在嵌入式开发中，每天都在跟ROM/Flash、RAM/SDRAM打交道，还有那些默默无闻的片内SRAM和EEPROM。但是对SDR/DDR等概念的区分始终不是那么透彻，故网罗相关资料，系统整理了一下ROM/RAM等存储设备的概念。
 

 
 
1存储设备
 
 
 
1.1 存储设备概述
 
 
存储设备是用于储存信息的设备或设备。通常是将信息数字化后再以利用电、磁或光学等方式的媒体加以存储。
 
 
常见的存储设备有：（1）利用电能方式存储信息的设备如：各式存储器，如各式随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等；（2）利用磁能方式存储信息的设备如：硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器；（3）利用光学方式存储信息的设备如：CD或DVD；（4）利用磁光方式存储信息的设备如：MO（磁光盘）；（5）利用其他实体物如纸卡、纸带等存储信息的设备如：打孔卡、打孔带等。
 
 
具体驱动设备的例子如：磁带机 （magnetic tape machine）、软磁盘 （floppy diskette drive）、硬磁盘 （hard disk drive）、固态硬盘（Solid State Disk）、光盘机 （CD drive 或 DVD drive）、纸带穿孔与读取机 （punch-tape machine）。
 
 
1.2 主存储器和辅助存储器
 
 
存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器。由于寄存器和高速缓存一般是属于硬件配置范畴，故一般所说的主存储器主要是指内存，外部存储器主要是指硬盘（也称磁盘）。
 
 
内存的特点是存取速率快，一般用来存储运算时的数据。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能。我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。就好比在一个书房里，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存，而我们工作的办公桌就是内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上，当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。
 
 
1.3 随机存取和易失性
 
 
1.3.1随机存取
 
 
所谓“随机存取”，指的是当存储器中的信息被读取或写入时，所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的，读取或写入顺序访问（Sequential Access）存储设备中的信息时，其所需要的时间与位置就会有关系（如磁带）。
 
 
计算机的主存储器可以被随机的访问，典型的位置信息使用内存的物理地址，无论存储的内容怎么变化，物理地址是不变的。卷起的磁带没有地址定位，当我们想听某一首歌曲时，只能靠手工快进或倒带模糊定位。
 
 
1.3.2 易失性
 
 
内存一般为非永久性或易失性存储器（Volatile Memory），在断电的时候，将失去所存储的内容。内存储器的作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
 
 
外存储器是指除CPU寄存器、高速缓存和内存以外的存储器，此类存储器一般断电后仍然能保存数据。通常称这类存储器为永久性或非易失性存储器（Non-volatile Memory），常见的外储存器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
 
 
1.3.3 刷新
 
 
现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1（二进制），未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形，若不作特别处理，电荷会渐渐随时间流失而使数据发生错误。刷新是指重新为电容器充电，弥补流失了的电荷，需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。
 
 
 
 
 
2易失性存储器
 
 
 
易失性存储器（Volatile memory）是指当电流关掉后，所存储的数据便会消失的电脑存储器。
 
 
RAM（Random Access Memory，随机存取存储器），存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（Static RAM，SRAM)和动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM)。
 
 
2.1SRAM（Static RAM, 静态随机存取存储器）
 
 
SRAM中的每一bit存储在由4个场效应管（M1,M2, M3, M4）构成两个交叉耦合的反相器中。另外两个场效应管（M5, M6）是存储基本单元到用于读写的位线(Bit Line)的控制开关。所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持。然而，当电力供应停止时，SRAM储存的数据还是会消失。
 
 
SRAM易于控制，随机访问快速、功耗低（特别是在空闲状态），因此SRAM主要用于带宽要求高或者功耗要求低的场合。SRAM一般主要集成于芯片内：（1）作为微控制器的RAM或者L1 Cache（通常从32 B到128KB）；（2）作为强大的微处理器的主cache，如x86系列与许多其它CPU（从8 kiB到几百万字节的量级）；（3）作为寄存器（参见寄存器堆）；（4）用于特定的IC或ASIC（通常在几千字节量级），例如交换芯片PCU单元中的Rx/Tx FIFO缓存；（5）用于FPGA与CPLD；（6）LCD显示器或者打印机也通常用SRAM来缓存数据。
 
