项目04 磁盘与数据存储管理

任务4-6 使用RAID-5卷增强数据可靠 性
1．认识RAID-5卷
• RAID-5卷至少包含3块磁盘， 最多32块。系统在保存数 据到RAID-5卷时，除了将 数据分成64KB大小的数据 块循环写入各磁盘中之外， 还会在每次循环时，根据 写入数据的内容来计算奇 偶校验，并将校验数据保 存到不同的磁盘上。
• 4.在扩展分区上创建逻辑驱动器(逻辑分区)
任务4-1 基本磁盘的管理 •5.分区的格式化
任务4-1 基本磁盘的管理
6.分区的删除 • 右击要删除的分区或卷(如,G:盘),在弹出的快 捷菜单中选择【删除卷】 • 删除分区后,分区上的数据将全部丢失,所以删 除分区前应仔细确认。 • 若待删除分区是扩展分区,要先删除扩展分区 上的所有逻辑驱动器后,才能删除扩展分区。
适用操作系统
最大分区/卷 (理论值) 最大单一文件 文件名长度 NTFS权限 NTFS压缩 EFS加密 磁盘配额
256TB 2TB 255个英文字符 支持 支持 支持 支持
2TB～32TB 4GB 255个英文字符 不支持 不支持 不支持 不支持
2TB 4GB 8.3格式文件标准 不支持 不支持 不支持 不支持
任务4-6 使用RAID-5卷增强数据可靠 性
1．认识RAID-5卷
• RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，廉价冗余磁盘阵列， 简称磁盘阵列）是一种用硬件或软件的控 制方式，将多块独立的物理磁盘实现相互 连接组成一个大容量的逻辑磁盘，使多个 硬盘驱动器并行工作，减少错误，增加效 率和可靠性的存储管理技术。
C: D: E: F:
逻辑驱动器
逻辑驱动器 逻辑驱动器
• 基本磁盘可以最多创建四个 主分区，或最多三个主分区 加上一个扩展分区。
扩展 分区
主分区 主分区 主分区 主分区
主分区 主分区 主分区
扩展 分区 扩展 分区 主分区 主分区
扩展分区
主分区
• 动态磁盘
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4.2.2 4.2磁盘分区的样式与使用方式 项目知识准备
任务4-6 使用RAID-5卷增强数据可靠 性
2．RAID-5卷的创建
1．启用磁盘配额 任务4-7 磁盘配额管理
任务4-7 磁盘配额管理
2．为特定用户指定磁盘配额项
任务4-8 NTFS分区上数据压缩与加密
1.数据压缩
2. 文件加密 任务 4-8 NTFS分区上数据压缩与加密
任务4-8 NTFS分区上数据压缩与加密
4.2 项目知识准备
4.2.3 磁盘分区/卷中文件系统的类型
比较项目 NTFS Windows NT 及以后 ReFS Windows 8.1 Windows Server 2012 1YB 16EB(理论值) 255个英文字符 支持 不支持 不支持 不支持 FAT64/exFAT Windows CE 6 Vista SP1 Windows 8 16EB (目前256TB) 16EB(理论值) 255个英文字符 不支持 不支持 不支持 不支持 FAT32 Windows95OSR2 及以后 FAT/FAT16 DOS/所有 Windows
• 加密文件（夹）具有以下特性：
• 用户对文件（夹）加密后，在使用前不必手动解密已加密的 文件就可以正常打开和更改文件，而其他没有授权的用户则 无法访问。 • 若将非加密文件移动到加密过的文件夹中，则这些文件将在 新文件夹中自动加密。然而，反向操作则不能自动解密文件。 • 若将加密的文件（夹）复制或移动到非NTFS分区上，该文件 （夹）将会被解密。 • 利用EFS加密的文件在网络上传输时是以解密的状态进行的， 因此EFS加密只是数据的存储加密，而非数据传输的加密。 • 数据加密和数据压缩功能不能对同一文件（夹）同时进行， 二者只能选其一。

FAT16/FAT （File Allocation Table文件分配表） FAT32 NTFS(New Technology File System新技术文件系统)
4.2 项目知识准备
