2024年1月8日发(作者：)

硬件RAID VS 软件RAID

2006-05-19 10:40:42| 分类： 网网络络|字号 订阅

目前RAID技术大致分为两种：基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术。这两种技术都将在近期成为性能比较适中的产品，并联用户提供可行的数据保护措施。

其中基于硬件的RAID解决方案比基于软件RAID技术在使用性能和服务性能上稍胜一筹，具体表现在检测和修复多位错误的能力、RAID保护的可引导阵列、错误磁盘自动检测、剩余空间取代和阵列重建、共有的或指定的剩余空间和彩色编码报警等许多方面优于后者。另外，还提供从单一控制实施的对多RAID安装、多操作系统远程检测和管理的能力。

从安装过程来看，两种RAID解决方案的安装过程都比较容易，安装耗时也相差无几。从CPU占有率来看，基于硬件的RAID显然能够减少CPU的中断次数，同时降低主PCI总线的数据流量。从而是系统的性能产生一个提升。从I/O占用角度考虑，两种解决方案的差别并不算很大。基于硬件的RAID方案仅在下列两方面有一定优势；减少RAID5阵列在降级模式的运行时间；平行引导阵列的能力。另外，在硬件解决方案中，可以采用RAID0/1 取代RAID1来提高性能。尽管基于硬件的RAID 方案具有优势，但在产品的价格上仍然无法与基于软件的RAID抗衡--后者完全免费。不过，硬件解决方 案的价格也不是不可接受，一般只需增加少许投资即可获得一套基于硬件入门级RAID解决方案。而基于软件的RAID解决方 案也不是分文不花，至少还需购置一块SCSI卡。因此，在计算总体拥有成本是，必需考虑基于软件的RAID解决方案的隐性成本，如用户生产效率、管理成本和重新配置的投资等等。这些成本的综合往往会超过购买一套基于硬件的RAID解决方 案所需投资。

在当今企业环境中，任务密集型数据以应用于各种商业活动。为了使自己的数据获得更好的保护，许多企业已经开始利用RAID技术。一套优秀的RAID解决方

案意味着可行性、友好的用户界面和简单的热键，总之应使用第一次使用的用户也能够非常方便的运行系统。同时还需要具有更加详细的功能，以方便那些高级

用户对他们的RAID进行优化配置。企业在选择RAID 解决方案时，如果不考虑初始投资和某些I/O资源的占有，或是出于对某些远程集体性能上的优势是基于软件的RAID技术无法比拟的。

在软件RAID 中不能提供如下功能：

硬盘热拔插 硬盘热备用

远程阵列管理 可引导阵列支持

在硬盘上实现阵列配置 硬盘温拔插

SMART硬盘支持

软件RAID详解

除了使用RAID卡或者主板所带的芯片实现磁盘阵列外，我们在一些操作系统中可以直接利用软件方式实现RAID功能，例如Windows 2000/XP中就内置了RAID功能。

在了解Windows 2000/XP的软件RAID功能之前，我们首先来看看Windows

2000中的一项功能——动态磁盘管理。

动态磁盘与基本磁盘相比，不再采用以前的分区方式，而是叫卷集，它的作用其实和分区相一致，但是具有以下区别：

1.可以任意更改磁盘容量

动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容量大小，而且不会丢失数据，而基本磁盘如果要改变分区容量就会丢失全部数据（当然也有一些特殊的磁盘工具软件可

以改变分区而不会破坏数据，如PQMagic等）。

2.磁盘空间的限制

动态磁盘可被扩展到磁盘中不连续的磁盘空间，还可以创建跨磁盘的卷集，将几个磁盘合为一个大卷集。而基本磁盘的分区必须是同一磁盘上的连续空间，分区

的最大容量当然也就是磁盘的容量。

3.卷集或分区个数

动态磁盘在一个磁盘上可创建的卷集个数没有限制，相对的基本磁盘在一个磁盘上最多只能分4个区，而且使用DOS或Windows 9X时只能分一个主分区和扩展分区。

*这里一定要注意，动态磁盘只能在Windows NT/2000/XP系统中使用，其他的操作系统无法识别动态磁盘。

因为大部分用户的磁盘都是基本磁盘类型，为了使用软件RAID功能，我们必须将其转换为动态磁盘：控制面板→管理工具→计算机管理→磁盘管理，在查看菜单中将其中的一个窗口切换为磁盘列表。这时我们就可以通过右键菜单将选择磁盘转换为动态磁盘。

