实验四 磁盘阵列实验.docx

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1、实验四磁盘阵列实验目的通过磁盘阵列的配置，达到通过实践去学习网络存储技术中磁盘阵列RAID0、RAID1、 RAID5标准的相关知识。实验要求要求各位同学在理解存储技术中磁盘阵列相关基础知识后能够独立动手完成此实验实验原理介绍RAID：廉价冗余磁盘阵列，是Redundant Arrays of Independent Disks的简称，是在阵列 控制器（软件或阵列卡硬件）的管理下，将多个磁盘集成到一起，形成一个整体存储系统 的技术。磁盘阵列可以分为软阵列和硬阵列两种。软阵列就是通过软件程序来完成，要由计算机 的CPU提供控制和运算能力，只能提供最基本的RAID容错功能。而硬阵列是由独立操作 的

2、硬件（如磁盘阵列卡）提供整个磁盘阵列的控制和计算功能，卡上具备独立的处理器，不占 用系统的CPU资源，所有需要的容错机制均可以支持，所以现实当中硬阵列所提供的功能 和性能均比软阵列好。作为高性能的存储技术，RAID的级别已经发展了很多种，但大多都 是基于最常用的0、1、3、5四个级别（其他的RAID级别请各位实验完毕参考教材进行自 学），本次重点介绍这四个级别。RAID 0：是将多个磁盘（至少2个硬盘）并列起来，形成一个大的硬盘，不具有冗余 功能，执行并行I/O读写，速度最快。RAID0总容量=（磁盘数量）*（成员的磁盘容量）在存放数据时，其首先将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据

3、并行写进 这些磁盘中。如果发挥一下想象力，你就会觉得数据像一条带子一样横跨过所有的阵列磁盘， 所以RAID0又叫条带磁盘阵列目前在所有的RAID级别中，RAID 0的读写速度是最快的，但其没有任何冗余功能， 即如果有一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。RAID1：两组相同的磁盘（至少2个硬盘）互作镜像，以镜像作为冗余手段，读写速 度没有提高，但是可靠性最高，100%的数据冗余，它是在追求最高的安全性的基础上牺牲 了大部分的性能，RAID 1就是镜像，其原理为在主硬盘上存放数据的同时也会在镜像硬盘 上拷贝写入一份同样的数据。当其中某一块硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替此硬盘的 工作。

4、因为有镜像硬盘做数据的备份，所以RAID 1的数据安全性是所有RAID级别当中最 好的，但是其磁盘的利用率却只有50%，是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别，其总 容量=（磁盘数量/ 2）*（成员的磁盘容量）。RAID 3: RAID 3是用一个专门校验硬盘来存放数据的奇偶校验值，而数据则被按照 磁盘数量分段存储于其余数据硬盘中。即（条带数据分布+专用盘校验），它象RAID 0 一样 以条带并行的方式来存放数据，所以数据传输速率很高，同时如果某一个数据硬盘（物理） 损坏了，只要将该坏硬盘换掉，RAID控制器则会根据校验盘的数据校验值在新盘中重建坏 盘上的数据。利用单独的校验盘来保护数据虽然

5、没有镜像的安全性高，但是硬盘的利用率得 到了很大的提高，其总容量=（磁盘数量-1）*（成员的磁盘容量），所以RAID3至少要3块硬 盘。RAID 5：在RAID 3的基础上，进行了一些改进，不用专门的校验磁盘而是将奇偶校 验数据循环均匀存放在阵列中的各个盘上，即（条带数据分布+分布式校验），这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验数据来重建损坏的数据，硬盘的利用率和RAID3 一样。实验步骤及过程注意：本次实验采用Windows Server 2003集成的”软件”来实现磁盘阵列（软阵列）功能，虽 然与硬件阵列卡实现的磁盘阵列效果类似，但是实现的操作步骤是不同的.使用硬件阵列卡进 行

6、磁盘阵列的配置需要在安装操作系统之前创建，而软件的磁盘阵列是在安装系统之后进行 配置。2003只支持软阵列中的0、1、5实验所需器材：Windows Server 2003虚拟机一台实验步骤参考：1）添加五块4G的虚拟硬盘建立一个虚拟机，选择编辑虚拟机设置- 添加硬件向导凰 RAIDRAID状态：客户机操作系统:位置：版本：克隆自:关闭电源Wimluws Server 2003 Enterpri se EditionC: i.Ue er e i.Aiin i ni e trat or ill u cum ents Vi r tnal M achi nes RAID RAID. vttikWor

