動態(tài)磁盤與基本磁盤的分析與比較

石利平

（廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州　510450）

動態(tài)磁盤與基本磁盤的分析與比較

石利平

（廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州510450）

現(xiàn)在不少計(jì)算機(jī)中的硬盤配置類型設(shè)置為動態(tài)磁盤，而通常使用的硬盤配置類型卻多為基本磁盤。本文從基本磁盤和動態(tài)磁盤的基本概念、基本磁盤分區(qū)類型、動態(tài)磁盤卷的類型、基本磁盤與動態(tài)磁盤兩者區(qū)別以及轉(zhuǎn)換等幾個(gè)方面，給出了基本磁盤和動態(tài)磁盤的應(yīng)用比較與分析，為日后的磁盤使用提供有益參考。

動態(tài)磁盤；基本磁盤；卷

0　引 言

基本磁盤和動態(tài)磁盤是Windows中的2種硬盤配置類型，都是磁盤的一種屬性。基本磁盤是大多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)的首選，該類型最易于管理?；敬疟P是以分區(qū)來劃分磁盤空間，只能將同一磁盤上的連續(xù)空間劃分為一個(gè)分區(qū)。動態(tài)磁盤常為Windows高級用戶和IT專業(yè)人員使用，主要為提高使用計(jì)算機(jī)中多個(gè)硬盤來管理數(shù)據(jù)的性能和可靠性。動態(tài)磁盤上沒有分區(qū)的概念，是以卷來劃分的，而且卷的組成是可以跨物理磁盤的。動態(tài)磁盤的一個(gè)卷可以跨越32個(gè)物理磁盤，這種功能非常適合服務(wù)器上使用。基本磁盤則可以通過Windows操作系統(tǒng)的磁盤管理器轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤。

1　基本磁盤及分區(qū)類型

基本磁盤使用主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯驅(qū)動器組織數(shù)據(jù)。在基本磁盤類型下，磁盤格式化的分區(qū)也稱為卷，磁盤的分區(qū)信息保存在硬盤的“分區(qū)表”中。磁盤的分區(qū)形式?jīng)Q定基本磁盤上可創(chuàng)建的分區(qū)數(shù)目。磁盤的分區(qū)形式分為主引導(dǎo)記錄（Master Boot Record，寫為MBR）分區(qū)表和GUID（Globally Unique Identifier Partition Table Format，縮寫為GPT）分區(qū)表。

MBR分區(qū)類型的磁盤，對應(yīng)的硬盤分區(qū)表僅有64個(gè)字節(jié)，由于每個(gè)分區(qū)信息需要16個(gè)字節(jié)，所以MBR型分區(qū)結(jié)構(gòu)的硬盤最多只能識別4個(gè)主要分區(qū)或3個(gè)主要分區(qū)及一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)。一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)理論上可以劃分為無數(shù)個(gè)邏輯分區(qū)，這也是擴(kuò)展分區(qū)與主要分區(qū)的區(qū)別?；敬疟P上的分區(qū)不能與其他分區(qū)共享或拆分?jǐn)?shù)據(jù)。如果磁盤容量超過2TB，就無法使用MBR方案。

GPT分區(qū)類型的磁盤，最多可創(chuàng)建128個(gè)主分區(qū)。GPT磁盤主分區(qū)已足夠使用，因而在GPT分區(qū)下不必再另行創(chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)或邏輯驅(qū)動器。GPT分區(qū)允許將主磁盤分區(qū)表和備份磁盤分區(qū)表用于冗余，支持2TB以上的大硬盤。

