day20-磁盘原理及企业应用

磁盘

作用：永久存放数据
发展趋势：

• 体积更小
• 速度更快
• 容量更大
• 使用更安全

磁盘的体系结构

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服务器场景：

• 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
• 单位价格购买磁盘容量：SATA>SAS>SSD

SSD硬盘

优点

启动快：没有电机加速旋转的过程
读取延迟小：不用磁头，快速读取，读延迟极小
碎片不影响读取时间:响度固定的读取时间
写入速度快：基于DRAM的固态磁盘写入速度极快
无噪音：没有机械马达和风扇
发热量低：
无机械故障：内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障
工作温度范围更大：
体积小重量轻：低容量的固态磁盘比相同磁盘体积小、重量轻。单这一优势随容量增大而减弱，直至256G，固态仍比相同容量的磁盘轻
抗震动：使数据更加安全地保存

缺点

成本高:每单位容量价格时传统磁盘的五倍到十倍（基于闪存）甚至200~300倍（基于DRAM）
容量低：目前固态磁盘最大容量远低于传统磁盘
易受外界影响
写入寿命有限
数据难以恢复

数据备份是运维的第一要务

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企业级SAS硬盘（首选）

• 满足容量的基础上尽量保持四块硬盘
• 给客户用SAS盘

企业级SATA盘

• 7200-10000转
• 容量大，便宜
• 作用 线下的备份(网站数据备份)

线上业务用SAS磁盘
线下业务用SATA磁盘
线上高并发、小容量业务 SSD磁盘
成本控制思想：根据访问热度，智能分析分层存储。SATA+SSD

企业故障案例

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来做数据库的存储盘，结果导致数据库连续宕机一个月。
5台SATA 盘Raid5
解决：重新购买5台服务器，把磁盘从SATA（raid5）换成SAS（raid10）
数据库集群
1.主库选择用SAS raid10 ，从库选择SAS raid5
2.当数据库使用的引擎是MyISAM引擎 ，改成Innodb 引擎

磁盘核心知识与数据读写原理

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磁道，在一个盘面上不同半径相同圆心的同心圆
柱面，不同盘面相同半径的磁道组成的
扇区，就是磁道上的一段圆弧固定大小512字节
1.标识符
2.存储数据的数据段

记忆要点：

 一块磁盘由2-14个盘片，没个盘片有两个面，每个面对应一个读写磁头，用磁头号来区分盘面，即盘面数就是磁头数，盘片数*2=磁头数
不同盘面的磁道被划分为多个扇形区域，每个区域就是一个扇区
 同一盘面，以盘片中心为圆心，每个不同半径的圆形轨迹就是一个磁道
不同盘面相同半径的磁道组成圆柱面就是柱面
一个柱面包含多个磁道（这些磁道的半径相同），一个磁道包含多个扇区
数据信息记录可表示为：某磁头，某磁道，某扇区

简单定义磁盘各个概念

• 磁道：每个盘片有两个面，都可记录信息。盘片表面以盘片中心为圆心，用于记录数据的不同半径的圆形磁化轨迹就称为磁道。磁化轨迹就是磁化区域，是看不见的。磁道看起来是个平面圆周形
• 扇区：盘面由圆心向四周画直线，不同的磁道被直线分成许多扇形的区域，每个户型的区域叫做扇区，每个扇区大小一般为512字节，三区看起来就是个圆弧或扇形
• 柱面：磁盘中，不同的盘片相同半径的磁道轨迹丛珊倒下所组成的圆柱型区域就成为柱面，柱面看起来是个圆柱形

磁盘容量的计算

512字节*每磁道扇区数=磁道大小
磁道大小*磁道数=磁盘大小
盘面大小*磁头数=磁盘容量
磁盘容量=512字节 *每磁道扇区数* 磁道数* 磁头数
磁盘容量=柱面大小*柱面数（磁道数）
柱面大小=磁道大小*磁头数
磁道大小=512字节*每磁道扇区数
磁盘容量=512字节*每磁道扇区数* 磁头数 *柱面数
SASTA盘做的机械运动

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磁盘读取数据

磁盘是按柱面读写数据的
一层柱面读完再读下一个柱面
避免切换磁道，切换磁道影响效率
切换磁头是电子切换