| 出版日期：2002-03-04 总期号：1097 本年期号：14 |
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磁盘镜像简单技术实现最好结果
立红 有时，先进往往意味着复杂。而人们也经常认为，复杂的技术和产品就一定是符合现代气息的。在存储领域，人们越来越需要“黑盒子”式的产品以及简洁明了的管理，在这种情况下，最简单的技术反而可能是最物美价廉的选择，比如，磁盘镜像就是一个很好的例子。它很简单，但却能把众多存储用户和系统管理员从纷繁复杂的管理工作和时刻存在的数据丢失的危机中解脱出来。 磁盘镜像一直是存储管理的基础，每年这种简单的技术能为企业节省几百万资金，磁盘镜像对于存储管理就像锤子对木匠一样，是一个基本的工具。在近期内，它不会被新的技术所代替，不会成为过时的技术。 实现镜像化磁盘的根本原因在于，当一个磁盘驱动器失败时，系统能够依旧保持数据的可访问能力。这就意味着，在镜像系统出现问题时，除了IT的专职人员以外，一般人对此不必有任何细节的了解。所以，磁盘镜像对整个机构来说，都意味着可靠。 磁盘镜像如何工作 简单地讲，磁盘镜像就是一个原始的设备虚拟技术，它的原理是：系统产生的每个I/O操作都在两个磁盘上执行，而两个磁盘看起来就像一个磁盘一样。 精确地说，镜像磁盘的访问并不是同时的，一个驱动器通常在另一个之前运行，它们通常是按照有序的方式管理，其中，一个磁盘称为主磁盘，另一个称为从属磁盘。一般在开始磁盘镜像配置时，确定磁盘的主次，按照这个有序访问计划，数据首先被发送到主磁盘，然后被发送到从属磁盘。尽管这样的两次数据存储浪费了处理器周期，但磁盘镜像所引起的额外开销相对较小，同时，它保护了数据，这种代价还是值得的。简单的磁盘镜像过程如图。 当镜像磁盘对中一个磁盘失败时，就需要替换它。一旦新的磁盘被安装，就要把另一工作磁盘上的数据拷贝过来，这可以是一个自动的过程，但如果拥有了娴熟的镜像技术，也可以手工操作。假如使用的是一个具有热插拔特性的磁盘子系统，当安装替换成分时，不必关掉系统。假如系统不具有热插拔特性，为了撤走和替换失败的磁盘，必须关掉系统，或者关掉磁盘子系统。当系统正在运行时，如果不能保证不影响系统运行，千万不要草率地撤去或插入磁盘，这样很可能导致系统崩溃或者数据损坏。 但是，镜像也可能带来一些问题。如无用数据占据存储空间。由于从属驱动器是主驱动器的映射影像，保存了所有主驱动器的内容。假如主磁盘包含引导记录，那么，从属磁盘也包含引导记录；假如主磁盘中包含一组Windows回收站文件，则从属磁盘中也包含一组Windows回收站文件，这些数据和文件可能都是无用的，浪费了磁盘资源。 选择磁盘镜像方案 有三种方式可以实现磁盘镜像，它们是：运行在主机系统的软件，外部磁盘子系统和主机I/O控制器。第一种方式是软件方式，而后两种主要是硬件实现方式。 在这三种方法的优劣比较中，很重要的一点衡量指标是，对失败磁盘驱动器进行更换的难易程度。对于磁盘驱动器来说，服务器一般不考虑用作即插即用系统。当服务器负荷很重时，它所产生的结果并不完全是所希望的。但支持热插拔的外部磁盘子系统例外，它能提供安全的磁盘即插即用功能。 软件镜像 大多数主流服务器操作系统和文件系统都提供基本的磁盘镜像功能，为了易于安装，一般都省略了性能、远程管理和配置灵活性等，因此，操作系统的镜像功能提供了一个既廉价又省事的选择。 软件磁盘镜像既可以使用内部驱动器（位于服务器机柜中），也可以使用外部磁盘组（JBOD）机柜中的磁盘。JBOD是一个简单的磁盘子系统，能为外部机柜中的多个磁盘驱动器提供电源和I/0连接。采用JBOD不仅可以方便地更换、扩展硬盘，同时，它具有较好的电源、风扇等配套外设来保证硬盘组更好的工作环境。 软件镜像是一个系统的管理应用，它运行在主机系统上，并利用主机的处理器周期和内存资源执行自己的作业。因此，软件镜像将影响服务器的性能。 然而，由于它是运行在主机上的一个应用，因而，比起控制器和子系统镜像，软件镜像更容易集成到各种服务器和网络存储环境。此外，修改和更新镜像软件也相当容易，相比而言，修改硬件和主机I/O控制器或磁盘子系统中固件镜像方案困难得多。 假如使用软件磁盘镜像，那么在更换失败的驱动器时，应该关掉服务器。最好不要从正在运行的服务器撤去磁盘驱动器。 
简单的磁盘镜像实现过程 外部磁盘子系统中的镜像 第二种磁盘镜像位于外部RAID子系统，RAID包含着一个智能处理器，能够提供高级的磁盘操作和管理，这也就是通常所说的RAID1。由于镜像运行在RAID机柜中，主机操作系统和主机I/O控制器只感觉到一个虚拟磁盘，而不是两个镜像磁盘的存在，这种镜像方法对主机CPU影响最小。许多公司能够提供镜像磁盘驱动器的RAID子系统，也能提供更为高级的磁盘管理功能。包括EMC、IBM、HP、Sun、StorageTek、MTI等。 虽然外部磁盘子系统的镜像性能不错，但管理方面却有待于进一步完善，难于提供基于服务器的配置和错误报告的管理方案，这类系统很难集成到现存的管理系统。 置换磁盘驱动器的方便性与性能的优势是外部磁盘子系统真正吸引人之处。在提供统一存储管理方面，其它方法都存在缺陷，唯有外部磁盘子系统具有及时替换失败磁盘的能力。如果用户有24×7持续工作的需求，那么，外部磁盘子系统是仅有的选择。 主机I/O控制器镜像 最后一种磁盘镜像的实现位于主机I/O控制器中，简单地说，就是通过主机中的RAID卡来实现磁盘镜像。像软盘镜像一样，主机I/O控制器镜像既可以与内部磁盘控制器一起工作，也可以与JBOD机柜中的磁盘驱动器一起工作。一般地说，主机I/O控制器并不提供镜像功能，但也有一些特别的例外情况，如Adaptec、DPT和CMD等制造的主机I/O控制器，都提供RAID1的镜像功能。 主机I/O控制器镜像集中了软件镜像和外部子系统镜像的许多优点，提供了较好的性能。当与外部磁盘子系统一起工作时，镜像功能可以在专门的硅片上实现，不仅提供最好的性能，而且不占用服务器的CPU周期，节省的CPU周期可用于其它任务。 |
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