Дата:   23.11.2017 г.
Время:
 
 
Профессионалам и любителям
ПРОСТО * ДОСТУПНО * ИНТЕРЕСНО
01796
Подписной
индекс
Опрос
Пользуетесь домашней сетью?
Погода
 
Архив - Мягкий RAID - Журнал «Компьютер»
Мягкий RAID
№ 11-12'2009     Владислав Демьянишин   сайт автора    Тема: Система     ( Прочитано 8324 раз )
 
Сегодняшняя статья получила такое название по двум причинам. Первая причина такова, что речь в ней пойдёт об организации RAID-массивов не на базе специального оборудования такого, как дорогая дискретная RAID-плата или RAID-контроллер, встроенный в материнскую плату, т.е. не об аппаратном RAID.
Речь пойдёт о программном RAID, осуществляемом посредством программной эмуляции (имитации) RAID-массива. Отсюда и название «мягкий» (от английского «software»).
Вторая причина – программная поддержка встроена в плод творчества всем известной корпорации Microsoft, которая на нашем языке звучит как «Мелкомягкий». Этот плод творчества называется ОС Windows XP.
Поэтому можно сказать, что сегодня речь пойдёт о дважды мягком RAID ;)
Разумеется, у большинства пользователей сегодня установлена ХРюша и, следовательно, зачем платить, когда оно и так есть под рукой. И уж тем более пригодится в том случае, если материнская плата вашего компьютера не предоставляет возможности организовать RAID-массив.
 
Windows XP поддерживает
 
Как обычно, в таком деле нельзя без теории, поэтому сошлёмся на официальный источник – Microsoft.
Windows XP поддерживает два типа дисковых хранилищ: базовые и динамические.
Базовое хранилище использует обычную таблицу разделов, поддерживаемую MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows NT, Windows 2000 и Windows XP. Диск, инициализированный для базового хранения, называется базовым. На базовом диске размещаются базовые тома, такие как основные разделы, дополнительные разделы и логические диски.
Кроме того, к базовым томам относятся многодисковые тома, созданные в Windows NT 4.0 или более ранних операционных системах, в частности, наборы томов, чередующиеся наборы, зеркальные наборы и чередующиеся наборы с контролем четности.
Windows XP не поддерживает многодисковые базовые тома. Перед установкой Windows XP Professional следует выполнить резервное копирование всех наборов томов, зеркальных и чередующихся наборов и удалить их или преобразовать в динамические тома.
Динамические хранилища поддерживаются в Windows 2000 и Windows XP Professional. Диск, инициализированный для динамического хранения, называется динамическим. Такой диск содержит динамические тома, в частности, простые тома, составные тома, чередующиеся тома, зеркальные тома и тома RAID-5!.
Важно знать, что на переносных компьютерах или компьютерах под управлением Windows XP Home Edition динамические диски не поддерживаются. Оно и понятно, кому нужен чемодан с RAID-массивом в нагрузку и без того не лёгкому ноутбуку ;)
Невозможно создать зеркальные тома и тома RAID-5 на компьютерах под управлением Windows XP Home Edition, Windows XP Professional (ну это мы ещё посмотрим ;)) или Windows XP 64-Bit Edition.
Однако можно использовать компьютер под управлением Windows XP Professional для создания зеркального тома или тома RAID-5 на удаленных компьютерах, работающих под управлением Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server или Windows 2000 Datacenter Server. Для этого необходимо иметь на удаленном компьютере права администратора.
Типы хранилищ не связаны с типами файловых систем. Базовый или динамический диск может содержать разделы или тома FAT16, FAT32 или NTFS.
Дисковая система может содержать хранилища данных различного типа в любой комбинации, однако все тома на одном диске должны использовать один тип хранилищ.
 
