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  • 详细解释Basic disk和Dynamic disk

    千次阅读 2016-11-07 21:39:12
    (1)磁盘分类:basic disk (基本磁盘) 和 dynamic disk(动态磁盘) (2)区和卷:  partion(区),包括:primary partition (基本分区) and extend partition(扩展分区):Logi

    原文地址 http://ssheng.blog.sohu.com/158751893.html


    1. 名词翻译

    (1)磁盘分类:basic disk (基本磁盘) 和 dynamic disk(动态磁盘)

    (2)区和卷: 

    partion(区),包括:primary partition (基本分区) and extend partition(扩展分区):Logical drive (逻辑驱动)
    volume(卷),包括:Simple Volume 简单卷, Striped volume 带区卷,spanned vloume 跨区卷, mirror array 镜像卷,raid5卷 (redundant array of independent disk) 直译:独立磁盘冗余阵列

    2. 区别

    (1)基本磁盘(Basic Disks)
       基本磁盘是指包含具有Windows 2000和Windows NT所有版本所使用的主分区以及有逻辑驱动器的扩展分区。基本磁盘还可以包含利用Windows NT 4.0或更早版本所创建的卷、带区卷、镜像卷或R A I D - 5卷(又称为有奇偶检验的带区卷)。只要所使用的文件格式是一个可兼容的文件格式,基本磁盘就可以被Microsoft MS-DOS、Microsoft Windows 95、Microsoft Windows 98和Windows NT的所有版本访问。

       既然Windows 2000自动地将磁盘初始化成基本磁盘,那么用户就可以利用与Windows NT中相同的方法检修分区和卷故障。注意FAT32文件系统在Windows 2000中是一个新的文件系统。Windows NT中的磁盘故障检修工具很可能不识别FAT 3 2引导扇区,这也许会使格式化成FAT 3 2的卷出现问题。如果用户计算机中使用了FAT 3 2文件格式,请确保使用专为Windows 2000设计的识别FAT 3 2文件格式的磁盘故障检修工具。当硬件安装完成以后,新的磁盘或空白磁盘既可以初始化成基本磁盘,又可以初始化成动态磁盘。但是,要创建一个新的容错( fault-tolerant, FT)磁盘系统,用户必须将磁盘升级为动态磁盘。   

     (2)动态磁盘(Dynamic Disks)
      基本卷( basic volume)是指基本磁盘上的卷。基本卷包括主分区、扩展分区内的逻辑驱动器以及用Windows NT 4.0或更早版本所创建的卷、带区、镜像或R A I D - 5集。在动态磁盘上不能创建基本磁盘。

    注意只能在运行Windows 2000 Server的计算机上创建新的容错集,如镜像卷和R A I D - 5卷。在创建这些卷之前,必须将磁盘升级成动态磁盘。但是,用户可以使用一台运行Windows 2000 Professional的计算机在一台运行Windows 2000 Server的远程计算机上创建镜像卷和RAID-5卷。

    简单卷:单个磁盘
    带区卷:2-32个硬盘,每64K的块,均衡在各硬盘中,提高性能,不提供容错。
    跨区卷:2-32硬盘,依次写满各硬盘,不改变性能,不提供容错。
    镜像卷:2个硬盘,提供容错
    RAID5卷:3-32个硬盘,有容错功能的条带卷(奇偶校验)

    (3)你可以把一个基本磁盘转换成动态磁盘。但是你必须了解这并不是一个双向的过程。一旦你从基本磁盘变成了动态磁盘,除非你重新创建卷,否则你不能将它转变回去。

    注:升级前备份,必须由1MB未分配空间;动态降回基本则数据丢失

                   To Revert to a Basic Disk, All Data and Volumes Must be Removed

    (4) 两者之间最明显的不同在于操作系统支持。所有的Windows版本甚至DOS都支持基本磁盘,而对于动态磁盘则不是如此。只有Windows后期的版本,包括Windows 2000、Windows XP和Windows Server 2003支持动态磁盘。无论是基本磁盘还是动态磁盘,你都可以使用任何文件系统,包括FAT和NTFS。而且你可以在动态磁盘改变卷而不需要重启系统。


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  • 解决办法: 1、找到虚拟机所在的目录 将.vmx文件打开 将文件vmci0.present = "TRUE"改为vmci0.present = "FALSE" 2、删除以.lck为后缀名的文件夹 3、重新打开虚拟机 ...