 
由于复杂的内部结构，SRAM比DRAM的占用面积更大，且SRAM比DRAM更为昂贵，因而不适合用于更高存储密度低成本的应用，如PC机内存。DRAM由于具有较低的单位容量价格，所以被大量的采用作为系统的主存。
 
 
2.2 DRAM（Dynamic RAM，动态随机存取存储器）
 
 
DRAM利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特（bit）是1还是0。由于在现实中电容会有漏电的现象，导致电位差不足而使记忆消失，因此除非电容经常周期性地充电刷新，否则无法确保记忆长存。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。相对来说，“静态”存储器（SRAM）只要存入数据后，纵使不刷新也不会丢失记忆。同SRAM，当电力供应停止时，DRAM存储的数据也会消失。
 
 
与SRAM相比，DRAM的优势在于结构简单——每一个比特的数据都只需一个电容跟一个晶体管来处理，相比之下在SRAM上一个比特通常需要六个晶体管。正因这缘故，DRAM拥有非常高的密度，单位体积的容量较高因此成本较低。但相反的，DRAM也有访问速度较慢，耗电量较大的缺点。由于DRAM的性价比很高，且扩展性也不错，是现今一般电脑主存的最主要部分。
 
 
2.3 SDRAM（Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器）
 
 
同步动态随机存取内存是有一个同步接口的动态随机存取内存（DRAM）。通常动态随机存取内存（DRAM）是有一个异步接口的，这样它可以随时响应控制输入的变化。而SDRAM有一个同步接口，在响应控制输入前会等待一个时钟信号，这样就能和计算机的系统总线同步。时钟被用来驱动一个有限状态机，对进入的指令进行流水线操作。这使得SDRAM与没有同步接口的异步RAM(Asynchronous DRAM)相比，可以有一个更复杂的操作模式。
 
 
传统的SDR（SDRAM）只能在信号的上升沿进行数据传输，而新一代DDR SDRAM却可以在信号的上升和下降沿都进行数据传输。所以DDR内存在每个时钟周期都可以完成两倍于SDRAM的数据传输量，这也是DDR的意义——Double Data Rate，双倍数据速率。
 
 
 
DDR SDRAM（Double-Data-Rate SDRAM，双倍数据率同步动态随机存取存储器）为具有双倍数据传输率的SDRAM，其数据传输速度为系统时钟频率之两倍，由于速度增加，其传输性能优于传统的SDRAM。DDRSDRAM在系统时脉的上升延和下降延都可以进行数据传输。
 
 
DDR2 SDRAM（Double-Data-Rate Two SDRAM，第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器），是一种电脑存储器规格。它属于SDRAM家族的存储器产品，提供了相较于DDR SDRAM更高的运行性能与更低的电压，是DDR SDRAM（双倍数据率同步动态随机存取存储器）的后继者（增加至四倍），也是现时流行的存储器产品。
 
 
DDR3 SDRAM（Double-Data-Rate Three SDRAM，第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器），是一种电脑存储器规格。它属于SDRAM家族的存储器产品，提供了相较于DDR2 SDRAM更高KSEG0的运行性能与更低的电压，是DDR2 SDRAM（四倍数据率同步动态随机存取存储器）的后继者（增加至八倍），也是现时流行的存储器产品。
 
 
目前DDR3内存在DRAM领域占据了85%到90%的份额，DDR4内存的标准规范已经制定完成，三星、海力士等也早都陆续完成了样品，预计到2014年才会正式登场亮相，并在不久的将来普及成为新的主流规格。
 
 
需要指明的是SDRAM在加电后，并不能立即使用，需要进行初始化，设置好参数才能保存数据。SDRAM还需设置内存的刷新时间，如果设置时间不对，就不能保存数据了。
 
 
 
 
 
3非易失性存储器
 
 
 
非易失性存储器中，依存储器内的数据是否能在使用电脑时随时改写为标准，可分为二大类产品，即ROM和Flash memory。
 
 
3.1 ROM（Read Only Memory，只读存储器）
 
 
常用于存储各种固定程序和数据，一般在出厂时经特殊的工序将资料烧录其中（program written when manufactured），在系统停止供电的时候仍然可以保持数据。ROM中的内容只能读不能改写，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误，则只有舍弃不用。
 
