Большой архив статей, книг, документации по программированию, вебдизайну, компьютерной графике, сетям, операционным системам и многому другому
 
<Добавить в Избранное>    <Сделать стартовой>    <Реклама на сайте>    <Контакты>
  Главная Документация Программы Обои   Экспорт RSS E-Books
 
Поиск по сайту


 

  Раздел: Компьютерная документация -> Периферийные устройства -> Накопители

 

Домашний дисковый массив RAID5 на 3.5 Тб своими руками

Введение

После того, как моя домашняя коллекция CD и DVD-дисков перевалила за 300 штук, у меня появился вполне резонный вопрос – как со всем этим управляться? Перебирать диски в поисках нужного оказалось очень долго и нудно.

После поисков в Интернете выяснилось, что для автоматизации библиотеки дисков предлагалось только одно доступное решение – модули Dacal CD Library на 150 дисков. Их емкость можно наращивать каскадами по 5 модулей в стойке, всего до 128 модулей в цепочке, т.е. 150х128=19200 дисков. Но оказалось, что затраты на приобретение модуля, в расчете на стоимость хранения одного диска в подобной библиотеке слишком велика – 38 рублей, а также не устраивали габариты  модуля библиотеки (370х390х180мм) и его вес (3,5 кг). Также, недостатком можно считать, что эту систему надо располагать на расстоянии длины USB-шнура от компьютера, т.е. не более 1,5-2 метров.

Естественно, я обратил внимание на жесткие диски. Имеющиеся в продаже диски емкостью 500 Гб и стоимостью 2000 рублей меня вполне устраивали, т.к. стоимость хранения 1 Гб у них равна 4 рублям.

При попытке переписать библиотеку дисков на жесткий диск выяснилось, что около 10% ранее записанных дисков не читается – появились царапины или изначально были записаны некачественные болванки. В связи с этим появились сомнения – насколько надежно будут храниться данные на жестком диске – ведь при отказе диска я потеряю всю библиотеку.

Таким образом я пришел к мысли о необходимости использовать для хранения библиотеки RAID-массив. Массив с зеркалированием был отвергнут сразу, было жалко использовать удвоенное число дисков. RAID-5 подходил по всем параметрам – его емкость равна сумме емкостей всех дисков массива минус один. Такая плата за надежность хранения данных представляется мне нормальной.

Аппаратный контроллер RAID-массива мне не понравился – слишком высокая стоимость контроллера. И еще - при отказе контроллера, массив ничем невозможно поднять, кроме как, точно таким же контроллером. Иметь два дорогих контроллера для надежности – это очень накладно. И диски для контроллера надо иметь одинаковые. В, общем, дорогое решение для дома.

Оставался программный RAID-массив. После поисков в Интернете было найдено решение - FreeNAS на основе операционной системы FreeBSD. Решение легкое и изящное, но… Выяснилось, что FreeBSD поддерживает не все контроллеры жестких дисков на моей материнской плате – контроллер JMB363 SATA, который там стоял, оказался FreeBSD не по зубам.

У меня оставалось только одно решение – собрать программный массив RAID-5 под Windows XP. Для того, чтобы емкость жестких дисков использовалась только для массива, было решено, что операционная система массива будет грузиться с USB Flash диска.


Выбор железа

Главное в такой системе – вместительный корпус. Был взят пустой старый корпус от промышленного компьютера (халява) с 8 гнездами 5,25” под жесткие диски.

Пустой серверный корпус

Поскольку он был велик, я его обрезал под необходимый размер, и покрасил в черный цвет акриловой краской из баллончика. В принципе, корпус может быть любой, лишь бы было необходимое количество гнезд 5,25” под жесткие диски.

В качестве блока питания был использован FSP ATX-400 ATX (24pin) 400W. Хотя потребляемая массивом мощность равна 200 ваттам, двукратный запас по мощности блока питания позволял надеяться на более качественное питание (по напряжениям 5В и 12В), выдаваемое на массив. Блок пришлось доработать – добавить разъемы для питания жестких дисков.

Для установки жестких дисков я приобрел 8 модулей SATA Rack Mount черного цвета с вентиляторами для охлаждения дисков. Для улучшения охлаждения дисков в пластмассе модулей были прорезаны дополнительные отверстия. Эти модули также позволяют быстро заменить неисправный диск.