7、kstation 6. 5_7. x 机E : LVP匚IVMw:di-e.Hin20Ll3irLdowe Server 2003 Enterpri se Edi ti on. vttik打开该虚拟机电源 端辑虚椒机设置启用ME功能 （什么是ACE?）盘内存 勰处理器128 MBQ硬盘（SCSI） 0CD/DVD （IDE） 岛网络造酣器 USB控制器 克声卡使用文件D：MyFTF系统馆.具显示存在自动检删自动检删创建一个新的虚拟磁盘-E3-添址硬件向导迭择磁盘你想要使用哪个磁盘？磁盘户的S，分毕件可文盘ti-1 的饕is统一制n创建一个新的虚概磁盘（V）使用一个已存在的虚拟磁盘（!）选择该选

8、项重新使用一个先前已甑置的磁盘。使用物理磁盘仅供高级用户使用）（10 迭择该迭项让该虚拟机直接访问一个本地磁盘。、上一步旧）下一步00| 取消选择磁盘类型为SCSI接口设置虚拟磁盘大小为4GB添址硬件向导淡指定磁盘答里你想要该磁盘多太？鼓大磁盘空间h.o ;Windows Server 2003 Enterprise Edition,推茬大小:40 GE 立即分配所有磁盘空间（A）分现加s kH正它 ii 容嘉 大酣文 零.、 足否1 足但 盘 S 理迅 机建 求且 耍小 但很，会:j 匕口。*口。你大着单个文件存储虚拟磁盘（D）虚拟磁盘拆分成多个文件血）毓髀可以更容易地将酬机迁移到另一台计算

9、机上，怛会大幅降儡 取消为虚拟磁盘文件命名并指定存放的位置添加完5块虚拟硬盘之后如下图所示画 RAID XRAID状客位版克态户置本隆关闭电源Windbivs Server 2003 ErLterpri se EditionC: i.User e i.Aidin i ni e tr at or i.H u cujti ent e Wi r tu：il M achi ne e LRAIU RAIU. vtti/Workstation 6. 5_7. x 机E: LVFCIVMiVar 巴丫iVin2UU3lHindowE Server 2003 Enterpri se Edi ti on. vt

10、tix命令p打开该虚拟机电源偏辑虚拟机设置启用ACE功能（:什么是ACE?）SISISISISIE:I c c c c c r 0-acsc:scsts缶S.I.I啥 s- 酉制器 c z 3 4 5 6II-1至存理盘盘盘盘盘盘*BI卡示内处硬硬硬硬硬硬CD网US声显蒙勰口曰口口060曲哪里128 MB20 GB4 GB4 GB4 GB4 GB4 GB使用文件D:MyFTFV系用借.NAT存在自动检删自动检删2）初始化新添加的硬盘首先安装Windows Server2003操作系统（系统安装过程略，请各位自行安装，以下截图是2003标准企业版），登录系统，右键我的电脑-管理-磁盘管理，进行磁

11、盘的初始化和转换选择要初始化的磁盘（选中新添加的5块硬盘）然后点击下一步选择要进行转换的磁盘（选中新添加的5块硬盘）选择要转换的战盘您所选的磁盘会被转换成动态磁盘-选择至少一个磁盘来转换：&阚盘：C上一步堡）|下一步廷）| 取消 I完成初始化和转换后如下图所示3）带区卷实验（即RAID0阵列）带区卷是以条带的形式在两个（至少2块）或多个物理硬盘上存储数据的卷，是Windows server2003的所有可用卷中读写性能最佳的卷，但它不提供容错机制，带区卷上的数据被 均匀的跨多块硬盘以条带形式存储，2003中只能在动态磁盘上创建带区卷。Windows 2003 中的带区卷即RAID 0标准本次实

12、验使用5块磁盘，每个磁盘均使用800MB的空间创建“带区卷”，创建完成之后，可 以再选择磁盘1到磁盘5之间的任何一个磁盘，在剩余空间中进行新建卷的创建选择带区卷为带区卷添加硬盘并分配空间注意：这里选择5块硬盘，最后改卷存储空间为800MB X 5 = 4G新建卷向导选择磁盘您可以选择磁盘并为此卷设置磁盘大小。XJ已选的:选择要使用的动态磁盘，然后单击“添加” O 可用（V）：添加兔）盘盘盘盘 vulu .ulu vulu .ulu 矽矽矽矽800 MB800 MB800 MB800 MB 800 MB卷大小总数珊E）：4000最大可用空间星WBJ:4095选择空间星血B）电）：|800亏上一步