 
PROM（Programmable ROM，可编程程序只读内存），内部有行列式的镕丝，是需要利用电流将其烧断，写入所需的资料（programmed after manufacture），但仅能写录一次。PROM在出厂时，存储的内容全为1，用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中的部分单元写入1)， 以实现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”。
 
 
EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM），芯片可重复擦除和写入，解决了ROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据（erased with UV light），完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020(8*256K）是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。
 
 
EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程（重写）。当计算机在使用的时候是可频繁地对EEPROM进行重编程，但EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。EEPROM是一种特殊形式的闪存，其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。EEPROM一般用于即插即用（Plug & Play），常用在接口卡中，用来存放硬件设置数据。
 
 
不像EPROM芯片，EEPROM不需从计算机中取出即可修改，只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容。不必将资料全部洗掉才能写入，而且是以Byte为最小修改单位，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。由于EEPROM的优秀性能，以及在联机操作的便利，它被广泛用于需要经常擦除的BIOS芯片以及闪存芯片，并逐步替代部分有断电保留需要的RAM芯片，甚至取代部份的硬盘功能（见固态硬盘）。它与高速RAM成为当前最常用且发展最快的两种存储技术。例如，厂家在出厂前把所有内存配置信息写到一个EEPROM里，让BIOS启动时通过I2C总线去读取内存条上的EEPROM参数，然后对内存进行初始化。
 
 
既然PROM、EPROM、EEPROM都是可编程的，但是为什么还称之为只读（Read Only）呢？ 这个可能是指不能像访问主存那样被CPU按地址直接改写，而是要通过一定的电光手段才能擦除改写。
 
 
3.2 Flash
 
 
NVRAM（Non-Volatile RAM），即非易失性存储器，指广义上断电后仍能保持数据的存储设备。在多种NVRAM中，以闪存技术最为引人注目。
 
 
 
快闪存储器（Flash Memory）简称“闪存”，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据，同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。闪存的每一个记忆胞都具有一个“控制闸”与“浮动闸”，利用高电场改变浮动闸的临限电压即可进行编程动作。
 
 
在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM/EEPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM/EEPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。
 
 
闪存属于EEPROM的改进产品，EEPROM可以一次只擦除一个字节(Byte)，但闪存的存储体通常被组织成块（Block），向闪存地址写之前要先擦除掉该地址的内容，并且对闪存的擦除粒度是单个块(Block)。
 
 
闪存芯片有两种形式：NOR和NAND。NOR（或非）用于存储嵌入式设备上的固件映象（firmware image），而NAND（与非）用作大容量、高密度、廉价的、但有瑕疵的存储器，通常是固态大容量存储介质，如USB笔驱动器和DOM。
 
 
NOR闪存芯片通过与通常RAM类似的地址线和数据线连接到处理器，可以像访问SDRAM一样，按照数据/地址总线直接访问。但NAND闪存芯片是通过I/O和控制线与设备连接的，只有8位/16位/32位甚至更多位宽的总线，每次访问都要将长地址分为几部分，一点点的分布传入才能访问NAND Flash。
 
 
3.2.1 NOR FLASH: （任意地址读数据，但按扇区写数据即扇区擦除）
 
 
NOR Flash属于芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，应用程序可以直接在其中运行，故一般用于存储嵌入式设备的启动代码。SoC复位后，bootstrap微码会自动将指令指针指向NOR Flash的零地址（after-reset starting point），开始执行这个地址所包含的指令。但是存放在ROM/Flash中的数据不能直接被修改，一般还是要将相应代码拷贝重定位到RAM中执行。
 
 
NOR Flash根据外部接口分为普通接口和SPI接口。普通接口的NOR Flash，多数支持CFI接口，所以一般也叫做CFI接口。CFI接口，相对于串口的SPI来说，也被称为并行（Parallel）接口。
 