Будущий NAS - вид спереди

Материнская плата подойдет любая, с необходимым количеством разъемов SATA на ней и возможностью в BIOS загрузки с USB-HDD диска. В моем случае была использована плата ABIT AB9-PRO i965P ATX SATA, с 9 разъемами SATA-2, 1 - E-SATA и 1 – IDE.

Будущий NAS - вид сзади

Так как в материнской плате не оказалось встроенной видеокарты, я поставил старенькую PCI-карту S3 Virge. Опять халява :)

Для массива я приобрел 8 дисков Samsung 500Gb (16Mb) HD501LJ SATA-2 7200rpm. Выбор именно SATA-2 винчестеров обусловлен более высокой скоростью обмена, а главное – 8 кабелей для подключения SATA дисков занимают существенно меньшее место в корпусе, по сравнению с 8 IDE кабелями и это оказывает свое влияние на продуваемость корпуса, т.е на охлаждение. Можно использовать и более емкие диски, например диски на 1Тб, и увеличить размер массива до 7Тб, но на момент создания массива, по соотношению емкость/цена, эти диски оказались оптимальными.

Дисковый массив - вид изнутри

Данные о системе 

Оперативная память – 1 плашка DDR-2 PC667 на 1024 Мб. С этим объемом получился перебор – использование памяти никогда не превышало 105 Мб.

Процессор - INTEL Celeron-420, 1,6 ГГц. С процессором наоборот, получился недобор. Если скорость чтения с массива практически не зависит от процессора и составляет 85-95 Мб/сек по сети, то запись нагружает процессор до 95-97% (т.к. это все-таки программный массив) и скорость становится в 3-4 раза меньше скорости чтения (20-30 Мб/сек). Таким образом, чем производительнее процессор, тем быстрее работает система на запись.

Для установки и запуска операционной системы Windows XP я использовал Kingstone Flash-USB DataTraveler объемом 2 Гб.

Забегая вперед хочу сказать, что когда я собрал все железо в корпус и включил, эффект от его работы превзошел все мои ожидания. Система ревела как реактивный самолет на взлете. Еще бы - 8 вентиляторов продувают жесткие диски, 1 вентилятор - для процессора, 1 вентилятор - для блока питания и 1 вентилятор – продувает корпус. Итого – 11 штук. Самые шумные – вентиляторы для дисков, они же самые маленькие. Но без них никак было нельзя. Если с ними температура дисков поднималась не более 37°С, то без них температура моментально поднималась к 47-48°С, слишком плотно стояли диски. Заменить воздушную систему охлаждения на более тихую, водяную, представлялось весьма проблематичным из-за отсутствия ватерблоков для жестких дисков и общей высокой стоимости такой системы охлаждения.

Загрузочная флэшка

В таком виде массив было нельзя ставить там, где находились люди (т.е. в гостинной) и для его перенесения в такое место, где шум никому не мешает (в туалет), пришлось к общему списку железа добавить адаптер Wi-Fi. Я использовал D-Link DWA-520 PCI 802.11g с турбо-режимом. Скорость обмена с изделиями D-Link, также имеющими турбо-режим составляет 108 Мб/с.

Шаманские пляски (с бубном)

1. Подготовка Flash-USB диска

Для использования подходит любой Flash-USB диск, объемом 2 Гб. Замечание первое: чем больше скорость чтения с Flash-USB диска, тем быстрее грузится операционная система при включении. Хотя, если система будет работать в режиме 24/7, скорость загрузки при включении не будет являться определяющей.

Замечание второе: почему-то Flash-USB диски, даже, если они одного производителя, одной емкости и отформатированы одинаково (FAT или FAT32), не все из них видны в BIOS материнской платы, как USB-HDD диски. И если они не видны в BIOS, соответственно Windows на них устанавливаться не будет. В чем тут зарыта собака, я так и не понял, хотя попробовал не менее 20 десятков изделий (друзья давали попробовать).

Я использовал для подготовки Flash-USB диска следующую программу - FlashBoot v1.4.0.157, которая гарантированно давала результат. После ее применения, любая флэшка в BIOS материнской платы определялась, как USB-HDD диск.

2. Установка WindowsXPна Flash-USB

Собираем систему, не подключая жесткие диски. Подключаем Flash-USB диск и проверяем, виден ли он в BIOS материнской платы, как USB-HDD диск. Для установки Windows XP подключаем CD-ROM дисковод. Он может быть с любым интерфейсом - IDE или SATA, только не USB. При установке Windows XP CD-ROM с интерфейсом USB конфликтует с флэшкой. Еще с флэшкой конфликтует при установке USB-клавиатура и USB-мышь. Они должны быть с разъемами PS/2.