2　動態(tài)磁盤及其卷

動態(tài)磁盤是以＂卷＂命名各組成部分。動態(tài)磁盤和基本磁盤最本質(zhì)的區(qū)別在于動態(tài)磁盤可以擴(kuò)展到磁盤中包括不連續(xù)的磁盤空間，可以創(chuàng)建跨物理的卷，將幾個(gè)磁盤合為一個(gè)大卷。而基本磁盤只能在一個(gè)物理磁盤上創(chuàng)建分區(qū)。卷和分區(qū)最大差別是同一分區(qū)只能存在于一個(gè)物理磁盤上，而同一個(gè)卷可以跨越多達(dá)32個(gè)物理磁盤。卷的相關(guān)信息不存放在分區(qū)表中，而是存于卷上，可以被RAID容錯(cuò)系統(tǒng)復(fù)制到其他動態(tài)磁盤上，如此即提高了磁盤的容錯(cuò)能力。

動態(tài)硬盤分為簡單卷、跨區(qū)卷、帶區(qū)卷、鏡像卷、RAID-5卷。非服務(wù)器版本的操作系統(tǒng)下只能創(chuàng)建簡單卷、跨區(qū)卷、帶區(qū)卷這3種卷。鏡像卷和RAID-5卷專用于服務(wù)器類的操作系統(tǒng)下。下面則對各種類型卷展開詳細(xì)功能定義及解析。

2.1簡單卷

簡單卷是動態(tài)磁盤上最基本的動態(tài)卷類型，像基本磁盤上創(chuàng)建的分區(qū)一樣，簡單卷可以創(chuàng)建無數(shù)個(gè)，可以作為系統(tǒng)分區(qū)、也可以作為擴(kuò)展分區(qū)來使用。在工作時(shí)則就像是物理上的一個(gè)獨(dú)立單元，如果以后某個(gè)簡單卷的容量不夠用了，還能用跨區(qū)卷來對其進(jìn)行擴(kuò)容，且不會丟失數(shù)據(jù)。如果機(jī)器中只有一個(gè)動態(tài)磁盤，則只可以創(chuàng)建簡單卷。

2.2跨區(qū)卷

跨區(qū)卷是由多個(gè)磁盤的未分配空間合并得到的一個(gè)邏輯卷，這樣用戶可以更為有效地使用多個(gè)磁盤系統(tǒng)上的所有空間，各未分配空間區(qū)域大小可以不同?？鐓^(qū)卷可以理解為將多個(gè)動態(tài)磁盤的卷相加，產(chǎn)生一個(gè)更大的卷。可以由不是系統(tǒng)卷或引導(dǎo)卷的簡單卷來創(chuàng)建跨區(qū)卷。跨區(qū)卷的創(chuàng)建方法是，先將一個(gè)磁盤上未分配的空間全部分配跨區(qū)卷上，然后再將下一個(gè)磁盤未分配的空間全部分配到跨區(qū)卷上，直至該卷空間分配滿，具體相當(dāng)于將幾個(gè)動態(tài)卷連接起來?？鐓^(qū)卷的最顯著優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用磁盤空間，但也有著其相應(yīng)不足，就是跨區(qū)卷不具備容錯(cuò)能力。如果組成跨區(qū)卷中的任一硬盤發(fā)生了故障，保存在跨區(qū)卷中的數(shù)據(jù)就會丟失。

2.3帶區(qū)卷

2個(gè)或更多磁盤上的可用空間區(qū)域合并到一個(gè)邏輯卷即可創(chuàng)建帶區(qū)卷。系統(tǒng)是以64KB的數(shù)據(jù)小塊為單位交叉存儲到多個(gè)不同物理硬盤上的帶區(qū)卷中，這樣提高了磁盤讀寫性能。用于建立帶區(qū)卷的硬盤的速度最好相同，使用大小、型號和制造商相同的磁盤，這樣有利于提高帶區(qū)卷的讀寫速度，因?yàn)閹^(qū)卷的最終速度是以多個(gè)磁盤中速度最慢的作為基準(zhǔn)。帶區(qū)卷使用RAID-0，從而可以在多個(gè)磁盤上分布數(shù)據(jù)。帶區(qū)卷是Windows中性能最佳的可用卷，但不能被擴(kuò)展或鏡像，也不具備容錯(cuò)能力。當(dāng)帶區(qū)卷中的一個(gè)磁盤發(fā)生故障，整個(gè)卷都將無法工作，而且整個(gè)卷中的數(shù)據(jù)也會全部丟失，所以重要的數(shù)據(jù)最好不要存儲在帶區(qū)卷中。帶區(qū)卷是不可以擴(kuò)展的，簡單卷和跨區(qū)卷都可以擴(kuò)展。