 
普通的parallel/CFI/JEDEC接口的的Nor Flash的针脚比较多，芯片比较大。之所有会有SPI接口的，主要是相对CFI/Parallel的NOR Flash可以减少针脚数目，减少芯片封装大小，采用了SPI后的NOR Flash，针脚只有8个。
 
 
SPI Nor Flash每次传输一个bit位的数据，ParallelNor Flash每次传输多个bit位的数据（有x8和x16bit两种）。SPI Nor Flash比parallel便宜，接口简单点，但速度慢。
 
 
一般SoC芯片提供boot sel pin，供用户选择存储引导程序的Flash的类型。
 
 
3.2.2 NAND FLASH:（按扇区读数据，按扇区写数据即扇区擦除）
 
 
NAND闪存芯片与NOR不同，它们不是通过数据线和地址线连接到CPU的，而是通过一个称为NAND闪存控制器的特别电子元件与CPU对接的，许多嵌入式处理器集成了NAND控制器。因此，在NAND闪存上的代码不能直接执行，必须先复制到RAM才能执行。
 
 
NAND技术用在USB笔驱动器、DOM、CF内存卡和SD/MMC卡等设备中，模拟标准存储接口，比如基于NAND闪存的SCSI或IDE。一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息；而大容量的用NAND FLASH，最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的“闪盘”。
 
 
3.2.3 SD Card
 
 
SD Card（Secure Digital Card），直译成汉语就是“安全数字卡”。它是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，被广泛地应用于便携式装置上，例如智能手机、个人数码助理（PDA） 、数码相机和多媒体播放器（MP3、MP4）等。
 
 
SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。SD卡在24mm×32mm×2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC（Multilevel Cell）技术和Toshiba（东芝）0.16u及0.13u的NAND技术，通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任何移动部分，所以不用担心机械运动的损坏。
 
 
 
 
 
4 CMOS/BIOS
 
 
 
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。在计算机领域，CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片，因为可读写的特性，所以用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的，一般都有128~256字节的容量。CMOS RAM芯片由系统通过一块后备电池供电，因此无论是在关机状态中，还是遇到系统掉电情况，CMOS信息都不会丢失。
 
 
BIOS（Basic Input Output System），直译就是“基本输入输出系统”。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM（EPROM或EEPROM）芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。
 
 
主板上的BIOS芯片或许是主板上唯一贴有标签的芯片，一般它是一块32针的双列直插式的集成电路，上面印有"BIOS"字样。CMOS芯片通常都集成在主板的BIOS芯片里面，所以主板上一般看不到CMOS芯片，只能看到BIOS芯片。通过BIOS程序对电脑硬件进行设置，设置好的参数放在CMOS芯片里面。
 
 
新型计算机主板都采用Flash BIOS，使用相应的升级软件就可进行升级，Flash BIOS升级需要两个软件：一个是新版本BIOS的数据文件（需要到Internet网上去下载）；一个是BIOS刷新程序（一般在主板的配套光盘上可以找到，也可到Internet网上去下载）。
 
 
 
 
 
参考：
 
 
 
《RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之一》
 
 
《RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之二》
 
 
《RAM,SRAM,SDRAM工作原理 之三》
 
 
《DRAM, SRAM, SDRAM的关系与区别》
 
 
《SDR和DDR SDRAM的初始化操作》
 
 
《NVRAM 和 flash的区别》
 
 
《Is eepromand cmos the same?》
 
 
《spi flash、nor flash 、nand flash》
 
 
《路由器的内存和作用》
 
 
《编写uboot下Nor Flash驱动的注意事项》
 
 
《Flash》
 
 

 磁盘阵列是最常用的存储设备，从最简单的单控磁盘阵列到复杂的矩阵交换结构的多控阵列，可以满足不同级别的应用需求。单控磁盘阵列组成比较简单，其核心是一个RAID控制器，一个机柜中可以配置十多块磁盘，通过RAID控制器实现RAID功能。这种磁盘阵列通常会支持逻辑卷管理的功能，可以将RAID设备池化，然后根据应用需求导出不同的LUN设备。在导出协议这一块，通常会采用ISCSI协议，满足低端IPSAN的应用需求。
 

  
 

