raid卡

RAID卡原理與設置

RAID卡有自己的CPU,CacheMemory,通過集成或借用主板上的SCSI控制器來

管理硬盤,可以稱之為一個智能化的設備。

RAID卡的分類一般根據集成的SCSI控制器來劃分。如果沒有集成SCSI控制器,而是借

用主板上的SCSI控制器來管理硬盤，則為零通道RAID卡。根據RAID卡集成的SCSI

控制器的通道數量，可以分為單通道、雙通道、三通道RAID卡。還可以按照SCSI控制

器的標準來劃分RAID卡的種類，如UltraWide、Ultra2Wide、Ultra160

Wide。

RAID處理器是一個PCI從設備，接受并執行來自

系統

的命令。同時占用PCI中斷，代表SCSI磁盤子系統向系統提出中斷請求，請求占用PCI

總線,返回對系統命令的響應，如輸送SCSI硬盤上的數據。

作為RAID卡的CPU,通過執行閃存中的Firmware，控制SCSI控制器、Cache

Memory以及指示報警電路，來實現RAID卡的功能，運作流程如下：

（1）初始化RAID卡寄存器

（2）讀取NVRAM的上次RAID參數，與硬盤實際信息進行比較，顯示結果

（3）發送配置提示、響應HOST命令進入配置界面

（4）提供配置菜單、將用戶提供的RAID卡參數、RAID參數存入NVRAM

（5）根據RAID參數，通過SCSI控制器對硬盤進行初始化寫操作

（6）完成配置

（7）等待Host發出讀寫操作命令

RAID卡提高磁盤讀寫性能的另一手段是：磁盤CACHE。

對于磁盤I/O來說，如果沒有CACHE，就直接從硬盤讀寫；如果有CACHE，

則首先從CACHE讀寫。

CACHE具有兩大功能：

--預讀

CACHE預讀提高了

計算機

系統中的硬盤讀的功能，尤其是在讀取含有大量文件碎片的文件時。具有良好預讀功能的

RAID卡能在看起來很隨機的讀訪問中，識別出讀取磁盤的規律，通過這個規律提前將系

統要讀取的數據放在CACHE中。

預讀的兩種方式：

ReadAhead

由于硬盤數據經常是以一族連續的硬盤扇區組織起來的，所以有時侯如把系統所請求

的扇區隨后的一個扇區里的數據同時讀進來是有價值的。對于數據文件的讀取有利,特別是

系統CPU的性能低時。

Pre-Fetch

當RAID卡發現系統要讀的是先前已經讀過的數據時，在這一次，便將這一個數據

塊的數據寫到CACHE里。對于程序文件的讀取有利。

--回寫

回寫是通過暫時將數據存在CACHE

里，從而推遲將數據寫到慢設備（如硬盤、磁帶機）的一種工作方式。數據將在隨后的時間，

硬盤閑置的時候寫到硬盤中。寫的時候也是統一將CACHE內的尚未寫出的數據按照數據塊

的在硬盤中的BLOCK序號寫入，這樣可以提高寫的效率。

回寫需要加電池給CACHE供電，以免數據在寫到硬盤之前系統斷電導致硬盤數據丟失。

增加CACHE大小對于預讀來說，為系統提供了更多的來自CACHE的可供讀取的

記錄。對于回寫來說，允許控制卡保存更多的記錄留待后期寫磁盤。特別是對于電梯式回

寫，使得連續的回寫段之間有更近的間隔，降低硬盤寫操作的平均訪時間并提高了吞吐率。

寫策略

?--回寫（WriteBack）

?--通寫（WriteThrough）

通寫模式下，所有數據在以命令完成狀態返回到計算機之前，直接寫到硬盤。兩種寫

策略比較來說，寫策略由通寫改為回寫時，可大幅度提高RAID性能。但回寫具有一定的

數據危險性。在突然斷電的情況下，會丟失存于Cache尚未寫入硬盤的數據。

RAID卡工作在寫策略為THROUGH時，緩存大小對RAID卡的性能影響很小，

只有當寫策略改為BACK時，緩存的作用才會發揮出來。

影響RAID卡性能的因素很多，其中可調因素主要有RAID卡緩存（CACHE）

大小、寫策略（WRITEPOLICY

）、讀策略（READPOLICY）、條帶的大小（STRIPESIZE）。不同的RAID卡雖然說

法略有不同，但意思是一樣的。很多設置可以在RAID卡的配置工具中調整。

Adaptec3200sRAID卡

5.1Adaptec3200sRAID卡簡介

Adaptec3200s卡是Adaptec所推出的一款Ultra160雙通道RAID卡。

1、功能特點

1）支持兩個Ultra160SCSILVD通道，每個通道支持15個Ultra160SCSI設備

2）100MHzRISCIntelI960RNRAID處理器

3）CacheMemory：32~128ECCSDRAM

4）支持RAID0、1、10、5、50

5）RAID陣列采用后臺初始化,即：可以一邊運行

操作系統

和應用程序,一邊進行初始化

6）64位PCI接口

