磁盤管理01

01.磁盤---硬盤
作用:存放數(shù)據(jù)(以二進(jìn)制方式管理數(shù)據(jù))

  1. 機(jī)械
  • 組成

    • 盤片<上面布滿磁性顆粒,存放數(shù)據(jù)>、
    • 磁頭臂<帶動(dòng)磁頭運(yùn)動(dòng)>、
    • 磁盤接口、
    • 主軸<帶動(dòng)盤片轉(zhuǎn)動(dòng)到磁頭下方,馬達(dá)電機(jī)及軸承在其下方>、
    • 讀/寫磁頭<負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀寫>、
    • 控制電路<控制硬盤速度,磁頭臂移動(dòng)>、
      [柱面為同一磁盤中所有盤片相同位置編號(hào)的磁道形成的一個(gè)圓柱,盤面上的同心圓為磁道,TPI:磁道密度,磁道上分為扇區(qū):512k,存放數(shù)據(jù)最小單位]
  • 機(jī)械磁盤工作方式:
    主軸帶動(dòng)盤片做圓周運(yùn)動(dòng),磁頭臂帶動(dòng)磁頭做直徑運(yùn)動(dòng)

  • 硬盤接口- SCSI協(xié)議
    主機(jī)與存儲(chǔ)磁盤通信的協(xié)議
    DAS使用SCSI協(xié)議實(shí)現(xiàn)主機(jī)服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備的互聯(lián)

SCsi-3架構(gòu)
物理層 定義信號(hào)傳輸方法和接口細(xì)節(jié)
傳輸層 定義各種相互通信協(xié)議
應(yīng)用層 定義各種指令集
  • 常用總線協(xié)議/硬盤類型

    • SCSI:小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口
    • 作用:主機(jī)與存儲(chǔ)之間通信(最多連接16個(gè)設(shè)備)
    • SCSI尋址:
      • 總線號(hào):區(qū)分不同SCSI總線
      • 設(shè)備ID號(hào):區(qū)分總線不同設(shè)備
      • 邏輯單元號(hào):設(shè)備中的子設(shè)備
  • ATA磁盤和SATA磁盤(ATA的升級(jí)版)

    • ATA:高級(jí)技術(shù)附加,一般稱IDE硬盤,以淘汰
    • SATA:目前主流磁盤,容量大,價(jià)格便宜 ,SAS的一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)
  • SAS(串行的SCSI協(xié)議)
    特點(diǎn):點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式,高帶寬,支持熱插拔

03.固態(tài)

04.I/O(input/output)
單個(gè)I/O:操作系統(tǒng)內(nèi)核發(fā)出一個(gè)I/O指令,控制磁盤控制器接到指令后,會(huì)給磁盤發(fā)送一個(gè)讀數(shù)指令,并同時(shí)將要讀取的數(shù)據(jù)塊地址傳送給磁盤,然后硬盤讀取數(shù)據(jù)傳送給控制器,并由控制器返回給操作系統(tǒng),完成I/O操作。

讀寫I/O:
寫磁盤為寫I/O,讀數(shù)據(jù)為讀I/O。

順序I/O模式/并發(fā)I/O模式:磁盤組一次能執(zhí)行的IO命令個(gè)數(shù)決定
隨機(jī)I/O操作:由當(dāng)次IO給出的扇區(qū)地址與上次IO結(jié)束的扇區(qū)地址相差是否較大覺定

05.硬盤性能
機(jī)械部件:影響存儲(chǔ)系統(tǒng)整體性能
磁盤服務(wù)時(shí)間:磁盤完成一個(gè)IO的總時(shí)間(尋道時(shí)間,旋轉(zhuǎn)時(shí)延,數(shù)據(jù)傳送時(shí)間)
完整的IO操作:
當(dāng)控制器對(duì)硬盤發(fā)出一個(gè)IO操作指令,磁盤的磁頭臂帶著讀寫磁頭離開著陸區(qū),然后移動(dòng)到要操作初始數(shù)據(jù)塊所在的磁道正上方,此過程為尋到時(shí)間,磁頭等到盤片旋轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)塊所在的扇區(qū)的正上方,此時(shí)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取,此過程為旋轉(zhuǎn)時(shí)間,然后讀取數(shù)據(jù),直到完成這次IO所操作的全部數(shù)據(jù),這個(gè)過程完成的時(shí)間為數(shù)據(jù)傳送時(shí)間。

06.IOPS
IO系統(tǒng)每秒執(zhí)行IO操作的次數(shù),衡量IO能力的參數(shù),

07.帶寬
磁盤在實(shí)際使用時(shí)從系統(tǒng)磁盤總線上流過的數(shù)據(jù)量,也稱磁盤的總傳輸速度
帶寬 = IOPS * IO大小

08.利用率和響應(yīng)時(shí)間

09.固態(tài)硬盤
使用flash顆粒存放數(shù)據(jù)
3種類型:

簡寫 名稱 容量 價(jià)格 可擦寫次數(shù)
SLC 單層式存儲(chǔ)單元 每個(gè)存儲(chǔ)單元cell只能存儲(chǔ)1bit數(shù)據(jù)
MLC 多層式存儲(chǔ)單元 2bit
TLC 三層式存儲(chǔ)單元 3bit
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