 单控磁盘阵列的最大优势是成本低，但是可靠性比较差。RAID控制器出现问题时，无法提供持续存储服务。为此，在单控的基础上发展成双控磁盘阵列。双控磁盘阵列可以分为Active-Standby，Active-Active工作模式，前者工作模式比较简单，Standby的控制器需要对Active控制器进行心跳监测，一旦发现Active控制器出现问题时，可以接替该控制器的角色，继续为用户提供存储服务。Active-Standby增强了系统可用性，但是，没有因此带来吞吐量的提升。Active-Active不仅增强系统可用性，而且提升了存储系统性能。在实现上，后者复杂了很多，不仅要解决存储共享的问题，而且需要两个控制器进行内存同步。为了解决控制器间高效内存同步的问题，可以采用PCI-Express的非透明桥技术。
 

  
 

 通常我们看到的IPSAN磁盘阵列就是一个Box，存储容量是有限的，在面向中端用户的应用中，需要容量和性能更高的存储设备。为此，出现了一个机头带一堆盘柜的存储设备，该类设备的结构如下图所示：
 

 
 

 机头通过multipath的方式连接所有盘柜，所有盘柜通过环形连接的方式串联起来。这种系统连接方式比较简单，带来的问题是盘柜数量会影响系统IO性能。在老系统中，后端是通过FC总线互连的，在现有的很多系统中都是通过SAS总线进行互连。这种存储系统拥有独立的控制设备，因此具有很强的处理能力，不仅可以实现单个磁盘设备中的RAID，卷管理，而且可以实现存储虚拟化、快照和文件系统等复杂功能。但是，单个控制器容易引入单点故障问题，因此，很多存储设备厂商提供的设备多为双控制节点的架构。如EMC的VNX的存储设备就采用诸如此类的双控架构：
 

  
 

  
 

 双控多机柜的方式虽然可以满足容量上的需求，但是很难满足一些高性能应用的需求。通过扩展磁盘柜可以实现容量的扩展，但是，系统的导出接口以及后端的盘柜串行结构会是系统的IO性能瓶颈点。为此，双控多机柜的架构很难在高端存储应用得以应用。
 

  
 

 为了获取高性能，只有将后端的盘柜串行网络打破，并且采用多控制器的方式，实现整体系统的高性能。CC-NUMA结构是高性能计算中的重要架构，同样在存储领域得到了大量应用。著名的Symetrix DMX和VMAX都是典型的CC-NUMA结构，该类存储系统的结构可以描述如下:
 

  
 

  
 

 从结构中我们可以看出，该架构的本质是双控或者单控设备的集群，并且通过集群互连总线共享内存，组成NUMA系统，在软件上看到一个统一的内存，简化软件实现。在VMAX设备中，两个控制器构成一个HA对，共享盘柜组，避免了上述示意图中的单点故障问题。所有控制器通过RapidIO总线互连，从而每个控制器都可以快速访问本地内存，而且可以通过RapidIO访问remote内存。VMAX将这种互连总线称之为matrix interface，这种互连方式的最大缺点在于可扩展性比较差，没有办法扩展足够多的节点。VMAX中的两个控制节点的内存结构示意图如下所示：
 
 
 

 在存储领域中，HP的3PAR采用和VMAX类似的结构，但是互连总线采用的是PCI-Express。这类系统虽然具有单机很高的性能，但是，很难真正做到Scale out。为了构建更加灵活的存储系统，不仅具有很高的性能，很大的存储容量，而且需要做到极高的可扩展性和高可用性。为此，很多厂商在MPP集群系统的思想指导下，推出了MPP集群存储系统，该类存储系统的体系结构如下所示：
 
 
 

 和CC-NUMA体系结构相比，MPP集群不会共享内存，因此，后端网络采用的是交换互连网络。每个控制器和盘柜组构成一个独立的存储节点，所有的存储节点之间通过后端交换互连网络连接在一起，实现集群存储。当系统中的任意节点接收到数据信息之后，都会通过后端网络将这个处理之后的信息进行转存或者进行数据冗余。这种架构最大的好处在于可扩展性强，不受制于matrix interface的限制。最大的劣势在于后端网络往往是系统性能的瓶颈点。在现有产品中，EMC的Isilon就属于这种架构，其后端网络采用Infiniband进行互连，目的就是为了增强后端网络性能。在MPP的架构中，上述示意图将盘柜组和控制器进行了绑定，当然，我们也可以将所有盘柜组和后端互连网络连接在一起，这样可以共享所有盘柜组。IBM的XIV存储系统就是采用的这种架构：
 
