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磁盘历史和内外部物理结构介绍

蜜蜂点滴 2020-03-03
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一、磁盘的历史

    1956年9月IBM向世界展示第一台磁盘存储系统IBM 335 RAMAC;磁盘存储系统系统已经经历了近半个世纪的发展。经历了这么多年,磁盘的变化非常巨大,虽然最早的RAMAC容量只有5MB,然而却需要50个直接为24英寸的磁盘。而我们现在的一块容量高达1000GB的磁盘,仅仅需要3张磁盘片(还是一块3.5寸盘)即可。

1980年至今:

              体积更小,密度更改;

              速度更快,读写更灵敏的磁头,主轴转速更高

             容量更大,存储密度更高,介质更好

             使用更安全

二、系统硬盘层次

三、接口类型

IDE

SATA

SCSI

光纤FC

IDE接口磁盘早期多用于家用产品中,部分用于服务器,SCSI接口的磁盘早期则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA是种新生的磁盘接口类型,已经逐渐取代IDE及SCSI接口,在家市场和服务器市场都是逐渐流行的态势。

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(一块SSD和一块SATA)

单位价格购买磁盘容量:SATA>SAS>SSD

四、企业生产工作中磁盘选型

1、企业级SAS硬盘(默认):

    企业里常见的SAS硬盘是15000转/分(这里就是主轴的转数)。当前主流300G、600G、1000G,从具体的业务需求及性价比考虑:

    一般选6*300G,6*600G单盘容量不要太大,除非纯备份!

    用途:用于提供生产线上的普通对外提供服务的业务服务器:

例如:生产线上的数据库业务、存储业务、图片业务及相关高并发业务(web http,cache服务),总的来说:如果没有特殊业务需求,SAS磁盘是生产环境首选的磁盘配置。

给客户用,用SAS盘。

2、企业级SATA硬盘:

    企业级SATA硬盘,7200-10000转/分,常见的容量分为1T和2T、4T、6T优点是经济实惠,容量大,从具体的业务需求及性价比考虑,在工作中多用SATA磁盘做线下提供服务的数据存储或并发业务访问不是很大的业务应用,比如站点程序及数据库、图片的线下备份等。

    特性:容量性价比高,一般2T的SATA磁盘较佳。

    选择SATA理由:①没钱。②数量少,数据不需要给用户提供服务。③用于备份。

    磁盘选购小结:

    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成本思想:根据数据的访问热度,智能分析分层存储。SATA+SSD

五、企业故障案例

1、不要用SATA磁盘来做在线高并发服务的数据存储或数据库业务,这是血的教训。某公司采用SATA做数据库的存储盘,结果导致数据库连续宕机一个月。

原因:5台SATA盘,Raid5.

解决:重新买5台,把磁盘从SATA(Raid5)换成SAS(Raid10)

数据库集群,主库选择用SAS Raid10,从库SAS Raid0。当时数据库使用的引擎是MYISAM引擎,改为Innod。

2、SSD固态电子盘

    特点:容量小,价格贵,速度快。一般用于数据量小并且有超大规模高并发的业务(这不是唯一的办法,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)。

   百度、腾讯、360核心业务都会采用SSD磁盘,应用层也必须做各种缓存。如淘宝,某些业务可能会根据数据的热度来综合实验分层存储,以达到性价比最佳的情况。80G SSD+500GSATA。

3、淘宝网CDN缓存对象分级存储策略案例

    提出问题:

    在存储数据中,18KB以下的对象数量占数量的80%,而其存储量占总量不到40%;同时,80%经常被访问的对象所占用的存储空间不到总量的20%。

    分析问题:

    以上的问题意味着“热点数据”(即访问频次高的内容)需要更快的性能,而占的空间并不大,而“冷数据”(访问频次低的内容)所需存储量很大,对性能要求不需要高。

    解决问题:

    因此,服务器引入分层存储机制,单台服务器(实际会多台)的磁盘可由一块80GB的SSD磁盘和两块500GB的SATA盘组成。然后把“热数据”存放在SSD盘上,“冷数据”存放在SATA盘上,冷数据可以动态调度,从而兼顾性能,容量与成本。另:分层存储调度软件有淘宝开发。

   上面的策略是高效,低成本方案,这是我们运维工作需要重视的,实际工作中不可能不考虑成本,而无限制的去提升性能。


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