在划分动态卷时会可以看到这样几个类型的动态卷。

1.简单卷：包含单一磁盘上的磁盘空间，和分区功能一样。

（当系统中有两个或两个以上的动态磁盘并且两个磁盘上都有未分配的空间时，我们

能够选择如下的两种分卷方式）

2.跨区卷：跨区卷将来自多个磁盘的未分配空间合并到一个逻辑卷中。

3.带区卷：组合多个（2到32个）磁盘上的未分配空间到一个卷。

（如果如上所述系统中的两个动态磁盘容量一致时，我们会看到另一个分区方式）

4.镜像卷：单一卷两份相同的拷贝，每一份在一个硬盘上。即我们常说的RAID 1。

当我们拥有三个或三个以上的动态磁盘时，我们就可以使用更加复杂的RAID方式——RAID 5，此时在分卷界面中会出现新的分卷形式。

5卷：相当于带奇偶校验的带区卷，即RAID 5方式。

对于大部分的个人电脑用户来说，构建RAID 0是最经济实用的阵列形式，因此我们在这里仅就软件RAID 0的构建进行讲解：

要在Windows 2000/XP中使用软件RAID 0，首先必须将准备纳入阵列的磁盘转换为上文所述的动态磁盘（这里要注意的是，Windows 2000/XP的默认磁盘管理界面中不能转换基本磁盘和动态磁盘，请参考上文中的描述），我们在这里尝试使用分区的条带化，这也正是软件RAID和使用RAID芯片构建磁盘阵列的区别。我们选取了一个29GB的分区进行划分带区卷，在划分带区卷区时，系统会要求一个对应的分区，也就是说这时其他的

动态磁盘上必须要有同样29GB或更大的未分配空间，带区卷分配完成后，两个同样大小的分卷将被系统合并，此时我们的格式化等操作也是同时在两个磁盘上进行。

在构建RAID 0完成后，我们决定测试其硬盘传输率以确定这种软件RAID对性能的提升程度，我们构建软件RAID的平台和前文中的硬件RAID平台并不相同，为了保证CPU的性能以确保我们软件RAID的实现，我们采用了较高端的系统：Athlon XP 1700+，三星 256MB DDR内存，华硕A7V266-E主板，由于软件RAID对硬盘规格的要求比较低，所以硬盘系统我们选用了不同规格的硬盘，希捷酷鱼Ⅳ 60GB和西部数据1200BB 120GB两块硬盘。

在传输曲线的后半段，我们很清楚地看到软件RAID 0的硬盘传输率达到了60MB/s，完全超越了阵列中任意一个硬盘的传输率，RAID 0的优势开始体现出来。对于追求高性能的用户来说，这应该是他们梦寐以求的。

这里应该说明的是，在Linux环境下，我们同样可以利用Raidtools工具来实现软件RAID功能。这个工具可以制作软RAID 0、RAID 1、RAID 4、RAID 5等多种磁盘阵列。在使用Raidtools之前，首先要确定目前正在使用的Linux核心是否支持Md。如果你正在使用的核心是2.0.X，并且不是自己编译过，大多数

情况下支持软RAID。如果不能确定，则需要自己编译核心。

虽然RAID功能可以给我们带来更好的速度体验和数据安全性，但是应该指出的是，现在市面上的大部分廉价IDE-RAID解决方案本质上仍然是“半软”的RAID，只是将RAID控制信息集成在RAID芯片当中，因此其CPU占用率比较大，而且性能并不是非常稳定。这也是在高端系统中软件RAID 0的性能有时可以超过“硬件”RAID 0方案的原因。

exFAT

编辑

exFAT（Extended File Allocation Table File System，扩展FAT，即扩展文件分配表）是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上（包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1）中引入的一种适合于闪存的文件系统，为了解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。对于闪存，NTFS文件系统不适合使用，exFAT更为适用。