7）Batterybackupmodule,采用電池備份回寫數據

8）支持SAF-TE功能，

9）在線的邏輯盤容量擴展

10）支持Hotspare功能。

11）可以在操作系統下運行StorageManager來管理RAID陣列

5.2RAID卡配置方法

開機前，首先檢查RAID卡對PCI的接插、同熱插拔模組的SCSI線連接是否良

好。開機后，根據屏幕提示按+A鍵，在系統BIOSPOST完之后，屏幕會出現蘭色的

配置窗口界面。

配置步驟：

1）窗口的上方工具條上出現File、RAID、Action、Help菜單項。

2）屏幕的左邊一欄是Configuration，右邊是Information欄。

3）光標條落在左邊欄的-BUS0上，回車以后出現通道0上所接的物理磁盤列表。落

在-BUS1上，回車以后出現的是通道1上的物理磁盤。

4）按+R，上面的工具條RAID菜單項便下拉出子菜單，光標落在Create…上回車，

出現RAID

type的選擇：RAID-0、RAID-1、RAID-5。按TAB鍵使光標條落在所要配置的

RAID級別上，空格選中該項。

5）隨后TAB鍵選擇SuggestedStripeSize為32KB~256KB，建議設為64KB。

6）TAB點亮OK進行回車，出現了：

7）（0，0，0，0）?硬盤型號1

8）（0，0，1，0）?硬盤型號2

9）。。。

10）（0，1，x，0）?硬盤型號x

11）按空格鍵點中所要配置的硬盤，用TAB鍵將光標落到Done上回車，此時左邊

欄中出現了RAID-0或RAID-1或

RAID-5的菜單條，光標落在上面后，回車即出現所配置成的邏輯陣列中的若干硬盤。右

邊的Information一欄中的Status

：項后面出現了NotSetintoHardware。

12）按TAB鍵使光標條落在左邊一欄的Configuration上，用TAB鍵進入右邊一欄

中EBDARelocation項上，按空格鍵將該項劃上勾號；同時進入EnableBootCDROM

一項上，按空格鍵將該項劃上勾號。

13）按+F進入File子菜單中，選擇SetSystemConfig回車，系統出現

“ConfigurationChanges”的提示，選擇OK回車，右邊Information一欄中的

Status：后出現

“Building”的字樣，表示RAID陣列已經開始初始化。下面的“Progress：”后顯示

初始化的進度。

14）按+F出現上面的File的下拉菜單，選擇Exit退出配置界面。系統重新啟動。

15）如果是做RAID10，首先分別將要做RAID1的1,…,N組硬盤進行RAID1配

置，配置完成后便有N

個邏輯盤，配置方法如上所述。隨后，將光標條移到RAID卡“3200S”的菜單項上，按

+R選擇

Configure…回車，出現RAIDtype的窗口，此時RAID-1和RAID-5皆已隱去。選

擇RAID-0，OK

回車，右邊一欄就出現：

16）（0，0，0，0）DPT??RAID-1

17）（0，0，1，0）DPT??RAID-1

18）…

19）（0，x，x，0）DPT??RAID-1

20）的選擇項，按空格鍵選擇將要配置成RAID0的邏輯盤，選擇Done。此時左邊

一欄出現（0，0，0，0）FW

RAID0的菜單項。按+F進入File子菜單中，選擇SetSystemConfig回車，便配

置完成。

21）配置RAID50的步驟同10），只是首先配置的N個邏輯盤為RAID5陣列。

22）當有4塊或4塊以上的硬盤做RAID5時，可以將其中的一塊硬盤設置為

Hotspare硬盤，設置的方法是：

A、首先將不做Spare的硬盤按照上述的配置步驟配置為RAID5

B、然后在左邊一欄，使光標條落到剩下的那一塊硬盤上，按+A激活上面的Action菜

單，選擇其中的MakeHotspare回車。

C、按+F，選擇SetSystemConfig回車，配置完成。

5.3RAID陣列的管理

在Adaptec3200SRAID卡中，物理磁盤的狀態有下表所示的5種。

??物理磁盤狀態??????????解釋說明

???Optimal磁盤正常工作

???Failed磁盤有故障

???Missing磁盤被拔去

???Spare磁盤作熱交換備用盤

?Rebuildinitiated磁盤正在做數據恢復

在StorageManager中，通過在物理磁盤的圖形對象上，插上不同顏色的旗幟來表示

這幾種狀態：

Optimal?:?沒有旗幟

Failed:??紅色的旗幟

Missing：??黑色的旗幟

Spare:???沒有旗幟，上面帶“+”字