    解决办法:

    1、找到虚拟机所在的目录

      将 .vmx文件打开

    将文件vmci0.present = "TRUE"改为 vmci0.present = "FALSE"

    2、删除以.lck为后缀名的文件夹

    3、重新打开虚拟机

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  • Ghost的Disk菜单下的子菜单项可以实现硬盘到硬盘的直接对拷(Disk-To Disk)、硬盘到镜像文件(Disk-To Image)、从镜像文件还原硬盘内容(Disk-From Image)。 在多台电脑的配置完全相同的情况下,我们可以...
     
    Ghost的Disk菜单下的子菜单项可以实现硬盘到硬盘的直接对拷(Disk-To Disk)、硬盘到镜像文件(Disk-To Image)、从镜像文件还原硬盘内容(Disk-From Image)。

    在多台电脑的配置完全相同的情况下,我们可以先在一台电脑上安装好操作系统及软件,然后用ghost的硬盘对拷功能将系统完整地“复制”一份到其它电脑,这样装操作系统可比传统方法快多了哦:)。

    Ghost的Disk菜单各项使用与Partition大同小异,而且使用也不是很多,在此就不赘述了。

    完全版:
    克隆软件Ghost初级使用教程

    一、什么是Ghost ?

    Ghost(幽灵)软件是美国赛门铁克公司推出的一款出色的硬盘备份还原工具,可以实现FAT16、FAT32、NTFS、OS2等多种硬盘分区格式的分区及硬盘的备份还原。俗称克隆软件。

    1、特点:既然称之为克隆软件,说明其Ghost的备份还原是以硬盘的扇区为单位进行的,也就是说可以将一个硬盘上的物理信息完整复制,而不仅仅是数据的简单复制;克隆人只能克隆躯体,但这个Ghost却能克隆系统中所有的东东,包括声音动画图像,连磁盘碎片都可以帮你复制,比克隆人还厉害哟:)。Ghost支持将分区或硬盘直接备份到一个扩展名为.gho的文件里(赛门铁克把这种文件称为镜像文件),也支持直接备份到另一个分区或硬盘里。

    2、运行ghost:至今为止,ghost只支持Dos的运行环境,这不能说不是一种遗憾:(。我们通常把ghost文件复制到启动软盘(U盘)里,也可将其刻录进启动光盘,用启动盘进入Dos环境后,在提示符下输入ghost,回车即可运行ghost,首先出现的是关于界面

    按任意键进入ghost操作界面,出现ghost菜单,主菜单共有4项,从下至上分别为Quit(退出)、Options(选项)、Peer to Peer(点对对,主要用于网络中)、Local(本地)。一般情况下我们只用到Local菜单项,其下有三个子项:Disk(硬盘备份与还原)、Partition(磁盘分区备份与还原)、 Check(硬盘检测),前两项功能是我们用得最多的,下面的操作讲解就是围绕这两项展开的。

    3、由于Ghost在备份还原是按扇区来进行复制,所以在操作时一定要小心,不要把目标盘(分区)弄错了,要不将目标盘(分区)的数据全部抹掉就很惨的……根本没有多少恢复的机会,所以一定要认真、细心!但你也不要太紧张,其实Ghost的使用很简单,弄懂那几个单词的意思你就会理解它的用法,加上认真的态度,你一定可以掌握它的!一起来吧:)

    二、 分区备份

    预备知识:认识单词
    Disk:不用我说你也知道,磁盘的意思;
    Partition:即分区,在操作系统里,每个硬盘盘符(C盘以后)对应着一个分区;
    Image:镜像,镜像是Ghost的一种存放硬盘或分区内容的文件格式,扩展名为.gho;
    To:到,在ghost里,简单理解to即为“备份到”的意思;
    From:从,在ghost里,简单理解from即为“从……还原”的意思。

    (一) Partition菜单简介

    其下有三个子菜单:
    To Partion:将一个分区(称源分区)直接复制到另一个分区(目标分区),注意操作时,目标分区空间不能小于源分区;
    To Image:将一个分区备份为一个镜像文件,注意存放镜像文件的分区不能比源分区小,最好是比源分区大;
    From Image:从镜像文件中恢复分区(将备份的分区还原)。