目录

1优点

2作用

3支持

4相应补丁

5注意事项

6相关事件

1优点

相对FAT文件系统，exFAT有如下好处：

·增强了台式电脑与移动设备的互操作能力

·单文件大小最大可达16EB（18 446 744073 709 551 616字节，就是（理论值,16×1024×1024TB），1TB=1024G）

·簇大小可高达32MB

·采用了剩余空间分配表，剩余空间分配性能改进

·同一目录下最大文件数可达65 536个

·支持访问控制

·支持TFAT

采用该文件系统的闪存盘不支持Windows Vista ReadyBoost。Windows Vista SP1与Windows 8支持该文件系统。

请注意：exFAT只是一个折中的方案，特别适合于闪存的文件系统。

现在超过4GB的U盘格式化时默认是NTFS分区，但是这种格式是很伤U盘的，因为NTFS分区是采用“日志式”的文件系统，需要记录详细的读写操作，肯定会比较伤闪盘芯片，因为要不断读写。

下面请看exFAT、NTFS、FAT分区的比较

分区格式

操作系统

最小扇区

最大扇区

最大单一文件

最大格式化容量

档案数量

2bytes-4GB

2TB(但NT内核系统限制为32GB）

4194304

受最大分割容量

2TB~256TB（受MBR影响）

无

16EB（理论值）

16EB（理论值）（目前支持到256TB）

至少可以大于1000

FAT32

Win 95 OSR2之后

512bytes

64KB

NTFS

Win2000之后

512bytes

64KB

exFAT

Win CE 6/Vista SP1/Windows 8

512bytes

32768KB

1.支持非常大的文件和存储设备

2.对性能的改进支持

3.对未来的创新的可扩展性功能的支持

4.添加 Flash 媒体兼容性

2作用

exFAT随身碟不是很在意随身碟的存取效能，那么现在市面上4G、8G的MLC随身碟可以说一点都不贵，这种容量对FAT32支持的单一分割最大容量（32GB）并不成问题，不过超过4GB的文件就有点麻烦。 虽然说很少有单一文件超过4GB的机会，但不代表完全没有：如BD影片的Remux文件、BD/HD影片的原始文件、无损音乐爱好者的未压缩音频文件、DVD光碟的ISO文件、从DV上撷取下来的AVI文件等等，想要完整备份就得选择NTFS或exFAT做为储存格式。

大部份读者可能会问：那用NTFS就好了，为什么要选择一个相容性更差的文件系统呢？ exFAT原本设计的目的是在FAT32与NTFS之间取得一个折中，有FAT32的轻便、不需要耗损太多的效能及记忆体来处理文件运作，又有类似NTFS的CAL存取控制机制（很可惜在SP1下找不到exFAT对于CAL的支持），以及类似HPFS系统可快速整理可用丛集空间的Free Space Bitmap，来将档案破碎的情况尽量减少。 然而要真正比较出使用FAT32、NTFS及exFAT时的档案破碎情况很难做到客观的评比，剩下所能测试的就是存取效能了，尤其是exFAT最大的丛集大小达到了惊人的32MB，连NTFS都只有64KB，如果随身碟真的拿来存放BD Remux动辄上GB的大档案，那么将exFAT的丛集设大时，将会有多少效能增进呢？ exFAT（Extended File Allocation Table）是适用于随身碟或随身型携带装置（如PDA）的新格式，最早出现在2006年的WinCE 6.0，为了增进与桌面操作系统的相容性还有便于随身装置的同步需求，到了Vista SP1正式被纳入桌面操作系统所支持的档案系统，但跟一般玩家息息相关的，还是在于U盘上的应用。

3支持

Windows XP系统

Windows XP系统

微软发布了Windows XP系统的最新更新文件，主要是对exFAT文件系统格式的支持。exFAT文件系统保留了FAT基于文件系统的简单性，但是又改进了对非常大的文件和存储设备的支持。另外此次XP的升级，还添加了对性能的改进支持，对未来的创新的可扩展性功能的支持以及Flash媒体兼容性的支持。 用户可以马上从高速下载或是直接从微软官方下载名为的更新文件了，安装本更新程序后，需要重新启动电脑才能生效。

目前塞班和安卓系统还无法识别exFAT文件系统，Linux也不能原生支持，但有人通过修改让某些Linux系统可以识别exFAT文件系统，不同版Linux的修改方法不完全相同。

exFAT文件系统在FAT 32上包含几项改进。但是，它保留FAT基于文件系统的简单性。包括以下主要的改进：

支持非常大的文件和存储设备

对性能的改进支持

对未来的创新的可扩展性功能的支持

添加 Flash 媒体兼容性

4相应补丁

文件名：

版本： 955704

知识库(KB) 文章： KB955704

发布日期： 2009/1/26

Windows XP系统

语言： 简体中文

下载大小： 3.3 MB

说明：

概述本文讨论 Windows XP 的主要功能和优点扩展的文件分配表（exFAT）文件系统驱动程序。 OEM 的反馈和独立软件供应商 (ISV) 反馈响应，Microsoft 用于 Windows XP