 
 

 MPP架构在可扩展性和可靠性方面表现非凡，但是对后端网络的设计要求苛刻，通常也是性能的瓶颈点所在。上述很多的存储架构都是在优化控制器和磁盘柜之间的关系，试图通过控制器和磁盘柜的访问并行化来提高性能和可靠性。但是，有没有一种在更高层次既实现简单又能达到相同目的集群架构呢？答案是肯定的，其实在集群文件系统的角度可以比较容易的实现数据存储的集群化。HDFS和国内的蓝鲸文件系统就是采用的这种架构，该架构的示意图如下图所示：
 
 
 

 该架构可以被称之为带外模式。设备一共可以分成两大类，一类为存储节点；另一类为元数据服务器。Client想要获取数据的时候首先访问元数据服务器，从而得到访问块所在设备以及具体的位置信息。得到这些元数据之后，数据访问就可以直接在Client和存储设置之间进行了。为了提高性能，元数据访问可以在Client端进行Cache，不能让元数据服务器成为一个系统瓶颈。一旦消除这个瓶颈，这种带外模式效率还是很高的。
 

  
 

 本文对当前几种流行的存储架构进行了分析，个人认为在不断追求scale out的今天，软件主导的集群方案将会越来越受到关注和欢迎。

 
 
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##各种非易失性存储设备
 ###ROM/PROM/EPROM/EEPROM
 在NOR/NAND flash出现之前，主要的非易失性存储设备是EPROM和EEPROM。
 
 
ROM(Read-Onl,y Memory):只读存储器，其特点是在制造过程中将资料以一特定光罩(mask)烧录于线路中，即存储器中的内容出厂即写好了。
 
 
PROM(Programmable Read-Only Memory):一次性可编程只读存储器，数据写入永久保存，特点是可以让用户写一次，也只允许写一次，无法重新写入，如果数据写入错误，只能更换存储器了。
 
 
EPROM(ErasableProgrammable Read-Only Memory): 可擦写可编程只读存储器，编程完成后，可以用强紫外线照射来擦除。 EPROM一般都有个硅胶片封装的透明窗口，用来进行紫外线擦除的，一般对准太阳光直射一段时间就可以擦除数据了，如图：
 
 
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)：电可擦可编程只读存储器，信息可以通过高于普通电压的电压来擦除，可重新编程，故其使用寿命是一个很重要的设计参数。
 
 
在计算机发展初期，BIOS都是存放在ROM中的，其内部资料是在ROM的制造工序中烧录进去的，一旦烧录完成，用户只能验证资料是否正确，不能做任何修改。如果发现资料有错误，只能重新做一个，由于成本高，一般只用在大批量生产的场合。
 后来人们发明了PROM,就是说从工厂中完成的PROM没有内部资料，用户可以编程一次（那会有的类似熔断的方式，物理性破坏了），其成本比ROM高，而且写入速度比ROM要慢，一般用于少量需求，或ROM量产前的验证。
 EPROM的出现解决了PROM只能写一次的弊端，但是这货需要光擦，且写入资料后需要贴住窗口，防止紫外线照射。
 由于EPROM操作不便，再后来主板上BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM，EEPROM不需要借助其他设备，以电信号来修改其内容。EEPROM属于双电压芯片，在跳线到on的位置可写，off的位置不可写。可以防止类似CIH这样的对BIOS进行修改的病毒，至今仍有不少主板采用EEPROM为BIOS芯片的程序存储芯片。
 从奔腾时代开始，现代的电脑主板都是用NORFlash来作为BIOS的存储芯片，对比EEPROM，NORFlash的优势在于，容量大，速度快，且无需硬件支持，软件即可重写(EEPROM需要硬件电路支持重写）。
 
