[if !supportLists]第一章 [endif]磁盤歷史和內外部物理結構介紹
[if !supportLists]1溶其、[endif]磁盤的歷史介紹
從1956年9月IBM向世界展示了第一臺磁盤存儲系統(tǒng)IBM 350 RAMAC至今钩杰，磁盤存儲系統(tǒng)已經經歷了近半個世紀的發(fā)展。經歷了這么多年洞翩，磁盤的變化非常巨大座舍。雖然最早的RAMAC容量只有5MB沮翔，然而卻需要使用50個直徑為24英寸的硬盤。而我們現(xiàn)在的一塊容量高達1000GB的磁盤曲秉，僅僅只需要三張磁盤片（還是一塊3.5寸盤）即可采蚀。
[if !supportLists]2、[endif]磁盤發(fā)展趨勢和實現(xiàn)措施
發(fā)展趨勢實現(xiàn)措施
體積更小存儲密度更高
速度更快讀寫更靈敏的磁頭承二，主軸轉數(shù)更高榆鼠，接口更先進
容量更大存儲密度更高、介質更好
使用更安全數(shù)據(jù)保持保護技術
第二章磁盤核心知識及數(shù)據(jù)讀寫原理
企業(yè)生產環(huán)境主流磁盤的相關信息對比：
?? 企業(yè)生產場景普及程度：SAS>SSD>SATA
?? 企業(yè)容量對比性能和價格：SSD>SAS>SATA（一塊SSD和一塊SATA）
?? 企業(yè)價格購買磁盤容量：SATA>SAS>SSD
2亥鸠、固態(tài)磁盤于傳統(tǒng)磁盤比較妆够，擁有以下缺點：
固態(tài)磁盤缺點缺點說明
成本高每單位容量價格是傳統(tǒng)磁盤的5~10倍，（基于內存）负蚊，甚至200~300倍（基于DRAM）神妹。
容量低目前固態(tài)磁盤最大容量遠低于傳統(tǒng)磁盤。（美國公司Foremay退出了EC188M系列固態(tài)盤2TB）盖桥。傳統(tǒng)磁盤的容量仍在迅速增長灾螃，據(jù)稱IBM已經測試過4TB的傳統(tǒng)硬盤题翻。
易受外界影響由于不像傳統(tǒng)磁盤那樣屏蔽于法拉第籠中揩徊，固態(tài)磁盤更易受到某些外界因素的不良影響。如斷電（基于DRAM的固態(tài)磁盤尤甚）嵌赠、磁場感染塑荒、靜電等。
寫入壽命有限寫入壽命有限（基于閃存）姜挺。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次齿税，特制的可達100萬到500萬次，然后整臺計算機壽命期內文件系統(tǒng)的某些部分（如文件分配表）的寫入次數(shù)仍將超過這一權限炊豪。特質的文件系統(tǒng)或者固件可以分擔寫入的位置凌箕，使固態(tài)磁盤的整體壽命達到20年以上拧篮。
數(shù)據(jù)難以恢復數(shù)據(jù)損壞后難以恢復。一旦在硬件上發(fā)生損壞牵舱，如果是傳統(tǒng)的磁盤或者磁帶存儲方式串绩，榮國數(shù)據(jù)恢復也許還能挽救一部分數(shù)據(jù)。但是如果是固態(tài)儲存芜壁，一旦芯片發(fā)生損壞礁凡，想要在碎成幾瓣或者被電流擊穿的芯片中找回數(shù)據(jù)那幾乎是不可能的。當然這種不足也是可以犧牲存儲空間來彌補的慧妄，主要用RAID
3顷牌、SSD固態(tài)粗盤與傳統(tǒng)機械磁盤優(yōu)劣勢對比：
項目固態(tài)磁盤傳統(tǒng)機械磁盤
容量較小大
價格高低
隨機存取極快一般
寫入次數(shù)SLC:10萬次?
? MLC:1萬次?