Запускаем установку с CD-ROM. Происходит первоначальная загрузка необходимых файлов установки, далее выбор диска, на который надо установить Windows XP, и далее, после перезагрузки компьютера, появляется «синий экран смерти» с ошибкой - STOP 0x000007b. Выключаем компьютер. Вынимаем флешку.

Подключаем флешку к любому компьютеру с установленной Windows XP.

Берем архив FlashBootXP_ver1.rar. Распаковываем во временную папку на жестком диске. В этом архиве 4 файла: usb.inf, usbport.inf, usbstor.inf, usbboot.reg.

Запускаем редактор реестра regedit.

Выделяем раздел HKEY_LOCAL_MACHINE. В меню «Файл» выбираем «Загрузить куст…».

Выбираем папку – Буква_флешки\Windows\System32\Config\. В этой папке выбираем файл – SYSTEM.

В окне выбора раздела вводим название раздела – FlashUSB. Щелкаем правой клавишей мыши по этому разделу. В меню выбираем «Разрешения». В открывшемся окне выбираем «Администраторы» и «Полный доступ». Далее - «Применить». Нажимаем кнопку «Дополнительно».

В открывшемся окне выбираем «Администраторы» и ставим чек-пойнт «Заменить разрешения для всех дочерних объектов заданными здесь разрешениями, применимыми для дочерних объектов». Далее кнопки «ОК» и «ОК».

Переходим во временную папку, в которую был распакован архив FlashBootXP. Щелкаем правой кнопкой мыши на файле usbboot.reg. В открывшемся меню выбираем «Слияние».

Переходим опять в редактор реестра. Выбираем раздел HKEY_LOCAL_MACHINE\FlashUSB. В меню «Файл» выбираем «Выгрузить куст…». Закрываем редактор реестра.

Копируем файлы usb.inf, usbport.inf, usbstor.inf из временной папки в папку - Буква_флэшки\Windows\INF.

Вынимаем флэшку из компьютера.

Вставляем флэшку в компьютер массива. Включаем компьютер, грузимся с флешки («синий экран смерти» больше не появляется) и продолжаем установку до завершения.

Когда Windows XP закончит устанавливаться, завершаем установку драйверами для материнской платы.

По завершению установки отключаем CD-ROM. Может получиться так, что без CD-ROMa система не будет грузиться. Попробуйте подключить любой диск массива. Проблема должна исчезнуть.

Далее превращаем флешку в локальный жесткий диск.

Отрываем «Мой компьютер» – «Свойства» – Вкладка «Оборудование» - «Диспетчер устройств». В диспетчере устройств находим «Дисковые устройства». Раскрываем этот раздел. Находим в списке свою флешку. Двойной щелчок мыши на ней. В раскрывшемся окне выбираем закладку – «Сведения».

На данной вкладке щелчком мыши выделяем «Код устройства» и копируем его, т.к. записать его не всегда возможно, он бывает виден не весь, а передвинуть его для просмотра невозможно.

Берем драйвер от Hitachi Microdrive. Там два файла: cfadisk.inf и cfadisk.sys. Открываем файл cfadisk.inf своим любимым текстовым редактором. Находим следующие строки:

[cfadisk_device]

%Microdrive_devdesc% = cfadisk_install,USBSTOR\Disk&Ven_LEXAR&Prod_JD_LIGHTNING_II&Rev_1100

%Microdrive_devdesc% = cfadisk_install,USBSTOR\Disk&Ven_JetFlash&Prod_TS1GJF110&Rev_0.00

%Microdrive_devdesc% = cfadisk_install,USBSTOR\DISK&VEN_&PROD_USB_DISK_2.0&REV_P

В последней строке удаляем все, после – « %Microdrive_devdesc% = cfadisk_install, ». На освободившееся место вставляем ранее скопированный «Код устройства». Потом в этой строчке находим последний слеш « \ » и удаляем его и все, что расположено в этой строке до конца. Сохраняем файл.

Снова последовательность - «Мой компьютер» – «Свойства» – Вкладка «Оборудование» - «Диспетчер устройств». В диспетчере устройств находим «Дисковые устройства». Раскрываем этот раздел. Находим в списке свою флешку. Двойной щелчок мыши на ней. В раскрывшемся окне выбираем закладку – «Драйвер». Щелкаем по кнопке «Обновить».

