(jīng)不在少數(shù)，用戶完全可以不用購置RAID卡，直接組建自己的磁盤陣列，感受磁盤狂飆的速度。 

    二.通過硬件控制芯片實現(xiàn)IDE RAID的方法 

　　在RAID家族里，RAID 0和RAID 1在個人電腦上應(yīng)用最廣泛，畢竟愿意使用4塊甚至更多的硬盤來構(gòu)筑RAID 0+1或其他硬盤陣列的個人用戶少之又少，因此我們在這里僅就這兩種RAID方式進行講解。我們選擇支持IDE-RAID功能的升技KT7A-R AID主板，一步一步向大家介紹IDE-RAID的安裝。升技KT7A-RAID集成的是HighPoint 370芯片，支持RAID 0、1、0+1。 

　　做RAID自然少不了硬盤，RAID 0和RAID 1對磁盤的要求不一樣，RAID 1（Mirror）磁盤鏡像一般要求兩塊（或多塊）硬盤容量一致，而RAID 0（Striping）磁盤一般沒有這個要求，當然，選用容量相似性能相近甚至完全一樣的硬盤比較理想。為了方便測試，我們選用兩塊60GB的希捷酷魚Ⅳ硬盤（Barracuda ATA Ⅳ、編號ST360021A）。系統(tǒng)選用Duron 750MHz的CPU，2×128MB樵風(fēng)金條SDRAM，耕升GeForce2 Pro顯卡，應(yīng)該說是比較普通的配置，我們也希望借此了解構(gòu)建RAID所需的系統(tǒng)要求。　
    
    1.RAID 0的創(chuàng)建 

　　第一步 

　　首先要備份好硬盤中的數(shù)據(jù)。很多用戶都沒有重視備份這一工作，特別是一些比較粗心的個人用戶。創(chuàng)建RAID對數(shù)據(jù)而言是一項比較危險的操作，稍不留神就有可能毀掉整塊硬盤的數(shù)據(jù)，我們首先介紹的RAID 0更是這種情況，在創(chuàng)建RAID 0時，所有陣列中磁盤上的數(shù)據(jù)都將被抹去，包括硬盤分區(qū)表在內(nèi)。因此要先準備好一張帶Fdisk與Format命令的Windows 98啟動盤，這也是這一步要注意的重要事項。 

　　第二步 

　　將兩塊硬盤的跳線設(shè)置為Master，分別接上升技KT7A-RAID的IDE3、IDE4口（它們由主板上的HighPoint370芯片控制）。由于RAID 0會重建兩塊硬盤的分區(qū)表，我們就無需考慮硬盤連接的順序（下文中我們會看到在創(chuàng)建RAID 1時這個順序很重要）。 

　　第三步 

　　對BIOS進行設(shè)置，打開ATA RAID CONTROLLER。我們在升技KT7A-RAID主板的BIOS中進入INTEGRATED PERIPHERALS選項并開啟ATA100 RAID IDE CONTROLLER。升技建議將開機順序全部改為ATA 100 RAID，實際我們發(fā)現(xiàn)這在系統(tǒng)安裝過程中并不可行，難道沒有分區(qū)的硬盤可以啟動嗎？因此我們?nèi)匀辉O(shè)置軟驅(qū)作為首選項。 

　　第四步 

　　接下來的設(shè)置步驟是創(chuàng)建RAID 0的核心內(nèi)容，我們以圖解方式向大家詳細介紹： 

    1.系統(tǒng)BIOS設(shè)置完成以后重啟電腦，開機檢測時將不會再報告發(fā)現(xiàn)硬盤。 
　　　
    2.磁盤的管理將由HighPoint 370芯片接管。 
　　　
    3.下面是非常關(guān)鍵的HighPoint 370 BIOS設(shè)置，在HighPoint 370磁盤掃描界面同時按下“Ctrl”和“H”。 
　　　
    4.進入HighPoint 370 BIOS設(shè)置界面后第一個要做的工作就是選擇“Create RAID”創(chuàng)建RAID。 
　　　
    5.在“Array Mode（陣列模式）”中進行RAID模式選擇，這里能夠看到RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和Span的選項，在此我們選擇了RAID 0項。 
　　　
    6.RAID模式選擇