linux_磁盘体系

未曾习艺先学礼,未曾学武先习德

       当今磁盘都是温室磁盘,原理是一样的,高速转动的的盘,磁头做径向运动

       当今磁盘的发展趋势: 体积更小、速度更快、容量更大、使用更安全

速度更快:

  1. 主轴转速: 10000/15000/M
  2. 接口: sata(家用) sas(企业) scsi/(淘汰) ide(淘汰)  FC/通道(高端服务器接口)

    比喻:

    sas 骡子, 新一代scsi技术,改善存储系统的效能、可用性和扩充性,支持热插拔

    sata 马

    scsi  驴

  3. 读取更灵敏的磁头

机械磁盘:

  SAS

  电机带动的磁盘,主流,服务器使用,内部为真空,一旦拆开,无法使用,由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成,利用特定的磁粒子的极性,电磁感应现象,形成脉冲信号,通过磁头进行寻道,盘片,是存放数据的

       磁盘主轴的转速是衡量磁盘读写性能的重要参数之一,如SAS/15000

       接口的决定性作用,影响读取效率,茶壶煮饺子

       抗震性较差

固态硬盘: 用固态电子存储芯片阵列而制成的磁盘

  SSD

      优点: 随机读取速度,功耗,防震,重量方面优势很大,特别是读取性能

  缺点: 容量、价格、写寿命,数据难以恢复

企业应用:

  1. SAS硬盘, 15000转/分,主流 300G、600G、1000G

              用途: 生产线上普通对外提供服务的业务服务器,一般选 6*300G, 6*600G

              生产线上的数据库业务、存储业务、图片业务、并发业务

  1. SATA 7200-10000 转/分, 常见容量为 1 T 和 2T,4T,6T,优点经济实惠

硬盘选择小结

  1. 线上业务,用SAS磁盘
  2. 线下业务,用SATA磁盘,磁带库
  3. 线上高并发、小容量的业务,SSD磁盘
  4. 思想: 根据数据的访问热度,智能分析分层存储, SATA + SSD

特别注意: 不要用SATA磁盘做在线高并发服务的数据存储或数据库业务

       企业血的教训: 某公司采用SATA做数据库的存储盘,导致数据库连续宕机一个月

       5台SATA盘RAID5

       解决: 重新买5台,把磁盘从SATA(RAID5) 换成SAS(RAID10)

  ssd固态电子盘,数据量小且并有超大规模高并发的业务,还可以通过磁盘加内存缓存的技术方式解决这个大规模并发的问题,如淘宝 80G SSD + 500G SATA

相关专业名词:

       Disk       磁盘

       Head      磁头

       Sector    扇区

       Track     磁道

       Cylinder 柱面

       Units      单元快

       Block      数据块

       Inode     索引节点

  一块磁盘,有一个或多个盘片,盘片逻辑上划分为磁道、柱面、以及扇区,磁盘不工作的时候,磁头靠近主轴接触盘片的表面,即线速度最小的地方,一块盘片两个面,盘面的个数等于磁头的个数

       0磁道非常重要,系统的引导程序就在0柱面0磁道1扇区的前446bytes,总共512bytes,剩余的空间存放分区表

       磁盘的盘面一般是用钕合金或玻璃做基片,盘面的面数等于磁头的个数

磁盘扇区,操作系统是以扇区为单位存储数据到磁盘上,每个扇区512bytes,存储数据的标识符和数据的内容

  盘面:

  

  扇面: 

  

  柱面:

  

总结:

       磁道: 磁盘上圆形轨迹

       扇区: 磁道上扇形轨迹

       柱面: 不同盘面,相同半径的磁道轨迹组成的圆柱

磁盘容量计算:

       盘面大小 = 磁道大小 * 磁道数量

       磁盘大小 = 盘面大小 * 磁头数

       磁盘大小 = 磁道大小(512字节*扇区数) * 磁道数量 * 磁头数

磁盘读写数据的原理:

       以柱面为单位进行数据的读取,假如有三块盘片,6个盘面,6个磁头,依次向下读取数据,当这个柱面读取完了,还是没取出数据,将不得不寻道,多个磁头都是同向同时位移到同一个半径的磁道,然而不同的磁头间的切换是电子切换,而磁道间切换是机械切换,做径向运动,效率低,读和写是一样的原理操作

相关命令:

fdisk -l    # 查看分区信息

free -m 查看内存使用情况

free -hm    # 以M为单位人性显示内存使用情况

# man free 查看帮助

  

  各字段对应的意思 

  

  1. linux系统特性是将不用的物理内存作为缓存区或缓冲区使用

  2. buffers 为写入缓冲区,sync将缓冲区数据写入磁盘

  3. 磁盘是机械的,无论是读取还是写入,都是很慢,所以读取和写入都是用了缓存技术

  4. 门户架构网站都会利用缓存技术,让用户写入读取尽可能不接触磁盘

sync       # 把 buffer 刷新写入磁盘,防止关机丢数据 

 

磁盘体系总结

  1. SSD用于相对小数据高并发业务,SAS磁盘15000转/分 应用于企业,磁盘大小为主流 300G 600G 1000G,SATA用于线下备份

  2. 磁盘的0柱面0磁道1扇区内容非常重要,保存着MBR引导信息占446bytes和磁盘分区表占64bytes

  3. 数据库服务使用SAS磁盘,做RAID10,安全且读写速度较快

  4. 利用缓存技术,将用户访问的数据放到内存中

  5. 用 sync命令清空文件系统缓冲区,强制写入磁盘,重启或关闭系统使用

  6. 磁盘读写是以柱面为单位,从开始写的柱面中一个磁道开始,一直往下,直至该柱面最后一个磁道写满了,然后寻道,重新开始以上步骤

  7. 系统读写数据以扇面为单位,一个扇面512k

原文地址:https://www.cnblogs.com/2bjiujiu/p/7954446.html