[计算机中级工公共基础知识]软考中级网络工程 知识点总结 1. 计算机硬件基础 1.11 磁盘

2022-11-08 14:58:16 阅读()公共基础知识
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内容体系


  • 数据的表示
  • 计算机系统的组成与体系结构
  • 存储系统
  • 可靠性

11 磁盘

IDE磁盘,是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,会产生干扰,速度很慢,已经不能满足硬盘发展的需要。

SATA硬盘,用于DIY市场较多。具有结构简单、支持热插拔的优点

SCSI硬盘,专门用于小型服务器开发的硬盘,硬盘本身的性能也比较高,硬盘转速快,缓存容量大,CPU占用率低,扩展性远优于IDE硬盘,并且支持热插拔

SAS硬盘,串行的SCSI硬盘,上下兼容SATA硬盘,采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间

SSD硬盘,使用寿命短,价格较高。少用于服务器。

RAID是英文(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。

RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从 RAID 0 到 7 八种基本的RAID 级别。

RAID0技术:应用Data striping技术,将所有硬盘构成一个磁盘阵列,可以同时对多个硬盘做读写动作。但是不具备备份容错能力,它价格便宜,磁盘使用效率最佳,写入速度快,但是可靠性差。

所需成员磁盘数

2个或者更多

优点

极高的磁盘读写效率

不存在校验,不会占用太多CPU资源

设计使用和配置比较简单


缺点

不能用于数据安全性要求高的环境

适用领域

视频生成和编辑、图像编辑

其他需要大的传输带宽操作

RAID1技术:通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。

所需成员磁盘数

2N个,N>=1

优点

具有100%数据冗余,提供较高的数据安全保障

理论上可以实现2倍的读取效率

设计和使用简单


缺点

花费大,空间利用率50%

在写性能方面提升不大

适用领域

财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境

RAID3技术:把数据分成多个“块”,按照一定的容错算法,存放在N+1个硬盘上,实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和,而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息,当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时,从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据,这样,仅使用这N个硬盘也可以带伤继续工作(如采集和回放素材),当更换一个新硬盘后,系统可以重新恢复完整的校验容错信息。由于在一个硬盘阵列中,多于一个硬盘同时出现故障率的几率很小,所以一般情况下,使用RAID3,安全性是可以得到保障的。

磁盘利用率=(n-1)/n

RAID5技术:采用分布式奇偶校验的数据分段技术,将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中,具有数据容错能力,可靠性好。

磁盘利用率=(n-1)/n

所需成员磁盘数

3个或更多

优点

读性能比较高

中等的写性能

校验信息的分布式存取,避免出现写操作的瓶颈


缺点

控制器设计复杂

磁盘重建的过程比较复杂

适用领域

文件服务器、email服务器、web服务器等环境

数据库应用

RAID6技术:是由一些大型企业提出的私有RAID级别标准,它的全称是“带有两个对立分布式校验方案的独立数据磁盘”。

磁盘利用率=(n-2)/n

RAID10技术:RAID1和RAID0结合,先镜像,再条带化。

所需成员磁盘数

2N个,(N>=2),最低为4个

优点

读性能高

写性能好

数据安全性好,允许同时有N个磁盘失效

缺点

空间利用率只有50%

适用领域

多用于对可用性和安全性要求比较高的应用

  • 热备盘
  • 预考贝
  • 失效重构
  • RAID状态

传统RAID→LUN虚拟化→块虚拟化

RAID2.0 优势:

  • 快速重构
  • 自动负载均衡
  • 系统性能提升
  • 自愈合


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