    (二) 分区镜像文件的制作

    1、 运行ghost后,用光标方向键将光标从“Local”经“Disk”、“Partition”移动到“To Image”菜单项上,然后按回车。

    2、 出现选择本地硬盘窗口,,再按回车键。

    3、 出现选择源分区窗口(源分区就是你要把它制作成镜像文件的那个分区)

    用上下光标键将蓝色光条定位到我们要制作镜像文件的分区上,按回车键确认我们要选择的源分区,再按一下Tab键将光标定位到OK键上(此时OK键变为白色),再按回车键。

    4、 进入镜像文件存储目录,默认存储目录是ghost文件所在的目录,在File name处输入镜像文件的文件名,也可带路径输入文件名(此时要保证输入的路径是存在的,否则会提示非法路径),如输入D:\sysbak\cwin98,表示将镜像文件cwin98.gho保存到D:\sysbak目录下,输好文件名后,再回车。

    5、 接着出现“是否要压缩镜像文件”窗口,有“No(不压缩)、Fast(快速压缩)、High(高压缩比压缩)”,压缩比越低,保存速度越快。一般选Fast即可,用向右光标方向键移动到Fast上,回车确定;

    6、 接着又出现一个提示窗口,用光标方向键移动到“Yes”上,回车确定。

    7、 Ghost开始制作镜像文件

    8、 建立镜像文件成功后,会出现提示创建成功窗口

    回车即可回到Ghost界面;

    9、 再按Q键,回车后即可退出ghost。

    至此,分区镜像文件制作完毕! 也蛮简单的嘛:)。

    三、 从镜像文件还原分区

    制作好镜像文件,我们就可以在系统崩溃后还原,这样又能恢复到制作镜像文件时的系统状态。下面介绍镜像文件的还原。

    (一)在DOS状态下,进入Ghost所在目录,输入Ghost回车,即可运行Ghost。

    (二)出现Ghost主菜单后,用光标方向键移动到菜单“Local-Partition-From Image”,然后回车。

    (三) 出现“镜像文件还原位置窗口”,在File name处输入镜像文件的完整路径及文件名(你也可以用光标方向键配合Tab键分别选择镜像文件所在路径、输入文件名,但比较麻烦),如d:\sysbak\cwin98.gho,再回车。

    (四) 出现从镜像文件中选择源分区窗口,直接回车。
    (五) 又出现选择本地硬盘窗口,再回车。

    (六) 出现选择从硬盘选择目标分区窗口,我们用光标键选择目标分区(即要还原到哪个分区),回车。

    (七) 出现提问窗口,选Yes回车确定,ghost开始还原分区信息。

    (八) 很快就还原完毕,出现还原完毕窗口,选Reset Computer回车重启电脑。


    现在就完成了分区的恢复,是不是很快呀:)。
    注意:选择目标分区时一定要注意选对,否则:(,后果是目标分区原来的数据将全部消失……

    四、 硬盘的备份及还原

    Ghost的Disk菜单下的子菜单项可以实现硬盘到硬盘的直接对拷(Disk-To Disk)、硬盘到镜像文件(Disk-To Image)、从镜像文件还原硬盘内容(Disk-From Image)。

    在多台电脑的配置完全相同的情况下,我们可以先在一台电脑上安装好操作系统及软件,然后用ghost的硬盘对拷功能将系统完整地“复制”一份到其它电脑,这样装操作系统可比传统方法快多了哦:)。

    Ghost的Disk菜单各项使用与Partition大同小异,而且使用也不是很多,在此就不赘述了。

    五、 Ghost使用方案

    1、最佳方案:完成操作系统及各种驱动的安装后,将常用的软件(如杀毒、媒体播放软件、office办公软件等)安装到系统所在盘,接着安装操作系统和常用软件的各种升级补丁,然后优化系统,最后你就可以用启动盘启动到Dos下做系统盘的克隆备份了,注意备份盘的大小不能小于系统盘!