Преобразование базового диска в динамический
 
Для преобразования базового диска в динамический в Windows XP выполните следующие действия. Войдите в систему с учетной записью «Администратор» или члена группы «Администраторы» > нажмите кнопку Пуск > Панель управления > Администрирование > Управление компьютером > Управление дисками.
Либо правый клик на Мой компьютер > Управление > Управление дисками – так короче. Находясь в оснастке «Управление дисками», в нижней правой области щелкните правой клавишей мыши базовый диск, который следует преобразовать. и выберите команду Преобразовать в динамический диск.
Внимание! Щелкать следует серый прямоугольник с заголовком диска в левой части области сведений. Например, щелкните правой кнопкой мыши Диск 0.
В появившемся окне установите флажок (если он не установлен) рядом с диском, который следует преобразовать, и нажмите кнопку OK.
Нажмите Сведения, если хотите просмотреть список томов диска.
Нажмите кнопку Преобразовать.
Подтвердите операцию преобразования диска, нажав кнопку Да, а затем нажмите OK.
Внимание! После преобразования базового диска в динамический доступ к диску будет возможен только из операционных систем Windows 2000 и Windows XP Professional. Кроме того, после преобразования базового диска в динамический невозможно будет вновь преобразовать динамические тома в разделы.
Для этого необходимо будет сначала удалить все динамические тома диска, а затем преобразовать динамический диск в базовый. Если при этом необходимо сохранить данные, следует сделать резервную копию или переместить их на другой том.
Том – это единица хранения данных, включающая свободное пространство на одном или нескольких дисках. Том может быть отформатирован в определенной файловой системе с назначением ему буквы диска. Тома на динамических дисках бывают следующих типов: простые, составные, чередующиеся, зеркальные и RAID-5.
Простой том создается за счет свободного пространства на одном диске. Он может состоять из одной области диска или из нескольких объединенных областей. Простой том можно расширить, добавив свободное место с того же самого или другого диска. После расширения простого тома путем добавления пространства на другом диске он становится составным.
Составной том создается из связанных между собой фрагментов свободного пространства на нескольких дисках. Составной том можно расширять не более чем на 32 диска. Составной том не может быть зеркальным, и не защищен от сбоев. Другое название таких томов NRAID ( Non - RAID ).
В чередующемся томе данные распределяются поочередно и равномерно на нескольких физических дисках. Чередующийся том не может быть зеркальным, не расширяется и не защищен от сбоев. Другое название таких томов – RAID 0.
Чем больше дисков участвует в таком томе, тем быстрее данные читаются и записываются, поскольку параллельно на каждом диске хранится своя часть данных. Например, если в томе 3 диска с одинаковой скоростью записи, то гигабайтный файл запишется на том в 3 раза быстрее, чем при записи на один из них. Для организации такого тома требуется 2 и более жёстких диска. Ёмкость тома определяется суммарным объёмом всех составляющих его дисков.
Зеркальный том – это защищенный от сбоев том, данные которого дублируются на двух физических дисках. На втором диске создается резервная копия всех данных тома. В случае сбоя одного из дисков доступ к данным можно получить на другом.
Зеркальный том не может быть расширен. Другое название таких томов – RAID 1. Обеспечивает минимальный уровень защиты от сбоев и потери данных. Для организации такого тома требуется 2 и более жёстких диска. Ёмкость тома определяется объёмом диска с наименьшим объёмом. Т.е. имеет место неэффективное использование объёма дисков. Такова расплата за надёжность.
Тома RAID 5 – это защищенный от сбоев том, данные которого хранятся на трех или более дисках. Четность (вычисляемое значение, которое используется для восстановления данных в случае сбоя) также распределяется на этом массиве дисков.
В случае сбоя физического диска часть тома RAID-5, расположенная на нем, может быть восстановлена по оставшимся данным и четности. Том RAID-5 не может быть зеркальным и его нельзя расширить.
Для организации такого тома требуется 3 и более жёстких диска. Обеспечивает высокую скорость чтения-записи и самый высокий уровень сохранности данных.
 
В борьбе за скорость или организуем чередующийся том
 
И не спрашивайте, зачем оно нам надо. Поверьте мне, всегда найдётся пользователь, увлекающийся записью ТВ-трансляций или видеомонтажом, которому это может понадобиться.
Итак, попробуем добиться двукратного ускорения работы дисковой подсистемы в лице создаваемого тома с чередованием. Для этого возьмём два жёстких диска (рис. 1), желательно с одинаковыми скоростными характеристиками.
 
Мягкий RAID 
Рис. 1 Заготовленные диски
 
Если характеристики разнятся, то скорость будет вдвое больше самого медленного из них. Итак идём в Мой компьютер > Управление > Управление дисками > кликаем правой кнопки мыши на области слева от диска и выбираем Инициализировать диск (выбрать оба диска) > затем кликом правой кнопки мыши на диске выбрать Преобразовать в динамический диск > затем кликом правой кнопки мыши на диске выбрать Создать том и в окне мастера создания тома выбираем тип Чередующийся том (рис. 2) и кликаем Далее.
 
Мягкий RAID 
Рис. 2 Создаём чередующийся том
 
 
 
 
 
Далее мастер предлагает выбрать диски, из которых следует составить том (рис. 3). Диски следует переместить из левого мини-окошка в правое и нажать Далее.
 