В открывшемся окне выбираем чек-пойнт «Нет, не в этот раз». Щелкаем клавишу «Далее». Выбираем чек-пойнт «Установка из указанного места». Щелкаем клавишу «Далее». Выбираем чек-пойнт «Не выполнять поиск. Я сам выберу драйвер». Щелкаем клавишу «Далее». Щелкаем по клавише «Установить с диска». Щелкаем по клавише «Обзор» и раскрываем папку, где находится драйвер Hitachi Microdrive с модифицированным файлом cfadisk.inf. Указываем на этот файл и, не взирая на все протесты Windows о том, что этот драйвер не подходит, не прошел тестирование на совместимость и т.д., насильно устанавливаем драйвер.

Перезагружаем компьютер. Теперь флешка определяется, как обычный локальный диск.

Кстати, данный способ хорош для современных флешек емкостью от 4Гб и более. После этого их можно форматировать в любую файловую систему, поддерживаемую Windows, можно создать на флешке несколько разделов, а система NTFS позволяет преодолевать ограничения на размер одного файла в 2 Гб.

RAID-5 под WindowsXP (из-за чего все и затевалось)

Активация поддержки массивов RAID-5 в WindowsXP

В Windows XP существует поддержка массивов RAID-5, просто она не включена. Для активации этой функции необходимо проделать следующие телодвижения.

Вынуть флешку из массива и подключить к любому компьютеру с установленной Windows XP. Скопировать в любую временную папку следующие файлы:

  • Буква_флешки:\Windows\system32\drivers\dmboot.sys
  • Буква_флешки:\Windows\system32\dmconfig.dll
  • Буква_флешки:\Windows\system32\Dmadmin.exe

Любым HEX-редактором отредактировать эти файлы:

  • dmboot.sys

До редактирования:

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....

После редактирования:

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.......

  • dmconfig.dll

До редактирования:

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...

После редактирования:

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

  • Dmadmin.exe

До редактирования:

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

После редактирования:

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

Сохранить файлы и закрыть. Далее скопировать эти файлы из временной папки в следующие места на флешке:

  • dmboot.sys в windows\system32\drivers и windows\system32\dllcache;
  • dmconfig.dll в windows\system32 и windows\system32\dllcache;
  • dmadmin.exe в windows\system32 и windows\system32\dllcache

Вынуть флэшку из компьютера и подключить к массиву.

Создание массива RAID-5

Вставить на свои места все жесткие диски для создания массива. Включить компьютер и загрузиться с флешки.

Открываем «Панель управления» - «Администрирование» - «Управление компьютером» - «Управление дисками». Шелкаем правой кнопкой мыши на каждом диске, который будет входить в состав массива, выбираем «Преобразовать в динамический». Дожидаемся конца преобразования.

Далее выбираем «Создать том». Указываем в чек-пойнте - «RAID-5». Нажимаем кнопку «Далее». В следующем окне указываем все диски, которые будут входить в массив. Нажимаем кнопку «Далее».

Замечание: Размеры всех дисков в массиве обрежутся по диску минимального размера, входящего в массив, т.е., совсем не обязательно подбирать диски одинакового размера и одного производителя. Кстати, у меня на материнской плате диски подключены к трем микросхемам контроллеров жестких дисков разных фирм.

В следующем окне назначаем букву диска. Нажимаем «Далее». В следующем окне выбираем тип файловой системы – NTFS и отмечаем чек-пойнт «Быстрое форматирование». Нажимаем кнопку «Далее».

Как только процесс завершится, наступает счастье – массив RAID-5 почти готов к работе.

Окончательная доводка

Для окончательной доводки системы необходимо:

  • отключить файл подкачки;
  • изменить свойства корзины – «Уничтожать файлы сразу после удаления, не помещая их в корзину»;
  • отключить восстановление системы;
  • в «Диспетчере устройств», в свойствах флешки, во вкладке «Политика» выбрать чек-пойнт «Оптимизировать для выполнения».

Далее, воспользовавшись программой XPLite 1.7 Rus, нужна версия «Профессионал», удалить из Windows XP все лишние приложения и службы, оставив только дисковые и сетевые функции. Для удаленного управления массивом устанавливаем какую-нибудь программу для удаленного управления, например Radmin или что-нибудь подобное.

Теперь отключаем монитор, клавиатуру и мышь. Все.

