动态磁盘管理教案

磁盘管理 动态磁盘管理 【教学内容】 “动态磁盘管理” 《Windows Server 2003网络操作系统》第7章第2节 【教学目标】 1.​ 知识目标： ​ 了解RAID的概念； ​ 了解动态磁盘与基本磁盘相比的优越性； ​ 掌握动态磁盘的特点及管理方法； 2.​ 技能目标： ​ 掌握基本磁盘转换为动态磁盘的操作方法； ​ 掌握动态卷的创建过程和维护方法； 3. 发展目标： ​ 综合分析运用现有设备选定合适动态磁盘管理； 【重点难点】 重点： ​ 动态磁盘的卷分类及其特点； ​ 动态磁盘卷的创建方法； 难点： ​ 使学生掌握动态磁盘卷的创建过程； 【教学方法】 利用网络机房，使用多媒体课件教师讲授加演示，使学生更加直观和生动的明白所学的知识。 【教学资源】 多媒体机房、多媒体课件、虚拟机软件。 【教学时间】 2课时 【教学过程】 提问: 1、基本磁盘有哪些特点？ 2、专用服务器和普通PC的比较，展示IBM一款服务器和一台普通PC机的性能参数，特别是在硬盘的存储方面？ 学生回答，教师归纳：Windows Server 2003为我们提供了灵活的磁盘管理方式，我们可以通过将基本磁盘升级为动态磁盘来提高服务器性能或加强容错性。很多企业系统管理员由于经费不足，无法购买相关的硬件设备，通过使用Windows Server 2003，我们可以用内建的磁盘管理功能做到RAID0、RAID1和RAID5等阵列，也可通过将基本磁盘升级为动态磁盘使空间分配更加灵活。 导入新课：下面我们来了解RAID和动态磁盘； 新课讲解: 一、首先我们介绍“RAID的概念”： 廉价磁盘冗余阵列；简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。　　 虽然RAID包含多块硬盘，但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种： 通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能； 通过把数据分成多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度； 通过镜像或校验操作提供容错能力； 二、动态磁盘与基本磁盘相比的优越性 1.卷的数目不受限制 　　一块基本磁盘只能包含4个分区，它们是最多三个主分区和一个扩展分区，扩展分区可以包含数个逻辑盘。而动态磁盘没有卷数量的限制，只要磁盘空间允许，您可以在动态磁盘中任意建立卷。 2.可扩容 　　在基本磁盘中，分区是不可跨越磁盘的。然而，通过使用动态磁盘，我们可以将数块磁盘中的空余磁盘空间扩展到同一个卷中来增大卷的容量。 3.提高磁盘读写性能 　　基本磁盘的读写速度由硬件决定，不可能在不额外消费的情况下提升磁盘效率。我们可以在动态磁盘上创建带区卷来同时对多块磁盘进行读写，显著提升磁盘效率。 4.使用容错磁盘确保数据完整性 　　基本磁盘不可容错，如果没有及时备份而遭遇磁盘失败，会有极大的损失。我们可以在动态磁盘上创建镜像卷，所有内容自动实时被镜像到镜像磁盘中，即使遇到磁盘失败也不必担心数据损失了。我们还可以在动态磁盘上创建带有奇偶校验的带区卷，来保证提高性能的同时为磁盘添加容错性。 三、基本磁盘升级到动态磁盘的方法：（教师演示） 通过虚拟机软件，添加三块虚拟硬盘，启动后通过磁盘管理控制台，将他们转换成动态磁盘。 四、动态磁盘的介绍和管理 动态磁盘——动态磁盘是windows2000/2003所特有的磁盘管理方式，它可以实现许多基本磁盘不能实现的功能，如提高磁盘的访问速度、提供容错功能等。动态磁盘通过将磁盘划分为卷的方式来管理磁盘空间，卷的类型分：简单卷、带区卷、跨区卷、镜像卷和RAID-5卷 （1）​ 简单卷： 简单卷是在单独的动态磁盘中的一个卷，它与基本磁盘的分区较相似。但是它没有空间的限制以及数量的限制。当简单卷的空间不够用时，您也可以通过扩展卷来扩充其空间，而这丝毫不会影响其中的数据。 创建简单卷的方法：（教师演示） 扩展简单卷的方法：（教师演示） （二）跨区卷： 　　一个跨区卷是一个包含多块磁盘上的空间的卷（至少2块，最多32块磁盘），向跨区卷中存储数据信息的顺序是存满第一块磁盘再逐渐向后面的磁盘中存储。通过创建跨区卷，我们可以将多块物理磁盘中的空余空间分配成同一个卷，利用了资源。但是，跨区卷并不能提高性能或容错。 