    2、如果你因疏忽,在装好系统一段间后才想起要克隆备份,那也没关系,备份前你最好先将系统盘里的垃圾文件清除,注册表里的垃圾信息清除(推荐用Windows优化大师),然后整理系统盘磁盘碎片,整理完成后到Dos下进行克隆备份。

    3、什么情况下该恢复克隆备份?
    当你感觉系统运行缓慢时(此时多半是由于经常安装卸载软件,残留或误删了一些文件,导致系统紊乱)、系统崩溃时、中了比较难杀除的病毒时,你就要进行克隆还原了!有时如果长时间没整理磁盘碎片,你又不想花上半个小时甚至更长时间整理时,你也可以直接恢复克隆备份,这样比单纯整理磁盘碎片效果要好得多!

    4、最后强调:在备份还原时一定要注意选对目标硬盘或分区!
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  • 一. 硬盘接口类型 1. 并行接口还是串行接口 (1) 并行接口,指的是并行传输的接口,比如有0~9十个数字,用10条传输线,那么每根线只需要传输一位数字,即可完成。 从理论上看,并行传输效率很高,但是由于线路上的...

    一. 硬盘接口类型

    1. 并行接口还是串行接口

    (1) 并行接口,指的是并行传输的接口,比如有0~9十个数字,用10条传输线,那么每根线只需要传输一位数字,即可完成。
    从理论上看,并行传输效率很高,但是由于线路上的物理原因,它的传输频率不能太高,所以实际的传输速度并不和并行度成正比,甚至可能更差。

    (2) 串行接口,指的是串行传输的接口,同样是0~9十个数字,用1条传输线,那么需要传输10次,才可以完成。
    从理论上看,串行传输效率不高,但是由于它的数据准确性,高频率的支持,使得传输速度可以很高。

    (3) 并行连接线和串行连接线(IDE/SATA)

    2. 硬盘接口类型

    按硬盘接口协议/规范可以分为:ATA\SCSI\SSD。使用了某种接口的硬盘就称为XXX硬盘。

    2.1 ATA接口协议

    (1) IDE接口
    IDE接口也称为PATA(Parallel ATA)接口,也就是并行ATA接口。以前的PC机大多用的这种接口的硬盘。

    (2) SATA接口
    SATA(Serial ATA)接口,串行ATA接口,这类硬盘,转速通常不太高,容量大,目前PC机或者IOPS要求不是太高的存储多使用这种接口的硬盘。

    (3) IDE和SATA硬盘接口图示

    2.2 SCSI接口协议

    (1) SCSI接口
    通常所说的SCSI,是一种并行接口,早期的计算机外设(打印机,扫描仪等等),也大多使用这种接口。

    (2) SAS接口
    SAS(Serial SCSI)接口,串行SCSI接口,这类硬盘,转速高,IOPS高,适用于OLTP系统的存储。
    另外,SAS的接口技术已经可以兼容SATA,也就是说:如果主板上有个SAS接口,是可以接SATA硬盘的,但是反之不行。从图片上看,SAS和SATA接口有点相似。

    2.3SSD

    SSD的接口主要有SATA、mSATA、M.2、PCI-E这四种类型。

    SATA

    SATA接口目前仍然是电脑上最常见的接口。因此,不管是新组装电脑,还是升级电脑,SATA接口的SSD的兼容性和通用性都是最高的,极少会遇上不兼容或者不能安装的情况。通常来说,除了一些只支持M.2 SSD的超级本以外,其它所有的电脑都是支持SATA接口SSD的。

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    另外, SATA接口SSD的速度普遍为500MB/S左右,写入速度和随机读写速度对于大部分用户来说,都是绝对足够的。相比于传统的机械硬盘,足以极大地提升使用的体验。当然,如果你是对速度极端追求的极端发烧友,则可以选择M.2接口产品。

    mSATA接口

    mSATA是一种SSD在SATA协议时代小型化的产物。相比于常见的常规SATA接口SSD,mSATA接口SSD会小很多,也比较方便安装在笔记本等对空间要求比较苛刻的产品中。 

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    和常规版SATA产品一样,mSATA仍然还是SATA接口,它走得仍然是SATA通道,性能自然也差不多,读写速度在500MB/S左右。这里需要注意的是,mSATA和M.2接口会有点像,在选择之前,一定要仔细认清楚自己电脑插槽是否是mSATA接口,还是M.2接口。

    M.2接口

    M.2接口是SSD在小型化的过程中诞生的新一代接口,也是最为主打的一种接口。目前,一般的电脑主板和笔记本上都会预留有M.2接口。只是,在经过了多年的发展以后,M.2接口也拥有了多种规格,所以,在购买M.2接口SSD之前,请务必谨慎小心,避免出错。