13、鱼）|下一步更）| 取消 |为新建卷分配盘符格式化新建卷并设置卷标创建带区卷完成，如下图所示鸟计篇机管理-系+裂+ W+翻立查交用日管 俱件享地能备 狂事共本性设 1 I h.l I!-扣存储+盘可移动喙磁盘碎弗磁盘管+詹服冬和应F卷 I而扃-J （c：）磁盘分区r ai dO .带I乂8 磁盘0基本19.99 GB 联机 蛇圣 璀盘1动态4.00 GB联机动态4.00 GB联机动态4. 00 GB 联机动态4.00 GB联机|类型|文件系统|状态|窘量基本NTFS状态良好探统）19.99 GB动态NTFS状态良好3.91 GB(C:)19.99 GB NTFS 找态良好探统)raidO 建：

14、）800 MB NTFS 状态良好空闲空间|%17.82 GB 893.88 GB 993.22 GB 未指派4）镜像实验（即RAID 1阵列）在2003中通过使用两个互为备份内容相同的卷提供数据冗余功能，如果其中一个卷出现故 障，则系统可以使用位于另外一个卷上的镜像继续进行操作。在磁盘1上未使用的空间上右键选择- 新建卷注意:选择要创建的卷类型为镜像，请看下图说明添加（只添加一个）硬盘和指定卷大小，RAID1至少2块为其指派盘符格式化新卷并指定卷标创建镜像卷Raidl完成5) RAID 5 实验在Windows Server 2003中，RAID 5卷是带有数据和奇偶校验带区的容错卷，间歇分

15、布于 三个或更多物理磁盘。奇偶校验是用于在发生故障后重建数据的计算值。本实验将创建一个 RAID 5磁盘组，大小为2.3G在磁盘3上新建卷rai dl .竖 RAID X基本19.99 GB 联机(C:)19.99 GB NTFS 状态良好凛统)B 磁盘1动态4.00 GE联机raidO （：）800 MB NTFS状态良好rai dl （F：）1.00 GB NTFS 状态良好2. 22 GB 未指派6 圈盘2动态4.00 GB联机raidO （E：）800 MB WTFS状态良好raidl （F：） 1.00 GB NTFS 状态良好2.22 GB未指派B 磁盘B 磁盘3动态4.00 GB

16、联机e 4动态4.00 GE联机选择卷类型为RAID 5同时添加磁盘4和磁盘5,设置卷大小为2345MB设置驱动器号格式化并设置卷标为G,完成创建RAID 56）磁盘阵列数据的恢复实验在以上所做的实验中，磁盘镜像RAID1和RAID 5,当其中的一个硬盘损坏时，数据可以自 行恢复。而带区卷RAID0在其中一个硬盘损坏时，所有数据将丢失并且不能恢复。在E、F、G盘上分别复制一些文件，然后关闭虚拟机删除磁盘2,模拟一个硬盘损坏，同时添加一个7G的磁盘，如下图蜃 RAIDRAID状态：关闭电源客户机操作.系统：WirLdowe Server 2003 Enterpri ze Edi ti on1 口

17、置:C: i.U e er e i. Aiim ini e tr at or i.D u cujti entE Wi r tu：il Ma chi nes RAID I RAID. vttik版本:W arks tati on 6. 5-T. k .虑拟,机克隆自：E:VFC 1 VligareViri2003l,i.lililindowz Server 2003 Enterprise Edition, vttik命令设备选项打开该虚拟机电源府编辑虚拟机设置Q启用ACE功能（什么是ACE?）注辉I ) s EI I I I c DK G G G s 6 江瞄Is 酉伸51C 2 3 4 5 日

18、II-1.空存理盘盘盘盘盘盘*Bt卡示内处硬硬硬硬硬硬CD网US声SiiiiQQ口口曰 口也44#SISISISI128 MB20 GB7 GB4 GB4 GB4 GB4 GB使用文件DAMyFTFV统f竟像洲口伽D3_.NAT存在自动检刑自动检刑启动该虚拟机后，可以看到E盘已丢失，而F、G仍然存在：#本地磁盘（C：）本地磁盘19.9 GB17.8 GBdl (F:)本地磁盘0.99 GB0.99 GBr ai d5 (G：)本地磁盘4.57 GB4.55 GBRAID X支件（）编辑（1）查看世）收藏（A）工具（X）帮助，后退 （3， |二搜索文件夹|狙漆 X 埋|回,地址更）| f我的电脑名称I类型I 总大小I可用空间I备注破盘为新添加的硬盘进行初始化和转换选择“丢失”（损坏）的硬盘，选中卷raidl,右键删除丢失的硬盘上的镜像删除“丢失”的硬盘，如下图所示重新为raidl添加镜像，如下图选择磁盘（新添加的7G的盘）添加镜像完成并且同步数据完成，如下图实验报告请各位同学在认真实验并加以思考理解之后，按照学院实验报告模板要求认真撰写实验报 告，并于下次课前由学习委员收齐整理好交给任课教师。