2009 1月27日 上发布 exFAT文件系统驱动程序。

exFAT文件系统是作为FAT文件系统家族中FAT32的继任者。exFAT是为了满足个人移动存储设备在不同操作系统上日益增长的需求而设计的新文件系统。exFAT文件系统能够处理大的文件，如用于存储媒体，并且它允许无缝连接桌面计算机和便携式媒体设备。由于的这一功能您可以轻松地在桌面和外部设备之间或者桌面和其他操作系统之间进行文件的拷贝。

您下载"更多信息"一节所述的文件后，您将能够设置格式以 exFAT格式化外部媒体。

此外，您将可以格式化大于 32 GB 的外部媒体，并且在计算机上识别 exFAT 格式媒体。

更多的改进 exFAT 文件系统的"更多信息"部分所述。

5注意事项

1EB=1024PB，1PB=1024TB，1TB=1024GB，1GB=1024MB……

Windows XP SP2或SP3不能直接支持此系统，但可以安装Windows XP 更新程序

(KB955704)添加对 exFAT文件系统格式的支持。有关相关更新的介绍，参见《Description

of the exFAT file system driver update package》

单位转换（参考）：

1bit（比特，能表示一个二进制位）

1Byte（字节，能表示两个十六进制位）

1024 = 2^10

1B=1Byte=8bit

1 kB = 1024 B (kB - kilobyte) 千 2^10

1 MB = 1024 kB (MB - megabyte) 兆 2^20

1 GB = 1024 MB (GB - gigabyte) 吉 2^30

1 TB = 1024 GB (TB - terabyte) 太 2^40

1 PB = 1024 TB (PB - petabyte) 拍 2^50

1 EB = 1024 PB (EB -exabyte) 艾 2^60

1 ZB = 1024 EB (ZB - zettabyte) 皆 2^70

1 YB = 1024 ZB (YB -yottabyte) 佑 2^80

1 BB = 1024 YB (BB - brontobyte) 2^90

以上为计算机用的2^10 (1024)数量级，

以下为物理量用的10^3 (1000)数量级，注意区分。

yotta, 尧[它], Y. 10^24,

zetta, 泽[它], Z. 10^21,

exa, 艾[可萨], E. 10^18,

peta, 拍[它], P. 10^15,

tera, 太[拉], T. 10^12,

giga, 吉[咖], G. 10^9,

mega, 兆，M. 10^6

6相关事件

微软8月7日宣布，该公司已与夏普达成一项有关最新扩展文件分配表(以下简称“exFAT”)技术的知识产权授权协议。

这项协议覆盖的内容包括夏普在Android智能手机中使用exFAT技术，标志着微软的exFAT技术授权计划仍具动量。

exFAT是一种现代化的文件系统，是微软在Windows Embeded 5.0以上中引入的一

种适合于闪存的文件系统，为解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。今天达成的这项协议允许夏普将微软最新的exFAT文件系统加入自身产品组合，向全球用户交付更快的反应时间和更大的存储功能。

微软提供灵活的知识产权授权计划，允许取得授权的公司在自身产品中使用许多基础技术，使其可以创造彼此之间无缝运作的设备、应用和服务。自微软在2003年12月份推出知识产权授权计划以来，这家公司已经达成了1100多项授权协议，并正继续发展这项计划，使其用户、合作伙伴和竞争对手得以使用其知识产权组合。[1]

linux系统中最重要的两个文件系统是： rootfilesystem(/) /usrfilesystem(/usr) rootfilesystem是Linux启动时，将root分区挂载到/的目录，若无法挂载到/，则无法启动。而/usr则是地位仅仅次于/的文件系统，因为80%以上的系统应用程序、程序函数库、还有Xwindowsystem等，都是建立在/usr下面，因此了解/和/usr的目录结构是非常重要的。rootfilesystem的树状结构图： /----------------bin ...

by yanggangtiger 2006-12-21 回复 (2)

人很喜欢Linux，在工作中也很喜欢总结关于Linux文件系统的经验，下面就这个问题来详细说说吧。Linux支持多种文件系统，包括ext2、iso9660、jffs、ext3、vfat、ntfs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System)。