Мягкий RAID 
Рис. 3 Выбираем диски
 
В следующем окне мастера следует назначить букву диска для тома. Именно под этой буквой будет наш RAID-диск (рис. 4) и жмём Далее.
 
Мягкий RAID 
Рис. 4 Назначаем букву диска для тома
 
Далее следует отформатировать созданный том. Для этого необходимо выбрать файловую систему. Для надёжности и оптимального использования дискового пространства несомненно выбираем NTFS.
 
Мягкий RAID 
Рис. 5 Форматируем том
 
Размер кластера можно оставить по умолчанию, а вот метку тома ввести надо, например «Raid», чтобы при работе в файловом менеджере можно было видеть, с каким диском будем работать. Для экономии времени можно поставить галочку Быстрое форматирование (рис. 5) и нажать Далее.
 
В результате мастер сообщит, что том успешно создан и в Управление дисками мы сможем созерцать два наших диска, обозначенных единым, отличным от других цветом, а в строке статуса окна будет значиться, что данный цвет означает Чередующийся том (рис. 6).
 
Мягкий RAID 
Рис. 6 Чередующийся том готов
 
Первая же запись какого-нибудь фильма в несколько гигабайт покажет нам, что данные копируются заметно быстрее, чем раньше. В результате получим том удвоенного размера и удвоенной скорости.
Но если что-то стрясётся – у-у-у…
 
Зеркальный том - надёжное хранилище
 
Если надёжность всё же не повредит, или вы дорожите своими личными данными, и надёжность для вас предпочтительнее, чем скорость, то создайте зеркальный том. Для этого достаточно проделать всё, сказанное выше. Но в том месте, где необходимо выбрать тип тома, следует выбрать Зеркальный том.
В итоге получите том объёмом, равным одному из дисков, но это будет более надёжное хранилище, и вы в этом сейчас убедитесь.
Допустим, произошла неполадка одного из двух дисков тома. Тогда достаточно выключить компьютер, заменить вышедший из строя диск новым диском.
После чего включить компьютер и дать загрузиться системе. В оснастке Управление дисками удалить зеркальный том.
Инициализировать новый диск. Создать снова зеркальный том (кликнуть на уцелевшем зеркале и выбрать Добавить зеркало и начнётся восстановление второго зеркала на новый винчестер).
Если обращения к тому не слишком частые, то восстановление данных на новом диске выполняется с максимально возможной скоростью, определяемой характеристиками самого медленного из устройств.
 
RAID 5 или надёжность, помноженная на надёжность
 
С двумя самими известными режимами разобрались. Ну а что. Если хочется режим самой высокой надёжности – RAID 5?
Оказывается, он тоже реализован в Windows XP, только почему-то скрыт и не доступен. Всё дело в том, что системные файлы, отвечающие за работу массива, ориентированы на NT.
В сети можно найти много информации о том, как разблокировать режим RAID 5. Всё сводится к следующим манипуляциям с тремя системными файлами.
 
C:windowssystem32driversdmboot.sys
C:windowssystem32dmconfig.dll
C:windowssystem32dmadmin.exe
 
Чтобы Windows XP смогла работать с RAID 5, необходимо воспользоваться hex-редактором (тем же UltraEdit-32 от IDM Computer Solutions или для DOS hex-редактор HIEW), а также взять CD с Windows XP (или реаниматор вроде ERD Commander).
Сначала следует скопировать эти файлы во временную папку. Затем откройте эти файлы с помощью hex-редактора. В Таблицах 1, 2 и 3 показано, как следует изменить несколько байт кода файлов.
 
Таблица 1. Изменение файла dmboot.sys
Файл dmboot.sys до:
0000f1f0h: 74 00 54 00 79 00 70 00 65 00 00 00 57 49 4E 4E; t.T.y.p.e...WINN
0000f200h: 54 00 00 00 53 45 52 56 45 52 4E 54 00 00 00 00; T...SERVERNT....
и после:
0000f1f0h: 74 00 54 00 79 00 70 00 65 00 00 00 53 45 52 56; t.T.y.p.e...SERV
0000f200h: 45 52 4E 54 57 49 4E 4E 54 00 00 00 00 00 00 00; ERNTWINNT.......
 
