安装服务器磁盘阵列的步骤

磁盘阵列相关知识

RAID 和磁盘阵列是同义词，已合并。

磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），有“价格便宜具有冗

余能力的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，

提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，

利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切

割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的

观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新

置入新硬盘中。

独立磁盘冗余阵列（RAID，redundant array of independent disks，redundant

array of inexpensive disks）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方（因此，冗余

地）的方法。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。

因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。

[1]

磁盘阵列其样式有三种，一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用

软件来仿真。

外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上，具可热抽换（Hot Swap）的特性，不过

这类产品的价格都很贵。

内接式磁盘阵列卡，因为价格便宜，但需要较高的安装技术，适合技术人员使用操作。

利用软件仿真的方式，由于会拖累机器的速度，不适合大数据流量的服务器。

磁盘阵列作为独立系统在主机外直连或通过网络与主机相连。磁盘阵列有多个端口可

以被不同主机或不同端口连接。一个主机连接阵列的不同端口可提升传输速度。

和目前PC用单磁盘内部集成缓存一样，在磁盘阵列内部为加快与主机交互速度，都

带有一定量的缓冲存储器。主机与磁盘阵列的缓存交互，缓存与具体的磁盘交互数据。

在应用中，有部分常用的数据是需要经常读取的，磁盘阵列根据内部的算法，查找出

这些经常读取的数据，存储在缓存中，加快主机读取这些数据的速度，而对于其他缓存中

没有的数据，主机要读取，则由阵列从磁盘上直接读取传输给主机。对于主机写入的数据，

只写在缓存中，主机可以立即完成写操作。然后由缓存再慢慢写入磁盘。

优点

[2]

RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的提高传输速率。

数据吞吐量（Throughput）。在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些

磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、

几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时CPU的速度增长

很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的

矛盾。RAID最后成功了。

通过数据校验提供容错功能。普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁

盘上的CRC（循环冗余校验）码的话。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功

能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复

的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统

的稳定冗余性。

规范

RAID技术主要包含RAID 0～RAID 50等数个规范，它们的侧重点各不相同，常见的

规范有如下几种：

RAID 0：RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具

有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只

是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到

所有数据。因此，RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

RAID 1：它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的

数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性

能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个

磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准，实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物，

在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘

镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是

CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。

RAID 2：将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，并使用称为“加

重平均纠错码（海明码）”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁

盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。

RAID 3：它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于

RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶

盘及其他数据盘可以重

新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供

很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID 4：RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记

录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验

盘会成为写操作的瓶颈，因此RAID 4在商业环境中也很少使用。

RAID 5：RAID 5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校

验信息。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。

RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比，最主要的区别在

于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘；而对于RAID 5来说，大部分数

据传输只对一块磁盘操作，并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写

操作将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇

偶信息。

RAID 6：与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立

的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数

据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的

“写损失”，因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得

到实际应用。

RAID 7：这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理

的软件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存

储计算机（Storage Computer），它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准

（如表1），我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列，例

如RAID 5+3（RAID 53）就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配

置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。

RAID 5E(RAID 5 Enhancement): RAID 5E是在RAID 5级别基础上的改进，与RAID

5类似，数据的校验信息均匀分布在各硬盘上，但是，在每个硬盘上都保留了一部分未使

用的空间，这部分空间没有进行条带化，最多允许两块物理硬盘出现故障。看起来，RAID

5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多，其实由于RAID 5E是把数据分布在所有的硬盘上，

性能会比RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘出现故障时，有故障硬盘上的数据会被

压缩到其它硬盘上未使用的空间，逻辑盘保持RAID 5级别。

RAID 5EE: 与RAID 5E相比，RAID 5EE的数据分布更有效率，每个硬盘的一部分空

间被用作分布的热备盘，它们是阵列的一部分，当阵列中一个物理硬盘出现故障时，数据

重建的速度会更快。

RAID 50：RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个

磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50

具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。

而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能

力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建

信息的时间比镜像配置情况下要长。

实现

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。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，有的降低幅度还比较大，达30%左右。

硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的。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。阵列卡专用的处理单元来进行操作，它的性能要

远远高于常规非阵列硬盘，并且更安全更稳定。

磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种. 软阵

列即通过软件程序并由计算机的 CPU提供运行能力所成. 由于软件程式不是一个完整系

统故只能提供最基本的 RAID容错功能. 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一

一欠奉. 硬阵列是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能. 不依靠系统的

CPU资源.