4.2.3 磁盘分区/卷中文件系统的类型
ＦＡＴ格式
ＮＴＦＳ格式
4.2 项目知识准备
4.2.3 磁盘分区/卷中文件系统的类型
数据交替写到磁盘 64 KB 单元
带区卷
64 KB 64 KB 64 KB
任务4-4 使用带区卷提高数据读写速度
任务4-5 使用镜像卷实现数据自动备份 1.创建镜像卷
任务 4-5 使用镜像卷实现数据自动备份 2.中断镜像卷
• 在【计算机管理】窗口中右击镜像卷中的副本 之一→在弹出的快捷菜单中单击【中断镜像卷】 →系统弹出如图4-26所示的提示框→单击【是】 完成中断操作。
项目4 磁盘与数据存储管理 教学目标
• 知识目标 • 了解：基本磁盘、分区、动态磁盘、各种卷的概念和特征 • 熟悉：复制和移动文件或文件夹，对文件或文件夹的压缩、 加密属性的影响 • 掌握：基本磁盘和动态磁盘的管理方法；磁盘配额、数据压 缩与加密的实现步骤 • 能力目标 • 会对基本磁盘进行分区 • 能在动态磁盘创建简单卷、跨区卷 带区卷、镜像卷和RAID5卷 • 能对NTFS分区(卷)进行磁盘配额 • 能对NTFS分区(卷)进行数据压缩与加密
• 固态硬盘是用固态电子存储 芯片阵列制成的硬盘,由控制 单元和存储单元(FLASH芯片、 DRAM芯片)组成。
3. 混合硬盘(HHD) 混合硬盘是把传统机械硬盘和闪存集成到一起的硬盘 ,除了机械硬盘必备的盘片、马达、磁头等之外,还内 置了NAND闪存颗粒,这颗颗粒将用户经常访问的数据 进行储存,可以达到固态硬盘效果的读取性能。
读写速度 由硬件决定
不可容错，若没有及时备份而 通过创建镜像卷和RAID-5卷，保证提高性能 遭遇磁盘故障，会有极大 的同时为磁盘添加容错性 容错能力 的损失
4.2 项目知识准备
4.2.3 磁盘分区/卷中文件系统的类型 文件系统是操作系统中对磁盘或分区上的文件 进行组织、访问、分配和回收的方式或总体结 构，包括：文件的命名、存储、检索、共享和 保护等。 Windows支持三种文件系统：
2.磁盘的使用方式 • ①基本磁盘 • ②动态磁盘
4.2 项目知识准备
4.2.2 磁盘分区的样式与使用方式 • 基本磁盘
• 平时使用的磁盘类型基本上都是 “基本磁盘” • 分区对磁盘进行磁盘分区（分割）， 形成一块或多块的磁盘空间 主分区 • 主分区：是可以用来启动操作系 统的分区，一般就是操作系统的 引导文件存放的分区。 扩展分区 • 扩展分区：当主分区没有占用所 有的磁盘空间时，其剩余的空间 可创建1个扩展分区，每一块硬 盘上最多有1个扩展分区。
4.2 项目知识准备
4.2.1 硬盘的结构及接口
1.机械硬盘的物理结构
• 盘片 • 磁头 • 磁道： • 扇区： • 柱面： • 接口
4.2 项目知识准备
4.2.1 硬盘的结构及接口
• 机械硬盘接口
SATA接口
SCSI接口
SAS接口
FC接口
4.2 项目知识准备
4.2.1 硬盘的结构及接口 2.固态硬盘(SSD)
项目4 磁盘与数据存储管理 项目背景
• 如果你的计算机硬盘故障，会给你带来什么损 失？你会为什么而难受？如果企业的计算机硬 盘故障，又会给企业带来什么损失？
• 在企业网中架设了多台服务器。为了提高效率， 现在需要对这多台服务器的磁盘进行规划和管 理。同时服务器中有很重要的用户数据，要求 保证数据的安全。不会因为磁盘的故障导致服 务器的停机或者数据丢失！
任务4-1 基本磁盘的管理
7.分区(基本卷)的扩展
任务4-1 基本磁盘的管理
• 8.分区的压缩
任务4-2 基本磁盘与动态磁盘的转换
任务4-3 使用跨区卷整合磁盘中的零散空间 • 跨区卷具有以下特性：
• 跨区卷必须为NTFS文件格式。 • 用于组建跨区卷的磁盘数量可为2至32，每个磁盘成员的容量 可以不相同。 • 当数据被存储到跨区卷时，先存到跨区卷成员中的第1个磁盘 内，待空间用尽后，才将数据存到第2块磁盘，以此类推。 • 跨区卷没有容错功能，当成员磁盘中任一个发生故障，跨区 卷的数据有可能丢失。 • 跨区卷创建后，仍可对其扩展容量。 • 将多个物理磁盘中零散空间,整合为一个大的分区
4.2 项目知识准备