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    当下,M.2接口主要可以从接口规格上和支持的通道上进行区分。从接口上来说,M.2主要有2242、2260、2280三种规格。一般而言,2242的SSD可以通过延长板在2260和2280的插槽上使用,2242和2260的SSD可以在2280的插槽上使用,至于2280的SSD就只能够在2280的插槽上使用了。 

    从通道上来说,M.2接口SSD主要有SATA通道版本以及PCI-E通道版本。SSD所走通道的不同,直接决定了SSD的最快速度。走SATA通道版本的SSD的读写速度为500MB/S左右,走PCI-E通道,特别是PCI-E 3.0X4通道的SSD的速度则能够达到上千MB/S,特别是支持NVMe的版本,甚至可以达到几千MB/S。 

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    目前,市场上M.2接口版本SSD占比最大的2280接口产品。2280接口产品主要有两种类型,一种走SATA通道,不支持NVMe,主要为一些价格比较低廉的笔记本在采用,速度500MB/S左右;一种走PCI-E通道,支持NVMe,速度极快,基本都能够达到1000MB/S以上。两种接口插槽并不互相兼容,购买之前要注意认清插槽按需选择。

    PCI-E接口

    目前,市面上还有一种PCI-E接口的SSD,它占用电脑主板上的PCI-E接口,走PCI-E通道,所以,这种产品的速度也非常快。

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    不过,由于它需要占用PCI-E接口(也就是显卡常用的接口),影响了显卡等其它PCI-E产品的拓展,所以,它的普及度自然不高。当然,如果你的电脑PCI-E接口富余的话,选择PCI-E接口SSD还是非常值得的,毕竟它的性能是非常好的。

    顺序读

    可以看到 在对4KB数据包进行连续读的情况下:

    SSD其速度可以达到404M/S,IOPS达到103K/S

    SAS其速度可以达到190M/S,IOPS达到41K/S

    SATA其速度可以达到124M/S,IOPS达到31K/S

    顺序读,SAS总体表现是SATA硬盘的1.5倍,SSD总体表现是SATA硬盘的4倍。

    顺序写

    同样的4KB数据包顺序写的情况下,

    SSD其速度可以达到592M/S,IOPS达到152K/S

    SAS其速度可以达到190M/S,IOPS达到36K/S

    SATA其速度可以达到118M/S,IOPS达到31K/S

    顺序写,SAS总体表现与SATA硬盘为相同数量级,而SSD整体超过SATA和SAS。

    随机读

    同样的4KB数据包随机读的情况下,

    SSD其速度可以达到505M/S,IOPS达到129K/S

    SAS其速度可以达到1784K/S,IOPS达到456/S

    SATA其速度可以达到466K/S,IOPS达到114/S

    随机读,SAS总体表现是SATA硬盘的4倍,SSD总体表现是SATA硬盘的一千多倍。

    随机写

    同样的4KB数据包随机写的情况下,

    SSD其速度可以达到549M/S,IOPS达到140K/S

    SAS其速度可以达到1950K/S,IOPS达到512/S

    SATA其速度可以达到548K/S,IOPS达到134/S

     

    IDE磁盘

    IDE(Integrated Drive Electronics), 本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,是一种硬盘的传输接口, 有另一个名称叫做ATA(Advanced Technology Attachment),指的是相同的东西 

    分别提供66MB/sec,100MB/sec以及133MB/sec的最大数据传输率。
    优点:

    自问世以来,一直以其价廉、稳定性好、标准化程度高等特点,深得广大中低端用户的青睐,甚至在某些高端应用领域,如服务器应用中也有一定的市场。
    缺点:

    随着CPU时钟频率和内存带宽的不断提升,其接口协议PATA(Paralle ATA)逐渐显现出不足来。传输速率会受到一定的限制。如果要提高传输的速率,那么传输的数据和信号往往会产生干扰,从而导致错误。 

    SATA磁盘

    SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘. SATA以它串行的数据发送方式得名。
    SATA II的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术
    NCQ技术不支持FAT文件系统,只支持NTFS文件系统 

    接口    速率(MbitPS=Mb)    速率(MbyetePS=MB)           
    SATA1.0    1.2G    150M/S
    SATA2.0    2.4G    300M/S
    SATA3.0    6G    750M/S

    SCSI磁盘

    SCSI英文全称:Small Computer System Interface,它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢,传输速率太低,因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。独立于系统总线工作.

