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