Таблица 2. Изменение файла dmconfig.dll
Файл dmconfig.dll до:
00005140h: 4C 41 4E 4D 41 4E 4E 54 00 00 00 00 53 45 52 56 ; LANMANNT....SERV
00005150h: 45 52 4E 54 00 00 00 00 57 49 4E 4E 54 00 00 00 ; ERNT....WINNT...
и после:
00005140h: 4C 41 4E 4D 41 4E 4E 54 00 00 00 00 57 49 4E 4E ; LANMANNT....WINN
00005150h: 54 00 00 00 00 00 00 00 53 45 52 56 45 52 4E 54 ; T.......SERVERNT
 
Таблица 1. Изменение файла dmadmin.exe
Файл dmadmin.exe до:
00001c30h: 73 65 72 76 65 72 6E 74 00 00 00 00 6C 61 6E 6D ; servernt....lanm
00001c40h: 61 6E 6E 74 00 00 00 00 50 72 6F 64 75 63 74 54 ; annt....ProductT
и после:
00001c30h: 77 69 6E 6E 74 00 00 00 00 00 00 00 6C 61 6E 6D ; winnt.......lanm
00001c40h: 61 6E 6E 74 00 00 00 00 50 72 6F 64 75 63 74 54 ; annt....ProductT
 
Затем файлы в каталоге C:WindowsSystem32 следует заменить нашими модифицированными версиями. Но простое переписывание здесь не подойдёт, поскольку Windows самостоятельно восстановит оригинальные версии файлов.
Можно загрузиться с CD ERD Commander и переписать файлы или в безопасном режиме.
 
RaidXP - готовая отмычка
 
Довелось и мне ручками исправлять выше обозначенные файлы. Но вскоре я понял, что можно упростить процесс и сделать его более цивилизованным.
В результате была написана небольшая программа (http://amonit.sulfurzona.com/soft/raidxp.rar, размер 140 Кб), которая позволяет пропатчить файлы dmconfig.dll, dmadmin.exe и dmboot.sys ОС Windows XP 32bit (только не 64bit), отвечающие за работу организации программного RAID-массива.
Патч исправляет в этих файлах идентификаторы (программный код остаётся оригинальным), отвечающие за расширенный набор режимов RAID. Благодаря этому становится доступен режим высокой сохранности данных RAID 5. При этом исправление файлов никак не сказывается на работе системных компонентов.
Патч следует запустить из под ОС, загруженной в безопасном режиме, либо загрузившись с реаниматора с Windows LiveCD, например, ERD Commander, указать в программе путь к системной папке C:WindowsSystem32 и нажать кнопку Patch system files.
С этих пор RAID 5 будет доступен.
 
Маленькие рекомендации
 
Если ваша материнская плата поддерживает только IDE винчестеры (PATA), то, разумеется, логично строить RAID-массив не более, чем из двух дисков. Так следует поступать потому, что составные диски должны обслуживаться разными каналами IDE.
Иными словами, винчестеры, состоящие в одной упряжке тома должны располагаться на разных шлейчах, а не на одном и том же. Иначе не стоит ожидать от них высокой скорости работы. Этому условию удовлетворяют все тома, кроме RAID 5.
Если же материнская плата поддерживает SATA, то составлять том можно из более двух винчестеров, что подходит и для RAID 5.
Если переустановить систему, то ОС потом сама обнаружит созданный том на подключённых дисках и автоматически возобновит с ним работу, словно и не было переустановки ОС.
Если диски уже отформатированы, и их нужно объединить в массив RAID, то в оснастке Управление дисками кликаем правой кнопкой на диске и выбираем в выпадающем меню Удалить том и после этого можно объединять диски.
В качестве напоминания скажу, что базовые диски могут быть конвертированы в динамические без потери данных, но возвращение обратно к базовому режиму требует выполнения резервного копирования и восстановления данных.
 
Как видите, в результате таких не слишком хитрых манипуляций можно получить совершенно бесплатно поддержку RAID, вполне сопоставимую с встроенными в чипсет RAID 0, 1 и даже RAID 5, встречающегося обычно в дорогих RAID-контроллерах.
 

 
 
На главную страницу На предыдущую страницу На начало страницы
 
 
 
 
 
2009 - 2017 © СПД Зайцев А.Б.
Сайт является средством массовой информации.
При перепечатке и цитировании в печатных СМИ ссылка на журнал "Компьютер" обязательна.
При перепечатке и цитировании в Интернете обязательна активная гиперссылка на сайт Comput.com.ua, не закрытая для индексирования.
Украина онлайн Рейтинг@Mail.ru Рейтинг Сайтов YandeG