Что мы с этого всего имеем

Стоимость массива

  • Процессор - INTEL Celeron-420, 1,6 Гц                                              - 930,00х1     = 930,00
  • Материнская плата ABIT AB9-PRO i965P ATX SATA                    - 3750,00х1   = 3750,00
  • Память DDR-2 PC667 1024 Мб                                                           - 750,00х1     =750,00
  • Жесткий диск Samsung 500Gb (16Mb) HD501LJ SATA-2 7200rpm - 2000,00х8   = 16000,00
  • Kingstone Flash-USB DataTraveler объемом 2 Гб                               - 230,00х1     = 230,00
  • Адаптер Wi-Fi D-Link DWA-520 PCI 802.11g                                   - 750,00х1     = 750,00
  • Блок питания FSP ATX-400 ATX (24pin) 400W                                - 950,00х1     = 950,00
  • Rack Mount SATA                                                                                 - 200,00х8     = 1600,00
  • Корпус                                                                                                    - халява
  •                                                                                                                 Итого:          = 24960,00

Получилось по моим подсчетам около 1000$. Стоимость хранения 1 Гб – около 7 рублей. Извините, я не посчитал стоимость Windows XP и затраты электроэнергии на функционирование массива. Можно попытаться еще больше минимизировать затраты на систему.

Если поискать в Интернете стоимость готовых решений такого объема, их стоимость просто ошеломляет.

Достоинства

  • Дешевизна;
  • Возможность увеличения объема массива до 7Тб, при использовании дисков объемом 1 ТБ;
  • Возможность использовать диски разных объемов (не менее минимального объема диска, уже имеющегося в массиве) и разных производителей;
  • При выходе из строя материнской платы или флешки можно легко поднять массив, проделав вышеописанные операции с новыми компонентами (только не надо создавать снова тома и преобразовывать диски в динамические, а перейдя в «Администрирование» - «Управление компьютером» - «Управление дисками», щелкнуть правой клавишей мыши на томе массива и выбрать «Импортировать» - все восстановится автоматически).
  • Простое управление доступом к массиву, основанное на механизмах Windows XP.

Недостатки

  • Шум от системы (но тут никуда не денешься при любом решении);
  • Низкая скорость записи (тут надо будет увеличивать мощность процессора).

Сейчас на массиве у меня хранится:

  • 1 450 фильмов с качеством HDTV, DVD и AVI;
  • более 11 000 моих фотографий в формате JPG;
  • более 12 000 музыкальных композиций в формате MP3;
  • 14 фильмов, отснятых мною;
  • библиотека из 9 500 книг в формате XML, CHM и TXT;
  • архив разнообразного программного обеспечения.

Все это у меня занимает около 2Тб. Место еще есть…

Автор: Дмитрий Сердюк
Источник: www.hardwareportal.ru

Ссылки по теме
Диагностика флэш-дисков
USB Flash-drive от Kingston и Transcend
Диски будущего
HDD будущего: перпендикулярная запись и не только
Будущее накопителей информации. Часть 1. Жесткие диски
Будущее накопителей информации. Часть 2. Ее величество оптика
Будущее накопителей информации. Часть 3. MEMS

Вся документация накопители

 

Компьютерная документация от А до Я - Главная

 

 
Интересное в сети

Печать брошюр калькулятор онлайн калькулятор wwprint.ru/brochures.

 
10 новых программ
CodeLobster PHP Edition 3.7.2
WinToFlash 0.7.0008
Free Video to Flash Converter 4.7.24
Total Commander v7.55
aTunes 2.0.1
Process Explorer v12.04
Backup42 v3.0
Predator 2.0.1
FastStone Image Viewer 4.1
Process Lasso 3.70.4
FastStone Image Viewer 4.0
Xion Audio Player 1.0.125
Notepad GNU v.2.2.8.7.7
K-Lite Codec Pack 5.3.0 Full


Наши сервисы
Рассылка новостей. Подпишитесь на рассылку сейчас и вы всегда будете в курсе последних событий в мире информационных технологий.
Новостные информеры. Поставьте наши информеры к себе и у вас на сайте появится дополнительный постоянно обновляемый раздел.
Добавление статей. Если вы являетесь автором статьи или обзора на тему ИТ присылайте материал нам, мы с удовольствием опубликуем его у себя на сайте.
Реклама на сайте. Размещая рекламу у нас, вы получите новых посетителей, которые могут стать вашими клиентами.
 
Это интересно
 

Copyright © CompDoc.Ru
При цитировании и перепечатке ссылка на www.compdoc.ru обязательна. Карта сайта.
 
Rambler's Top100