1.1,磁盘发展趋势和实现措施
发展趋势:体积更小、速度更快、容量更大、使用更安全
实现措施:存储密度更高、读写更灵敏的磁头,主轴转数更高,接口更先进、存储密度更高、介质更好、数据保持保护技术
1.2,企业生产环境主流磁盘的相关信息对比:
企业生产场景普及程度:SAS>SSD>SATA
单位容量对比性能和价格:SSD>SAS>SATA
单位价格购买磁盘容量:SATA>SAS>SSD
1.3,光纤通道
光纤通道是为在想服务器这样多的磁盘系统环境而设计,能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
特性:热插拔行、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
1.4,SSD磁盘
固态磁盘是由控制单元和存储单元组成,简单说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的磁盘,固态磁盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通磁盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通磁盘一致。目前适用于军事、网络监控、网络终端、导航设备等领域,成本较高。
固态磁盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。
基于闪存的固态磁盘采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。优点是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但使用年限不高,适合于个人用户使用。
1.5,SSD固态磁盘接口类型:
SATA接口:SATA SATA1 SATA2 SATA3.0
PATA(IDE接口):IDE44PIN IDE40PIN
PCI-E接口:mSATA PCIE(IDE)PCIE(SATA)ZIF:ZIF接口等
固态磁盘的优点:读取延迟小,碎片不影响读取时间,写入速度快,无噪音,发热量较低,无机械故障,工作温度范围更大,体积小重量轻,抗震动。
固态磁盘的缺点:成本高,容量低,易受外界影响,写入寿命有限,数据难以恢复,电池航程较短。
1.6,传统机械磁盘:容量大,价格低,随机存储一般,写入次数无限制,数据可以恢复,有工作噪音,防震较差,比较重。
总结:
固态盘的优势:随机存取速度,功耗,防震,重量方面优势很大,特别是存取性能。
固态盘的缺点:容量、价格、写入寿命、数据恢复难。
1.7,企业生产工作中磁盘的选型
当前服务器市场:主流磁盘为SAS、SATA、SSD硬盘。
磁盘选购小结:
a,线上的业务,用SAS磁盘。
b,线下的业务,用SATA磁盘,磁带库。
c,线上高并发、小容量的业务,SSD磁盘。
成本思想:根据数据的访问热度,只能分析分层存储,SSD+SATA。
2.1,磁盘的磁道
磁盘在格式化时被划分成许多同心圆,这些同心圆的轨迹叫做磁道,磁道由盘面从外向内一次从0开始顺序编号。
2.2,磁盘的柱面
一个磁盘所有的盘面上同一个半径相同的磁道的圆形轨迹从上到下一次组成一个圆柱体,每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。
2.2,磁盘的扇区
操作系统是以扇区为单位将信息存储在磁盘上的,一般情况下,每个扇区的大小时512字节。一个扇区主要有两部分内容:存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。
扇区的第一个主要部分是标识符,标识符就是扇区头标,包括组成扇区三维地址的三个数字:扇区所在的磁头(或磁面)、磁道(或柱面号)以及扇区在磁道上的位置即扇区号。
扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段,可分为数据和保护数据的纠错码(ECC)。在初始准备期间,计算机用512个虚拟信息字节和这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。
2.3,磁道柱面扇区总括
磁盘最基本的组成部分是由坚强的金属材料制成的涂以磁性介质的盘片(很多层),不同容量的磁盘的盘片数不等。
a,一块磁盘有2-14个盘片,每个盘片有两个面,每个面对应一个读写磁头,用磁头号来区分盘面,即盘面数就是磁头数,盘片数*2=磁头数(盘面数)
b,不同盘面的磁道被划分为多个扇形区域,每个区域就是一个扇区。
c,同一个盘面,以盘片中心为圆心,每个不同半径的圆形轨迹就是磁道。
d,不同盘面相同半径的磁道组成一个圆柱面就是柱面。
e,一个柱面包含多个磁道(这些磁道的半径相同),一个磁道包含多个扇区。
f,数据信息记录可表示为:某磁头,某磁道(柱面),某扇区。
fdisk -l是查看磁盘的
磁盘是机械师磁盘:
a,盘片的旋转靠马达带动主轴,机械运动
b,磁头的径向移动也是靠步进电机来完成的,也是机械运动
c,所有的磁头同时同向移动的
磁盘在读写数据时,尽可能让磁头不懂,或者少移动磁头就能读到更多或全部的数据。
机械磁盘读写磁盘数据的原理小结:
a,磁盘是按照柱面为单位读写数据的,即先读取同一个盘面的某一个磁道,读完之后,如果数据没有读完,磁头也不会切换其他的磁道,而是选择切换磁头,读取下一个盘面的相同半径的磁道,直到所有盘面的相同半径的磁道读取完成之后,如果数据还没有读写完成,才会切换其他不同半径的磁道,这个切换磁道的过程叫寻道。
b,不同磁头间的切换时电子切换,而不是磁道间的切换需要磁头做径向运动,这个径向运动需要步进电机调节,这个动作是机械的切换。
磁头寻道是机械运动,切换磁头是电子切换。