儲存的基本概念談

2021-06-07 06:51:42 字數 2169 閱讀 8105

公司資料庫使用的是san儲存,一般共享資料夾則使用的是cifs、nas;這二者的區別是什麼?

那麼從最底層往上看

1 磁碟

磁碟是最終儲存資料的物理介質,我們可以隨意的在教科書上找到磁碟的圖例。

磁碟盒子裡面裝著多張磁碟,磁碟可以旋轉。每個磁碟上都有乙個相應的磁頭,它也可以在磁碟上移動,俗稱漂移。

磁碟上的乙個圓周稱為磁軌,多個盤的同一圓周組成了圓柱。

把磁軌分割成等長的單位,也就是扇區,一般乙個扇區可以儲存512k的資料,俗稱,block,它是磁碟讀取資料最最小單位,這種按照塊了讀取資料的裝置稱之為塊裝置。

磁頭完成乙個圓柱的資料寫之後,通過「換道」;

在乙個硬碟盒子裡面多個磁頭一起讀寫,是不是代表者最大併發呢?

磁碟的外層是裝置控制器,它類似於乙個微cpu,引腳是連線著計算機主機板的控制匯流排、資料匯流排;

不同的磁碟裝置廠商在自己的裝置控制上定義了一套指令集合用於操作磁碟讀寫,為了能夠在不同的作業系統上使用,裝置廠商理所當然的是按照作業系統驅動程式的標準介面,

寫乙份針對於自己裝置的驅動程式,這樣作業系統上的使用者才可以透明的(部分裝置型別)的使用它。

磁碟讀取速率和什麼有關係呢?

磁碟的轉速和換道時間、io佇列演算法(比如連續來了三個io,1、3讀取第一磁軌,2讀取三磁軌,怎樣對著三個io排序)、是否有io讀寫快取(這可以放在作業系統層面上下工夫)

2 磁碟陣列

應用程式要使用的磁碟很多,乙個接乙個的掛上,將這批磁碟組合在一起使用,可有提高吞吐量、可以提高安全性,也就是raid0-7的各種組合型別。

raid0,主要是提高磁碟的讀寫吞吐量,同時向多個磁碟上讀寫資料,將磁碟按照條帶方式組合在一起

raid1,主要考慮的是安全性,同時向兩個盤上寫同樣的內容,乙個做映象

raidx,raid1太浪費空間了,於是乎做了一種位校驗的方式,資料存放在多個磁碟上,其中乙個存放校驗位

raid10 raid01也就是0、1的前後組合罷了

raid有軟體、硬體實現方式,軟體方式效率不高,並且作業系統必須按照在當磁碟上。硬體方式是在裝置控制器前面多做一層raid卡,有他來控制磁碟的讀寫

磁碟和cpu、記憶體的匯流排連線,是有多種介面的,主要的有ide、sata、scsi等

3 檔案系統

檔案系統是作業系統的一部分,是軟體層的內容,他定義了組織、管理資料的格式和通用方法。例如ext3檔案系統。他的控制範圍應該是兩層,一種是檔案系統的格式,定義了如何組織、存放、管理資料,第二層,也就是下一層,是基於通用的裝置讀取方法的,這部分由具體廠商的裝置驅動程式按照抽象的介面實現。

os按照好後,我們會將一組可讀寫的「區域」做成乙個卷,這個卷是邏輯的,你不知道它下面有多少個真正的磁碟,這裡成為logic volume

lv是從vg(volume group)中劃分出來的

一組vg又包括了多個pv(physical volume)。。

是不是有點暈了,好吧首先掛在了乙個硬碟,我們稱為裝置,這個裝置本身就是邏輯的,因為可能通過raid卡,最終組成部分是一堆磁碟。

我們把這個裝置簡稱乙個pv,再將pv劃到vg,在從vg裡面分出一點點lv,最後對lv進行磁碟格式化。

其實這裡根本就沒有談檔案系統,僅僅是說了下檔案系統和物理磁碟的些許關係。

4 儲存

到這裡貌似已經講得差不多了,其實不然。

隨後對海量儲存裝置需求,很快人們將儲存裝置與計算機本身分離了,將一大堆磁碟單獨放進了乙個櫃子裡面

最開始時將乙個線(ide、ata、scsi)直接掛到計算機裝置上,這種物理卷可以看做是本地卷

後來有了分布式的要求,在網路上實現資料儲存由此而誕生了兩種主要的儲存方式nas(cifs)、san

nas和san的根本性區別在於nas的檔案系統放在了儲存端,而san的放在了計算機端。

因此通訊協議上,一種是按照檔案單位進行訪問的,另一種則使用的是塊單位。

san使用的事fc協議,需要專有的交換機裝置和網絡卡介面卡,據說傳輸起來很快。

nas是依附在原有的tcp/ip協議上,所以具有良好的擴充套件性。

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