? 特制的可達到100-500W次
無限制
盤內陣列可極難
工作噪音無有
工作溫度極低較明顯
防震很好較差
數(shù)據(jù)恢復難可以
重量輕重
4、企業(yè)生產工作中磁盤的選型
磁盤：當前服務器市場：主流磁盤為SAS塞淹、SATA窟蓝、SSD硬盤。
[if !supportLists]（1）[endif]企業(yè)級SAS硬盤（默認）：
???? 企業(yè)里常見的SAS硬盤是15000轉/分（這里就是主軸的轉數(shù)）窖铡。當前主流300G疗锐、600G、1000G,從具體的業(yè)務需求及性價比考慮费彼，在工作中多用146G滑臊、300-600G的SAS硬盤，
???? 一般選6*300G,6*600G箍铲，單盤容量不要太大雇卷，除非純備份！
用途：用戶提供生產線上的普通對外提供服務的業(yè)務服務器
例如：生產線上的數(shù)據(jù)庫業(yè)務颠猴、存儲業(yè)務关划、圖片業(yè)務及相關高并發(fā)業(yè)務（web http,cache服務），總的來說翘瓮，如果沒有特殊業(yè)務需求贮折，SAS磁盤是生產環(huán)境首選的磁盤配置。
（2）[endif]企業(yè)級SATA硬盤：
???? 企業(yè)級SATA硬盤资盅，7200-10000轉/分调榄，常見的容量為1T和2T，4T呵扛，6T每庆，優(yōu)點是經濟實惠，
容量大今穿，從具體的業(yè)務需求及性價比考慮缤灵，老男孩老師在工作中多用SATA磁盤做線下不提供服務的數(shù)據(jù)存儲或者并發(fā)業(yè)務訪問不是很大的業(yè)務應用，比如站點程序及數(shù)據(jù)庫、圖片的線下備份等腮出。
???? 特性：容量性價比高帖鸦，一般2T的SATA磁盤較佳。
???? 選擇SATA理由：1胚嘲、沒錢富蓄。2、量少慢逾，不給用戶提供服務立倍。3、備份侣滩。
磁盤選購小結：
（1）[endif]線上的業(yè)務口注，用SAS磁盤。
（2）[endif]線下的業(yè)務君珠，用SATA磁盤寝志，磁帶庫。
（3）[endif]線上高并發(fā)策添、容量小的業(yè)務材部，SSD磁盤。
（4）[endif]成本思想：根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問熱度唯竹，只能分析分層存儲乐导。SATA+SSD
[if !supportLists]5、[endif]老男孩企業(yè)故障案例：
?? 不要用SATA磁盤來做在線高并發(fā)服務的數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)庫業(yè)務浸颓，這是血的教訓物臂。
?? 某公司采用SATA做數(shù)據(jù)庫的存儲盤，結果導致數(shù)據(jù)庫連續(xù)宕機一個月产上。
?? 5臺SATA盤RAID5棵磷。
?? 解決：重新買5臺，把磁盤動SATA（RAID5）換成SAS（RAID10）晋涣。
?? 數(shù)據(jù)庫集群仪媒。
[if !supportLists]1、[endif]主庫選擇用SAS RAID10谢鹊，從庫SAS Raid0算吩。
[if !supportLists]2、[endif]當數(shù)據(jù)庫使用的引擎是MyISAM引擎撇贺，改成Innodb引擎赌莺。
6冰抢、磁盤相關名詞說明
英文：漢語
Disk磁盤
Head磁頭
Sector扇區(qū)
Track磁道
Cylinder柱面
Units單元塊（一個柱面的大兴伤弧）
Block數(shù)據(jù)塊
Inode索引節(jié)點
7、磁盤及盤片結構
[if !vml]
[endif]
8挎扰、盤片示意圖
[if !vml]
[endif]
[if !supportLists]9翠订、[endif]磁盤的磁道
?? 磁盤在格式化時被劃分成許多同心圓巢音，這些同心圓的軌跡叫做磁道（Track）。磁道由盤面從外向內依次從0開始順序編號尽超。一塊磁盤大約有300~1024個磁道官撼。
[if !supportLists]10、[endif]磁盤的扇區(qū)
[if !vml]
[endif]
扇區(qū)的第一個主要部分是標識符似谁，標識符就是扇區(qū)頭標傲绣，包括組成扇區(qū)三位地址的三個數(shù)字，扇區(qū)所在的磁頭（或盤面）巩踏。磁道（或柱面號）以及扇區(qū)在磁道上的位置即扇區(qū)號秃诵，頭標中還包括一個字段，其中有顯示扇區(qū)是否能可靠存儲數(shù)據(jù)塞琼，或者是否以及發(fā)現(xiàn)某個故障因而不宜使用的標記菠净。有些磁盤控制器在扇區(qū)頭標中還記錄有指示字，可在原扇區(qū)出錯時指引磁盤轉到替換扇區(qū)或磁道彪杉。最后扇區(qū)頭標以循環(huán)冗余校驗（CRC）值作為結束毅往，以供控制器檢驗扇區(qū)頭標的讀出情況，確保準確無誤派近。