    优点:

    系统占用率极低,转速快,传输率高.

    缺点:

    价格高、安装不便、还需要设置及其安装驱动程序,因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。

    SAS磁盘

    SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术。和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同
    SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容
    优点:

    和传统并行SCSI接口比较起来,SAS不仅在接口速度上得到显著提升(现在主流Ultra 320 SCSI速度为320MB/sec), 而且由于采用了串行线缆,不仅可以实现更长的连接距离,还能够提高抗干扰能力,并且这种细细的线缆还可以显著改善机箱内部的散热情况。

    缺点:

    硬盘、控制芯片种类少. 硬盘价格太贵. 比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘,SAS硬盘要贵了一倍还多。

    实际传输速度变化不大. SAS硬盘的接口速度并不代表数据传输速度,受到硬盘机械结构限制,现在SAS硬盘的机械结构和SCSI硬盘几乎一样。目前数据传输的瓶颈集中在由硬盘内部机械机构、硬盘存储技术、磁盘转速,所决定的硬盘内部数据传输速度,也就是80MBsec左右,SAS硬盘的性能提升不明显。

    虽然SAS接口服务器和SCSI接口产品在速度、稳定性上差不多,但目前的技术和产品都还不够成熟。

    FC

    光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。它以点对点(或是交换)的配置方式在系统之间采用了光缆连接。

    即, 硬盘本身是不具备FC接口的, 插硬盘的机柜上带有FC接口, 通过光纤与光纤交换机互联.

    SSD

    固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85℃)。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。目前由于成本较高,正在逐渐普及到DIY市场。 
     固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。

    (1)基于闪存的固态硬盘(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):

           采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。

           在基于闪存的固态硬盘中,存储单元又分为两类:SLC(Single Layer Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。

           SLC的特点是成本高、容量小、但是速度快,
           MLC的特点是容量大成本低,但是速度慢。 

    (2)基于DRAM的固态硬盘:

           采用DRAM作为存储介质,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。
     

    二 RAID

    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。

    组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)。在用户看起来,组成的磁盘组就像是一个硬盘,用户可以对它进行分区,格式化等等。总之,对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是,磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多,而且可以提供自动数据备份。数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后,利用备份信息可以使损坏数据得以恢复,从而保障了用户数据的安全性。

    虽然RAID包含多块硬盘,但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种:

    通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能;

    通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度;

    通过镜像或校验操作提供容错能力;

    最初开发RAID的主要目的是节省成本,当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显,但是 RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。

    RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种:NRAID,JBOD,RAID0,RAID1,RAID1+0,RAID3,RAID5等。目前经常使用的是RAID5和RAID(1+0)。

    磁盘阵列(Disk Array)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘的读写同步,减少错误,增加效率和可靠度的技术。磁盘阵列卡则是实现这一技术的硬件产品,磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。使用磁盘阵列卡服务器对磁盘的操作就直接通过阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。

    RAID技术的两大特点:一是速度、二是安全,由于这两项优点,RAID技术早期被应用于高级服务器中的SCSI接口的硬盘系统中,随着近年计算机技术的发展,PC机的CPU的速度已进入GHz 时代。IDE接口的硬盘也不甘落后,相继推出了ATA66和ATA100硬盘。这就使得RAID技术被应用于中低档甚至个人PC机上成为可能。RAID通常是由在硬盘阵列塔中的RAID控制器或电脑中的RAID卡来实现的。

    RAID技术主要包含RAID 0~RAID 7等数个规范,它们的侧重点各不相同,常见的规范有如下几种:

    RAID 0:连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余,因此并不能算是真正的RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此,RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

    RAID 1:它是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。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。

    RAID 0+1: 也被称为RAID 10标准,实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。

    RAID 2:将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,并使用称为“加重平均纠错码(海明码)”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。

    RAID 3:它同RAID 2非常类似,都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验,并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据;如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

    RAID 4:RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。

    RAID 5:RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。

    RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。

    RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。

    RAID 7:这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。除了以上的各种标准,我们可以如RAID 0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列,例如RAID 5+3(RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。