2.4鏡像卷

鏡像卷是具有容錯(cuò)能力的動態(tài)卷。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理是使用卷的2個(gè)副本或鏡像復(fù)制存儲在卷上的數(shù)據(jù)，從而提供數(shù)據(jù)冗余性。存儲到鏡像卷上的所有數(shù)據(jù)都寫入到位于獨(dú)立的物理磁盤上的2個(gè)鏡像中。這樣寫入速度沒有變，但是讀取速度會加快，而且可靠性提高。當(dāng)其中一塊硬盤出現(xiàn)故障，用戶將對應(yīng)的鏡像卷中斷，使用另一個(gè)正常的鏡像卷成為具有獨(dú)立驅(qū)動器號的卷，因此系統(tǒng)則可使用未受影響的磁盤繼續(xù)操作；也可使用好的硬盤替換故障硬盤，而后從其它硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，由此而達(dá)到數(shù)據(jù)恢復(fù)目的。這種鏡像卷對硬盤空間的浪費(fèi)是最多的，達(dá)到了50%，即當(dāng)使用2塊容量一樣的硬盤組成的鏡像卷，最終的卷容量卻僅相當(dāng)于一個(gè)硬盤的容量。當(dāng)創(chuàng)建鏡像卷時(shí)，也最好使用大小、型號和制造商都相同的磁盤。目前，鏡像卷正廣泛應(yīng)用在還未使用硬件RAID的簡易服務(wù)系統(tǒng)中。

2.5RAID-5卷

該卷是一種容錯(cuò)卷，其原理復(fù)雜，這種卷的創(chuàng)建至少需要3個(gè)物理磁盤，數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)是間歇散布在RAID-5卷中。奇偶校驗(yàn)是一種計(jì)算值，用來在硬盤驅(qū)動器出現(xiàn)故障后重新構(gòu)造數(shù)據(jù)?？墒褂没谟布蜍浖慕鉀Q方案來創(chuàng)建RAID -5卷。一般情況下，基于硬件的RAID提供的性能比基于軟件的RAID要更顯優(yōu)越，這是因?yàn)榛谟布腞AID不會帶來系統(tǒng)處理器上的開銷。通常，RAID-5是通過硬件配置的，并且需要一個(gè)RAID硬盤驅(qū)動器控制器。RAID-5卷最多也不能超過32個(gè)硬盤，兼?zhèn)鋷^(qū)卷的高性能和鏡像卷的容錯(cuò)性。RAID-5卷不能包含根分區(qū)或系統(tǒng)分區(qū)。在正常操作中，RAID-5卷上的寫操作需要的內(nèi)存是讀取操作的3倍。當(dāng)RAID-5卷出現(xiàn)故障時(shí)，與發(fā)生故障之前相比，其讀操作至少要求3倍以上的內(nèi)存。這2種情況都是由奇偶校驗(yàn)計(jì)算引起的。但是，與鏡像卷相比，RAID-5卷的性價(jià)較高，而且能提供更好的讀性能。特別地，當(dāng)RAID-5卷中的硬盤數(shù)量越多時(shí)，冗余數(shù)據(jù)帶區(qū)的成本將越低。還需指出的是，如果物理磁盤的某一部分出現(xiàn)故障，RAID-5卷即可用余下的數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)重新創(chuàng)建磁盤上對應(yīng)故障那一部分?jǐn)?shù)據(jù)。

3　動態(tài)磁盤與基本磁盤的主要區(qū)別

3.1支持的系統(tǒng)