Rebuildinitiated:??白色的旗幟

在Adaptec3200SRAID卡中，對物理磁盤的操作有下表所示的5種。

對物理磁盤的操作物理磁盤狀態

（前提條件）?????解釋說明

?format?Optimal對磁盤進行低級格式化

?Faildrive?Optimal將磁盤變為Failed狀態

?MakeOptimal?Failed將一個原先有故障的硬盤變為可用狀態

?MakeHotSpare?Optimal將一個可用的磁盤標志為Spare狀態，作熱交換備用盤

使用

RemoveHotSpare?Spare將一個SPARE磁盤改變狀態，不作熱交換備用盤使用

在Adaptec3200SRAID卡中，對于一個已經配置完成的邏輯陣列，有以下5種狀態：

邏輯磁盤狀態????????解釋說明

??Building該RAID陣列正在進行后臺初始化，此時不可有硬盤發生故障

??Optimal該RAID陣列已經初始化完成，此時該陣列允許一個硬盤發生故障

??Degraded該RAID陣列有一個硬盤Fail,但是還可以數據恢復;

或者是Build過程被中斷，還可以繼續Build

Reconstructing?????該RAID陣列正在進行數據恢復

???Dead???該RAID陣列已經損壞，數據無法得到恢復

在StorageManager中，用邏輯盤的圖形對象上的不同顏色的旗幟來表示這幾種狀態：

Building或Reconstructing?:?蘭色的旗幟

Degraded:??????????黃色的旗幟

Dead：????????????紅色的旗幟

Optimal:???????????沒有旗幟

對邏輯磁盤的操作主要有以下3種：

對邏輯磁盤的操作邏輯磁盤狀態???解釋說明

???Build?Degraded將一個RAID陣列進行數據恢復

??

?StopBld?Building或

?Rebuilding使一個正在初始化或Rebuilding的邏輯陣列停止初始化或數據恢復

??NameOptima、Building

或Rebuilding?對一個邏輯盤進行命名

?DeleteRAIDOptimal、Building或Rebuilding將一個邏輯陣列刪除

RAID陣列的管理最常見的是在RAID5的陣列中，監測在RAID中是否有硬盤故

障，如果有，用Spare硬盤來替換發生故障的硬盤，重建（Rebuilding）RAID。在

運行管理軟件

以

后，以上過程都是自動完成的，而且時間較短，管理員只需要檢查陣列中哪一個硬盤發生了

故障，將其替換掉，這是Adaptec3200SRAID

卡的一個優點。但是如果沒有使用熱交換（Hotspare），那么就需要管理員來檢查是哪

一個硬盤故障，并且手工將其替換掉，隨后計算機可以通過

Busscan檢測到并開始Rebuild，但是，如果在管理員發現之前又有一塊硬盤發生了故

障，那么RAID

無法進行重建，系統將會崩潰。所以推薦采用熱交換（Hotspare）方式，可以使系統得

到最為安全可靠的保護。

操作系統下安裝的RAID管理工具。這種方式的優點就是系統管理員可以在系統運行過

程中，監視RAID陣列的狀態，并可以對RAID陣列中的磁盤或者整個邏輯陣列進行操

作。

對于Adaptec3200SRAID來說，在WinNT、Win2000和LinuxRedhat

中，有方便的RAID

管理工具，點擊“程序”下的StorageManager下的StorageManager，會出現

RAID管理軟件的窗口。

點擊窗口中的“SwitchView”按鈕，就可以在物理上的SCSI設備和邏輯上的

SCSI設備兩種視圖之間切換。

當磁盤陣列中某個磁盤發生故障了，點擊“SwitchView”

后，邏輯設備視圖中，代表該磁盤的圖形對象中會出現一個紅色的旗幟，而此時邏輯盤的圖

形對象上會出現一個黃色的旗幟，表示該邏輯盤處于

Degraded狀態。系統管理員看到這種情況，就知道應該把它替換掉，原先作為Spare硬

盤的圖形對象就歸入到RAID

陣列中，邏輯盤的圖形對象上面便插上了一個蘭色的旗幟，點擊它回車便可以看到它的狀態

為Reconstructing,

同時可以看到其進度。此時，原來Fail的磁盤位置更換了一個磁盤后，需要點擊其圖形對

象，執行MakeOptimal操作，把

Failed標志清除，隨即該磁盤也自動變為Spare狀態。

如果配置的RAID陣列中不含Spare硬盤，那么系統管理員就需要手工替換上一

個硬盤后，雙擊代表該磁盤的圖形對象，在MakeOptimal之后，可以點擊Build按鈕，

完成手工Reconstructing