    开始时RAID方案主要针对SCSI硬盘系统,系统成本比较昂贵。1993年,HighPoint公司推出了第一款IDE-RAID控制芯片,能够利用相对廉价的IDE硬盘来组建RAID系统,从而大大降低了RAID的“门槛”。

    从此,个人用户也开始关注这项技术,因为硬盘是现代个人计算机中发展最为“缓慢”和最缺少安全性的设备,而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格。在花费相对较少的情况下,RAID技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性,现在个人电脑市场上的IDE-RAID控制芯片主要出自HighPoint和Promise公司,此外还有一部分来自AMI公司。

    面向个人用户的IDE-RAID芯片一般只提供了RAID 0、RAID 1和RAID 0+1(RAID 10)等RAID规范的支持,虽然它们在技术上无法与商用系统相提并论,但是对普通用户来说其提供的速度提升和安全保证已经足够了。

    随着硬盘接口传输率的不断提高,IDE-RAID芯片也不断地更新换代,芯片市场上的主流芯片已经全部支持ATA 100标准,而HighPoint公司新推出的HPT 372芯片和Promise最新的PDC20276芯片,甚至已经可以支持ATA 133标准的IDE硬盘。在主板厂商竞争加剧、个人电脑用户要求逐渐提高的今天,在主板上板载RAID芯片的厂商已经不在少数,用户完全可以不用购置RAID卡,直接组建自己的磁盘阵列,感受磁盘狂飙的速度

    三  存储方案

    随着主机、磁盘、网络等技术的发展,对于承载大量数据存储的服务器来说,服务器内置存储空间,或者说内置磁盘往往不足以满足存储需要。因此,在内置存储之外,服务器需要采用外置存储的方式扩展存储空间。存储技术经历了从基于服务器的存储(DAS),基于磁盘阵列的存储((SCSI)发展到基于网络的存储模式(NAS及SAN),在数据存储容量和读写速度上有较大幅度的提高。

    目前的外挂存储解决方案主要分为三种:
    (1) 直连式存储 (DAS:Direct Attached Storage)
    (2) 网络存储设备 (NAS:Network Attached Storage)
    (3) 存储网络 (SAN:Storage Area Network)
    存储方案内部使用的硬盘,多为SATA/SAS,追求高性能也用SSD,经过串联/RAID之后,对主机提供访问接口。

    DAS存储

    直接连接存储 (DAS:Direct Attached Storage),是指将存储设备通过SCSI接口或FC接口直接连接到一台计算机上。DAS不算是网络存储,因为只有它所挂载的主机才可访问它。
    也就是说,服务器发生故障时,连接在服务器上的DAS存储设备中的数据暂时不能被存取。

     

    DAS存储在中小企业应用中使用不少,因为廉价成本较低,存储系统被直连到应用的服务器中,在中小企业中,许多的数据应用是必须安装在直连的DAS存储器上。

    DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行,以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。

    直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SAS连接,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SAS通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SAS ID资源有限,能够建立的SAS通道连接有限。

    无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机,从而给企业带来经济损失,对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统,这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展,只能由原设备厂商提供,往往受原设备厂商限制。

    NAS存储

    网络连接存储 (NAS:Network Attached Storage),是指将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上。NAS有文件系统和IP地址,可以类似的理解为网上邻居的共享磁盘。

    NAS是文件级的存储方法,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。如今用户采用NAS较多的功能是用来文档共享、图片共享、电影共享等等,而且随着云计算的发展,一些NAS厂商也推出了云存储功能,大大方便了企业和个人用户的使用。

    NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内,同时NAS的应用非常灵活。

    但NAS有一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

    SAN存储

    存储区域网络(SAN:Storage Area Network),目前的SAN存储有2种:一是基于光纤通道的FC SAN;二是基于以太网的IP SAN(也就常说的iSCSI)。
    FC SAN通过光纤交换机连接到主机(HBA卡),也就是说可以连接到光纤交换机的主机都可以访问这个存储;
    iSCSI作为共享于以太网络上的存储则更类似于NAS。 

     

     