基本磁盤是從早期DOS系統(tǒng)開始就廣泛使用的一種磁盤類型，兼容性好，自MS-DOS以來的操作系統(tǒng)均支持基本磁盤。動態(tài)磁盤則是從Windows 2000起開始進(jìn)入使用，因而只有Windows 2000及其以后的操作系統(tǒng)才支持動態(tài)磁盤。

3.2兩者間的互換

在Windows操作系統(tǒng)的磁盤管理器中，可以將基本磁盤直接轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤，并且磁盤上原有數(shù)據(jù)不會受損，只是該過程在磁盤管理器中卻是不可逆的。若要使得Windows操作系統(tǒng)下動態(tài)磁盤轉(zhuǎn)回基本磁盤，則只有將全部數(shù)據(jù)另作拷貝，再刪除動態(tài)硬盤卷后才能真正實(shí)現(xiàn)。此外，也可使用第三方的磁盤工具軟件來獲得實(shí)現(xiàn)。

3.3磁盤容量更改

基本磁盤分區(qū)一旦創(chuàng)建，就無法更改分區(qū)容量大小，除非借助于特殊的磁盤工具軟件。動態(tài)磁盤卷的建立和容量改變均可以在不重新啟動的情況下進(jìn)行操作，且不會丟失數(shù)據(jù)。

3.4磁盤空間管理

基本磁盤只在同一磁盤上的連續(xù)空間才可分為一個(gè)區(qū)，分區(qū)最大的容量也就是磁盤的容量。動態(tài)磁盤可由磁盤中不連續(xù)的磁盤空間組成，也可以創(chuàng)建跨物理的卷，即將幾個(gè)磁盤合為一個(gè)大卷。

3.5動態(tài)硬盤卷集或分區(qū)個(gè)數(shù)

在一個(gè)磁盤上可創(chuàng)建動態(tài)磁盤的卷個(gè)數(shù)沒有限制。一個(gè)磁盤上基本磁盤的分區(qū)數(shù)與其分區(qū)類型有關(guān)。MBR分區(qū)類型的磁盤最多只能分為4個(gè)區(qū)，GPT分區(qū)磁盤理論上則可達(dá)128個(gè)區(qū)。

3.6磁盤配置信息的存放

基本磁盤配置信息存放在磁盤引導(dǎo)分區(qū)中，如果使用RAID容錯(cuò)功能，則保存在系統(tǒng)注冊表中。因此RAID磁盤移動到其他計(jì)算機(jī)上后，磁盤配置信息就會發(fā)生丟失。動態(tài)磁盤配置信息存放在磁盤上，這就使得可以由RAID容錯(cuò)系統(tǒng)復(fù)制到其他動態(tài)磁盤上，從而可以移動到其他計(jì)算機(jī)上繼續(xù)使用。

4　將基本磁盤轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤的方法

基本磁盤轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤的方法主要有2種，具體展示如下：

1）使用Windows磁盤管理器。在“磁盤管理”中，右鍵單擊要轉(zhuǎn)換的基本磁盤，在打開的快捷菜單中單擊“轉(zhuǎn)換為動態(tài)磁盤…”，而后依據(jù)窗口提示說明執(zhí)行操作。

Analysis and comparison of dynamic disk and basic disk

SHI Liping
（Guangdong Women’s Polytechnic College，Guangzhou 510450，China）

Now the computer＇s hard disk configuration type is often set as dynamic disk，and the commonly used hard disk configuration type is attributed to the basic disk.This paper gives the application analysis and comparison from the following aspects as the basic concepts of basic disk and dynamic disk，the basic disk partition type，the type of dynamic disk volume，as well as the difference and the conversion between the basic disk and the dynamic disk，and so on.The research provides a useful reference for disk usage in the future.

dynamic disks；basic disks；volumes

TP393.08

A

2095-2163（2016）03-0093-03

2016-05-09

石利平（1971-），女，碩士，講師，主要研究方向：計(jì)算機(jī)教育、計(jì)算機(jī)應(yīng)用。