###NOR FLASH/NAND FLASH
 NOR Flash是Intel公司于1988首先开发出的技术，彻底改变了原先由EPROM / EEPROM一统天下的局面，紧接着1989年，东芝公司发表了NAND Flash结构，强调降低每bit的成本，更高的性能，像磁盘一样可以通过接口轻松升级等。
 NOP Flash的特点是片内执行(XIP,Execute In Place，这也是linux内核的一个可选项之一)，这样应用程序可以直接运行在Flash闪存内，不必把代码读到系统RAM中，NOR的传输效率很高，在1-4MB的小容量时具有很高的成本效益，但很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。而NAND提供极高的单元密度，写入擦除也很快。NAND需要驱动的支持，而NOR Flash是可以直接连接到cpu管脚上进行访问的，通常读取NOR的速度比NAND快一些，但NAND的写入速度比NOR快很多。
 
这里需要注意到一点，就是NOR Flash可以XIP，也就是说可以片上执行，而NAND Flash不可以片上执行，所以系统启动代码可以放在NOR Flash上，所谓的片上执行，实际上是指，cpu是否可以直接从读取到指令，进行译码并执行，由于NAND Flash用I/O口来串行存取数据，8个引脚用来传送控制，地址和数据信息，所以需要需要控制电路，cpu无法通过直接的发送一个地址，NAND Flash返回一个数据的方式获取指令，而NOR Flash是可以直接连接到cpu的地址总线上使用的，cpu发送一个地址，NOR Flash就可以返回一个数据，所以NOR Flash叫做可以片上执行的，而NAND Flash是不可以片上执行的。实际上如果在cpu上增加NAND Flash的硬件控制电路，也是可以实现XIP片上执行的，但NAND相对于NOR来说bit翻转的几率要高，一般需要EDC/ECC校验，在执行时同时要保证数据校验，所以不太适合作为片上执行的区域。
 
总结：
 
NOR Flash可以直接连接到cpu地址总线上当只读内存使用，而NAND Flash的访问需要额外的控制电路，故NOR Flash一般可用作XIP片上执行，而NAND Flash不可以。
NAND存储密度大，便宜，写速度比NOR高很多，而NOR Flash存储密度小，贵，写速度慢，所以一般数据存储常用NAND Flash。
前面提到的ROM/PROM/EPROM/EEPROM/NOR Flash/NAND Flash,说到底都是属于ROM的一种。
 
###嵌入式设备中的应用
 
Flash属于非易失性存储设备，而常用的内存，无论是SDRAM/DDR SDRAM/DDR2/DDR3等，都是断电后数据就没了。
FLASH内部存储是MOSFET，里面有个悬浮门，是真正的数据存储单元，在FLASH之前，EPROM就已经用到了悬浮门存储数据技术了。
在FLASH中的数据，是以是否超过一个电压阀值来判断是0还是1的。
在嵌入式设备中，一个常见的组合就是:用小容量的NOR Flash存储启动代码，如uboot，然后用大容量的NandFlash存储整个系统和用户数据。而一般嵌入式平台的启动流程就是：系统从NOR Flash启动后，初始化硬件，包括SDRAM等(uboot阶段)，然后将Nand Flash上的Linux内核读取到内存中，然后跳转到SDRAM中区执行内核(解压到内存中的一般是zImage)，在linux内核启动的最后，去Nand Flash上，挂在根文件，比如jffs2/yaffs2等系统，挂载完成后，运行初始化脚本，启动console交互，允许与内核交互。
Nand Flash根据内部每个数据单元存储一个数据还是多个数据分为SLC/MLS，前者就是每个数据单元存1bit，后者就是多bit，其原理就是将电平分等级。
 
###嵌入式设备中常用的文件系统
 一般嵌入式系统会使用NAND Flash来存储文件，启动代码或数据文件等，这就需要像管理文件系统一样管理NAND Flash，包括格式化，碎片手机，磁盘整理等。目前比较广泛使用在嵌入式中的系统包括: fat，jffs2，yaffs2，ext4等等。
 
Yaffs文件系统(Yet Another Flash File System)
 Yaffs文件系统是一个开源的专为NAND Flash设计的文件系统，对小页面支持很好。
存储设备的驱动:
 嵌入式设备中，如果直接用了NAND，则应该会用到kernel/driver/mtd/nand下面的代码，如果用的是emmc，则应该会用到mmc_host下面的代码。
 