    SAN是一种以光纤通道(FiberChannel,FC)实现服务器和存储设备之间通讯的网络结构,其中的服务器和存储系统通过高带宽FC交换机(带宽达到4GB)相连,各应用工作站通过局域网访问服务器,各存储设备之间交换数据时可以不通过服务器,能有效减少大流量数据传输时发生的阻塞和冲突,较大程度减轻服务器承受的压力,具有很强的灵活性和伸缩性。在当今网络信息时代,SAN(存储区域网络)是存储领域近来十分引人注目的技术。它一方面能为网络上的应用系统提供丰富、快速、简便的存储资源;另一方面又能共享存储资源并对其实施集中管理,成为当今理想的存储管理和应用模式。其优点如下。

      1)高数据传输速度

      以光纤为接口的存储网络SAN可提供多路4Gbps连接的高扩展性、高性能的网络存储机构,光纤交换机、光纤存储阵列同时提供高吞吐量和更大的服务器扩展空间。如IBMDS48004GbpsSAN产品采用4Gbps技术性能数据,它可以提供最高1724MBps的吞吐量和最高575,000的IOPS。

      2)加强存储管理

      SAN存储网络实现一个存储系统、备份设备和服务器相互连接的架构,他们之间的数据不再在以太网络上流通,从而大大提高以太网络的性能,用户得以获得一个与服务器分开的存储管理理念,文件数据的复制、备份、恢复数据和安全的管理可以以中央的控制和管理手段进行,同时可把不同的存储池以网络方式连接,提供给用户以任何他们需要的方式访问需要的数据,可获得更高的数据安全性及完整性。       

     SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受现今主流的、基于SCSI存储结构的布局限制。特别重要的是,随着存储容量的爆炸性增长,SAN允许企业独立地增加它们的存储容量。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。

    因为SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。SAN方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。最后一点,光纤接口提供了10公里的连接长度,这使得实现物理上分离的、不在机房的存储变得非常容易。

    FC SAN设备

    IP SAN

    三种存储方案的比较,如图:

    1. DAS
    可作为本机的外挂硬盘,不过现在单块磁盘的空间已经很大,如果几个T的空间,直接在主机里插硬盘就可以实现了,不需要外挂。

    2. NAS
    由于它的文件系统特性,加上以太网网线传输,更像是我的电脑-网上邻居-共享磁盘,访问方式也是类似:\\NAS01\BACKUP\database_name.bak。更多的是作为文件共享、备份、归档所用,比如数据库的历史备份/异地备份文件。

    3. SAN
    FC SAN使用光纤传输,是一个高速的共享存储,数据库的任何东西都可以放在上面,还有就是在做集群时(failover clustering) 作为仲裁盘,合适做虚拟化项目和性能要求高的数据库存储;iSCSI的传输速率要低于FC SAN,目前在我们的环境中还没有直接使用iSCSI做数据库存储,通常是用在类似NAS的地方。

    DAS存储一般应用在中小企业,与计算机采用直连方式,NAS存储则通过以太网添加到计算机上,SAN存储则使用FC接口,提供性能更加的存储。NAS与NAS的主要区别体现在操作系统在什么位置,如下图所示。

    如今,随着移动计算时代的来临,更多的非结构化数据产生,这对NAS和SAN都是一个挑战,NAS+SAN将是未来主要的存储解决方案,也就是目前比较热门的统一存储。既然是一个集中化的磁盘阵列,那么就支持主机系统通过IP网络进行文件级别的数据访问,或通过光纤协议在SAN网络进行块级别的数据访问。同样,iSCSI亦是一种非常通用的IP协议,只是其提供块级别的数据访问。这种磁盘阵列配置多端口的存储控制器和一个管理接口,允许存储管理员按需创建存储池或空间,并将其提供给不同访问类型的主机系统。

    统一存储系统:前端主机接口可支持FC 8Gb、iSCSI 1Gb和iSCSI 10Gb,后端具备SAS 6Gb硬盘扩展接口,可支持SAS、SATA硬盘及SSD固态硬盘具备极佳的扩展能力。实现FC SAN与IP SAN、各类存储介质的完美融合,有效整合用户现有存储网络架构,实现高性能SAN网络的统一部署和集中管理,以适应业务和应用变化的动态需求。主机接口及硬盘接口均采用模块化设计,更换主机接口或硬盘扩展接口,无须更换固件,可大大简化升级维护的难度和工作量。

     

     

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