创建跨区卷的方法：（教师演示） （三）带区卷： 　　带区卷是由2个或多个磁盘中的空余空间组成的卷（至少2块，最多32块磁盘），在向带区卷中写入数据时，数据被分割成64KB的数据块，然后同时向阵列中的每一块磁盘写入不同的数据块。这个过程显著提高了磁盘效率和性能，但是，带区卷不提供容错性。 创建带区卷的方法：（教师演示） （四）镜像卷： 　　我们可以很简单地解释镜像卷为一个带有一份完全相同的副本的简单卷，它需要两块磁盘，一块存储运作中的数据，一块存储完全一样的那份副本，当一块磁盘失败时，另一块磁盘可以立即使用，避免了数据丢失。镜像卷提供了容错性，但是它不提供性能的优化。 创建镜像卷的方法：（教师演示） （五）RAID-5卷： 　　所谓RAID-5卷就是含有奇偶校验值的带区卷，Windows Server 2003为卷集中的每个一磁盘添加一个奇偶校验值，这样在确保了带区卷优越的性能同时，还提供了容错性。RAID5卷至少包含3块磁盘，最多32块，阵列中任意一块磁盘失败时，都可以由另两块磁盘中的信息做运算，并将失败的磁盘中的数据恢复。 创建RAID-5卷的方法：（教师演示） 五种卷的功能比较： 高性能 多磁盘 容错 简单卷 N N N 跨区卷 N Y N 带区卷 Y Y N 镜像卷 N Y Y RAID-5卷 Y Y Y 五、卷的修复：（教师演示） 1、镜像卷的修复 当组成镜像卷的所有磁盘中有一个磁盘损坏时，系统还是可以继续运行的，但此时，镜像卷已经失去容错功能，应尽快修复镜像卷。 修复步骤： （1）关闭计算机，将出现故障的那个磁盘从计算机中拔出 （2）将新的磁盘安装到计算机内 （3）重新开启计算机，运行计算机管理 （4）初始化新磁盘，并转换为动态磁盘 （5）右击“失败的重复”磁盘，选择“删除镜像”，选择标有“丢失”字样的磁盘 （6）右击标记为“丢失”磁盘，选择“删除磁盘”，将失败的磁盘删除 （7）利用未出现故障的磁盘重建镜像卷 2、RAID-5卷的修复 （1）关闭计算机，将出现故障的那个磁盘从计算机中拔出 （2）将新的磁盘安装到计算机内 （3）重新开启计算机，运行计算机管理 （4）初始化新磁盘，并转换为动态磁盘 （5）右击“失败的重复”磁盘，选择“修复卷”，选择用于替换失败磁盘的新磁盘 （6）系统会利用原RAID-5卷中其他正常磁盘的内容，将数据重建到新磁盘，恢复RAID-5卷 （7）右击标记为“丢失”磁盘，选择“删除磁盘”，将这个磁盘删除 课堂练习： 1、在虚拟机上添加3块虚拟硬盘，大小分别为2G、3G、4G。 2、初始化新添加的3块虚拟硬盘，并把它们从基本磁盘升级到动态磁盘。 3、在磁盘1上创建一个简单卷，大小为100MB，驱动器名为E，卷的文件系统格式为NTFS。 4、在磁盘1上扩展E卷，使其大小为200MB。 5、在磁盘2上扩展E卷，使其大小为400MB。 6、将磁盘1的150MB和磁盘2的300MB空间合并建立跨区卷F，并格式化为NTFS文件系统。 7、将磁盘1和磁盘2的200MB空间合并建立带区卷G，并格式化为NTFS文件系统。 8、在磁盘1上创建一个大小为200MB的简单卷H，并将它和磁盘2的未指派空间组合成一个镜像卷。 9、将磁盘1和磁盘2的300MB空间合并建立镜像卷I，并格式化为NTFS文件系统。 10、中断镜像卷H，再恢复镜像卷H。 11、删除镜像卷H在磁盘1上的镜像。 12、删除镜像卷I。 13、将磁盘1、磁盘2、磁盘3的300MB空间合并建立RAID-5卷J，并格式化为NTFS文件系统。 14、关闭虚拟机，删除磁盘2，再还原已损坏的镜像卷H和RAID-5卷J。 学生演示：学生演示上面的课堂练习；教师和其他同学观看，及时发现问题并解决问题； 课堂小结: 本讲主要学习了RAID的概念，通过动态磁盘和基本磁盘相比的优越性，重点学习了五种动态卷（简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID-5卷）的特点及创建方法；以及镜像卷和RAID-5卷的修复方法。 课后作业: 1、动态磁盘与基本磁盘相比的优越性有哪些？ 2、为什么带区卷比跨区卷能提供更好的性能？ 3、动态磁盘中的_________卷和_________卷具有容错能力，_________卷和_________卷具有较高的工作性能。 4、镜像卷的磁盘空间利用率是_________，RAID-5卷的磁盘空间利用率是_________。 5、带区卷又称为_________技术，RAID-1又称为_________卷，RAID-5又称为_________卷。