???? 扇區(qū)的第二個主要部分是存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段攀唯，可分為數(shù)據(jù)和保護數(shù)據(jù)的糾錯碼（ECC）。在初始準備期間渴丸，計算機用512個虛擬信息字節(jié)（實際數(shù)據(jù)的存放地）和與這些虛擬信息字節(jié)相應的ECC數(shù)字填入這個部分革答。
記憶要點：
（1）. 一塊磁盤有2-14個盤片，每個盤片有兩個面曙强，每個面對于一個讀寫磁頭残拐，用磁頭號來區(qū)分盤面，即盤面數(shù)就是磁頭數(shù)碟嘴。盤片數(shù)*2=磁頭數(shù)（盤面數(shù)）
（2）. 不同盤面的磁道被劃分為多個扇形區(qū)域溪食，每個區(qū)域就是一個扇區(qū)
（3）. 同一個盤面，以盤片中心為圓心娜扇，每個不同半徑的圓形軌跡就是一個磁道
（4）. 不同盤面相同半徑的磁道組成一個圓柱面就是柱面
（5）. 一個柱面包含多個磁道（這些磁道的半徑一樣）错沃，一個磁道包含多個扇區(qū)
（6）. 數(shù)據(jù)信息記錄可表示為：某磁頭，某磁道（柱面）雀瓢，某扇區(qū)枢析。
11、
[if !supportLists]（1）[endif]磁道的一句話概括定義
???? 磁道：每個盤面有兩個面刃麸，都可記錄信息醒叁。盤片表面以盤片中心為圓心，用于記錄數(shù)據(jù)的不同半徑的原型磁化軌跡就稱為磁道。磁化軌跡就是磁化區(qū)域把沼，是看不見的啊易。磁道看起來是一個平面圓周形。
[if !supportLists]（2）[endif]扇區(qū)的一句話概括定義
???? 扇區(qū)：盤面由圓心向四周畫直線饮睬，不同的磁道被直線分成許多扇形（弧形）的區(qū)域租谈，每個弧形的區(qū)域叫做扇區(qū)，每個扇區(qū)大小一般為512字節(jié)捆愁，扇區(qū)看起來就是圓弧或扇形割去。
[if !supportLists]（3）[endif]柱面的一句話概括定義
???? 柱面：磁盤中，不同的盤片（或盤面）相同半徑的磁道軌跡從上到下所組成的圓柱形區(qū)域就稱為柱面昼丑，柱面看起來是一個圓柱形劫拗。
12、磁盤是機械式磁盤：
（1）盤片的旋轉靠馬達帶動主軸矾克，機械運動页慷。
（2）磁頭的徑向移動也是靠步進電機來完成的，機械運動胁附。
（3）所有的磁頭同時同向移動的酒繁。
磁盤在讀寫數(shù)據(jù)是，盡可能讓磁頭不懂控妻，或少移動磁頭就能讀到更多或全部的數(shù)據(jù)州袒。
[if !supportLists]13、[endif]磁盤讀取原理：
[if !vml]
[endif]
[if !supportLists]14弓候、[endif]機械磁盤讀寫磁盤數(shù)據(jù)的原理小結：
[if !supportLists]（1）[endif]磁盤是按照柱面為單位讀寫數(shù)據(jù)的郎哭，即先讀取同一個盤面的某一個磁道，讀完之后菇存，如果數(shù)據(jù)沒有讀完夸研，磁頭也不會切換到其他的磁道，而是選擇切換磁頭依鸥，讀取下一個盤面的相同半徑的磁道亥至，知道所有盤面的相同半徑的磁道讀取完成會后，如果數(shù)據(jù)還沒有讀寫完成贱迟，才會切換其他不同半徑的磁道姐扮，這個切換磁道的過程稱為尋道。
[if !supportLists]（2）[endif]不同磁頭間的切換時電子切換衣吠，而不同磁道間的切換需要磁頭做徑向運動茶敏，這個徑向運動需要步進電機調節(jié)，這個動作是機械的切換缚俏。
?? 磁頭尋道是機械運動惊搏，切換磁頭是電子切換贮乳。
15、磁盤容量的計算：
512字節(jié)*每磁道扇區(qū)數(shù)=磁道大小
磁道大小*磁道數(shù)=盤面大小
盤面大小*磁頭數(shù)=磁盤容量
磁盤容量=512字節(jié)*每磁道扇區(qū)數(shù)*磁道數(shù)*磁頭數(shù)
柱面大小=磁道大小*磁頭數(shù)
磁道大小=521字節(jié)*沒磁道扇區(qū)數(shù)
磁盤容量=柱面大小*柱面數(shù)（磁道數(shù)）
磁盤容量=521字節(jié)*每磁道扇區(qū)數(shù)*柱面數(shù)（磁道數(shù)）*磁頭數(shù)
fdisk -l 查看磁盤對應的分區(qū)
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21.468