4.2.2 磁盘分区的样式与使用方式
1.磁盘分区的样式
• ①MBR(Master Boot Record主引导记录) • ②GPT(GUID Partition Table,全局唯一标识分区表) • 随着硬盘容量突破2.2TB,“传统BIOS主板+MBR硬盘”的组 合模式,将会被“UEFI BIOS主板+GPT硬盘”的组合模式所 取代。
1.FAT32(File Allocation Table File System,文件分配表) FAT32文件系统是早期FAT16(已经被淘汰)的增强版,FAT32文件系统能更高效的 存储数据,减少硬盘空间的浪费,目前仍然在使用。 2.NTFS(New Technology File System,新技术文件系统) NTFS是建立在保护文件和目录数据基础上,同时兼顾节省存储资源、减少磁盘占 用量的一种先进的文件系统。 3.ReFS(Resilient File System,弹性文件系统) ReFS是在Windows 8.1和Windows Server 2012中新引入的一种能最大限度保护 数据的可靠性和可用性的文件系统。ReFS能自动验证数据是否损坏,并尽力恢复 数据。从可用性来说, 非常适用于存储PB级甚至更海量的数据，而不影响性能 ReFS与NTFS大部分兼容,目前只能应用于存储数据,还不能引导系统,并且在移动 媒介上也无法使用。 4.FAT64/exFAT(Extended File Allocation Table File System,扩展文件分配表) 是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上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,对于磁盘则不太适用。
基本磁盘 动态磁盘
动态卷 / 卷
可以创建最多2000个卷（推荐32个或更少）
分割单元 磁盘分区 / 分区
分割数量 最多4个分区 容量更改 磁盘空间
除非使用第三方工具改变分区,在不重新启动计算机的情况下可更改卷容量 否则会导致数据全部丢失 大小，且数据不会丢失 分区必须是同一磁盘上的连续 可将卷容量扩展到同一磁盘中不连续的空间 空间，不可跨越磁盘 内或不同磁盘中的卷 通过创建带区卷，可对多块磁盘同时进行读 写，显著提升磁盘读写速度
• 镜像卷具有以下特性：
任务4-5 使用镜像卷实现数据自动备份
• 用于组建镜像卷的磁盘数量只有2个，并且必须位于不 同的动态磁盘中。 • 用于组建镜像卷的两个成员的容量相同。 • 系统在保存数据到镜像卷时，是将一份相同的数据分 别保存到镜像卷的两个成员磁盘中，镜像卷的磁盘利 用率只有50%。 • 镜像卷具备容错能力，当有任意一个成员发生故障时， 镜像卷中数据不会丢失。 • 镜像卷一旦创建好后，无法再扩展其容量。
跨区卷 磁盘 1
动态 4094 MB 联机
卷 (G) 100 MB NTFS 状态良好 新卷 (G) 100 MB NTFS 状态良好
3994 MB 未分配 3994 MB 未分配
动态 4094 MB 联机
磁盘 2
剩余空间包含在一个 逻辑卷中
任务4-3 使用跨区卷整合磁盘中的零散空间
任务4-4 使用带区卷提高数据读写速度
4.3 项目实施
任务4-1 基本磁盘的管理
图形界面的“磁盘管理” 字符界面的“diskpart”命令 1.磁盘的联机与初始化
4.3 项目实施
任务4-1 基本磁盘的管理 2. 创建和删除基本磁盘的主分区
任务4-1 基本磁盘的管理
• 3.在基本磁盘上创建扩展分区
任务4-1 基本磁盘的管理
• 带区卷具有以下特性：
• 用于组建带区卷的磁盘数量可为2至32，每个磁盘成员的 容量大小相同。 • 系统在保存数据到带区卷时，是将数据分成64KB大小的数 据块后依次循环的写入带区卷成员磁盘中，由于所有的磁 盘同时工作，所以可以提高磁盘访问的效率。 • 带区卷必须为NTFS文件格式。 • 带区卷不具备容错，当有任一成员发生故障时，整个带区 卷将崩溃. • 带区卷一旦创建好后，无法再扩展其容量。