由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所提供的

功能和性能均比软阵列好. 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选

择. 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软 阵列只适用于 Raid 0

和 Raid 1. 对于我们做镜像用的镜像塔, 肯定不会用 Raid 0或 Raid 1。作为高性能的存

储系统，已经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，已经发

展了六个级别，其级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个

级别。

安装服务器磁盘阵列的步骤

intel s5500BC

Intel S5500BC是现在出货量非常大的一款双路服务器主板，很多客户可能会在使用

中遇到一些BIOS里面的设置问题，也或许是一些阵列设置方面的问题，现在我们就把这

款主板的BIOS设置以及串口阵列设置做一个简单介绍。

首先，Intel S5500BC是一款intel 5500芯片组的双路服务器主板，支持现在5500

和5600系列的至强CPU；主板板载了8根内存插槽，单根最大支持4G，支持的内存规

格为ECC或者RECC 三代；主板板载6个SATA接口，支持RAID 0,1,10；板载两个千兆

网卡，一个是Intel 82574L 千兆网卡芯片，1个为Intel 82567LM 千兆网卡芯片；主板

尺寸为12“×10"；大致参数就是这样，图片如下图所示：

接下来，我们以intel S5500BC为平台，搭载两颗XEON E5620 至强CPU，两根金

士顿4G RECC DDR3 1333内存，两个西数500G硬盘，一个串口DVD光驱，2U机箱和

额定500W电源。搭好平台以后，通电，开机，大概等待20秒以后点亮机器，系统会提

示按"F2"进入BIOS设置。

进入BIOS以后，首先映入眼帘的就是这张图片，

主板BIOS一

共有八个大项，分别为1:Main 2:Advanced 3:Security 4:Server Management 5:Boot

Options 6:Boot Manager 7:Error Manager 8:Exit；我们首先来看第一个大项，Main；

这里面有一个比较重要的选项就是"Quiet Boot”，主板默认值是开启的，选项为Enabled；

这个时候，开机点亮以后会出现一个Intel巨大的LOGO，这个时候我们就需要按"ESC"来

把这个界面跳过，不然的话，这个界面会一直占据显示器界面直到服务器自检完成到系统

启动项那里。所以，一般情况，我们会把"Quiet Boot”这个选项调为Disabled；当机器

点亮以后，每一样自检都可以在界面里显示出来，这样也方便于我们在后面进行阵列的搭

建设置或者做一些其他设置。

接下来，进入第二个大项，"Advanced"，我们主要来看一下这个选项里面的前三项，

"Processor Configuration" "Memory Configration" "Mass Storage Controller

Configuration" 分别为处理器，内存和板载存储的一些参数设置。

Processor Configuration:在这个选项里面，我们可以看到CPU的一些具体参数，还

有一些CPU特殊性能设置，比如"Intel Turbo Boost"睿频加速技术、HT超线程技术等等，

都可以在这个选项里面进行开启和关闭。

Memory Configration：这个选项里面，我们可以清晰看到内存插了几根，内存数量

和容量大小，参数等一些比较直接的数字。

Mass

Storage Controller Configuration：板载的存储控制器，这个是需要我们详细来介绍一

下的，板载串口阵列的打开和关闭也是在这个大项里面。默认的"SATA Mode"为：

"ENHANCED"，这个时候板载阵列是关闭的，需要把选项调为"SW RAID"，这个时候板

载串口阵列就是打开的了。

我们

按"F10"保存退出以后，重新点亮机器，我们就会看到如下的界面提示，系统提示我们按

"CTRL+E"进入串口阵列设置界面。

按"Ctrl+E"进入阵列设置界面以后，我们看到如下的图片：

进入第一

项"Configure"：我们看到五个子选项：

"Easy Configuration"、"New Configuration"、"View/Add Configuration"、"Clear

Configuration"、"Select Boot Drive"，我们着重来讲一下这五项里面的前四项。首先，

创建阵列，我们选择的是"Easy Configuration"，查看是"View"，删除是"Clear"。现在我

们以搭好的平台为例，两个西数500G做一个RAID 0阵列：

进入

"Easy Configuration"以后，我们按回车，提示有两个硬盘已经"READY"，用空格"SPACE"

键选中，变为"ONLIN A00-00" "ONLIN A00-01"。

这个时候按"F10"；

继续

按空格"SPACE"，再按"F10"

然后就出

现了阵列设置的界面，这个时候，我们两个500G硬盘，可以选择做RAID 0，也可以选择

做RAID 1，系统默认的光标位置是RAID 1，我们按回车键，把阵列模式选为RAID 0，上

下键移动到"Accept"，阵列基本上就搭建完成了。

我们继续

按回车键，系统就提示你是否需要保存阵列，我们选择"Yes"。

阵列提示

搭建好了，我们可以通过"View"这个选项来查看阵列，也可以通过"Clear"这个选项来删除

阵列：

OK，阵列设置，我们就在这里说了一些比较简单的操作，如何创建，查看和删除阵列；

完成我们阵列设置以后，系统会提示我们按"Ctrl+Alt+Del"重启系统，然后机器重新点亮

以后，我们就会看到阵列在开机时的一个状态，正常的状态提示的就是绿色的"Online"，

如下图所示：

OK，阵列完成以后，我们继续回到BIOS选项里头，回到"Advanced"里面，这个大

项里面的其他几项就简单带过一下。

BIOS第三个大项是关于安全设置的，"Security"

BIOS第四个大项是一些服务管理设置，"Server Management"，有一个选项是很多

客户都问到过的，"Resume on AC Power Loss"，就是电源缺失管理，比如服务器因为某

种原因断电了，你想在电源通电以后自动开机，那么"Resume on AC Power Loss"这个选

项就要调为"Reset"；接下来还可以看到系统信息"System Information"以及BMC LAN

的一些信息。

BIOS第五个和第六个大项是关于启动项，"Boot Options"我们可以在这里设置第一

启动项，可以设置硬盘读取的顺序这些；"Boot Manager"这个选项是在不更改任何BIOS

的情况下，我们可以直接从"Boot Manager"选项列表中选择确定的启动项进行启动。

BIOS第七个大项是关于系统报错的：

BIOS第八个也是最后一个选项是退出选项，这里有一个比较重要的子选项就是：

"Load Default Values"，恢复BIOS出厂默认值，当你的BIOS设置不小心调乱了，你就

可以通过这个选项来恢复默认值