###soc(System-on-a-Chip):
 一般来说，soc成为系统级芯片/片上系统，其实际上也是一个芯片(就是黑黑的一小块），比如联科发的MT6582就是一个soc芯片，其外形如图:
 
 一般来说，soc芯片中含有:
 
cpu，时钟电路，定时器，中断控制器，串并行接口，IO端口
存储器(易失/非易失),以及cache等。
 还是以MT6582为例，此芯片中包括：
四核的ARM@Cortex-A7 mpcoretm处理器。
多标准视频加速器。
NAND接口。
支持启动SLC NAND /eMMC(这个芯片本身应该不包含存储芯片，这里的支持指的是，如果是eMMC或NAND，会硬件将数据复制到RAM，然后执行)
外接存储器接口
还有各种算法相关功能，如汽车传感器的缺陷像素矫正，连续的视频自动对焦，人脸检测等等
 
###DSP(Digital signal processing)
 DSP是专做数字信号处理的芯片，运行速度快，具有专门的硬件乘法器，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法, 指的应该是那块计算芯片，dsp厂商如mtk，指的是其是制造cpu的厂商，而soc指的是cpu加上各种东西封装成一个芯片,如mt6582。
 
###MCP(Multi-Chip-Package)
 多制层封装芯片，就是将多个芯片封装起来，如将两种芯片封装起来，一种是基于NOR闪存的MCP，可以完成XIP(片上执行）功能。另一种是NAND与DRAM结合，可以执行存储下载等。
 eMcp是将eMMC + LPDDR2 DRAM封装起来，一般来说一个eMcp中有1个eMMC控制芯片+多个NAND Flash + 多个LPDDR2。
 
高通MSM8x25,MSM8x60,联发科MT6577,MT6589,MT6572等支持的都是eMCP形式；
 
###PoP(package-on-package)
 封装提叠层技术：将具有相同外形的多种芯片再次集成，组成多层。
 高通的MSM8960,MSM8x60A,MSM8x30等支持的都是PoP的封装形式。
 
###MMC卡：
 MMC卡(Multimedia Card，多媒体卡)，是一种快闪存储卡标准
 ，在1997年由西门子和SanDisk共同开发，基于东芝的NAND快闪记忆技术，因此比早期基于NOR快闪记忆技术的记忆卡(如CF卡)更小。1998年14加公司联合成立了MMC协会，目前已有超过84个成员。MMC也是将存储单元和控制单元做到了一个卡上，智能的控制器使得MMC保证兼容性和灵活性。MMC存储卡可分为MMC/SPI两种工作模式：
 
MMC模式：是标准的默认模式，具有MMC的全部特性。
SPI模式：这个模式是MMC协议的一个子集，主要用于只需要小数量的卡(1个）和低数据传输率的系统，这个模式花费最小，但性能就不如MMC了。
 
MMC卡的尺寸:
 
24mm x 32mm x 1.5mm （正常尺寸，一张邮票差不多)
24 mm × 18 mm × 1.4（小尺寸的多媒体卡或者RS-MMC）
 
MMC卡共有7针。
 
###SD卡
 SD卡(Secure Digital Memory Card, 安全数码卡)是一种基于半导体闪存工艺的存储卡，1999年由日本松下主导，2000年这几家公司发起成立了SD协会(Secure Digital Association 简称SDA)，他比MMC卡多了一个进行数据著作权保护的暗号认证功能，写速度比MMC卡快4倍，达到2M/s。
 
SD卡是基于MMC格式发展而来的，大小与MMC卡差不多，厚了0.7mm以容纳更大容量的存储单元。
SD卡与MMC卡保持向上兼容，即MMC卡可以被新的SD设备存取，但SD卡不可被MMC设备存取。
SD卡在MMC7针基础上多加了2针，作为数据线。
尺寸: 32mm x 24mm x 2.1mm
 
SD卡共有9针。
 
###miniSD卡
 miniSD卡尽管外心和接口形状与SD卡不同，但其接口等电器标准与SD卡是相同的，将其插入专用适配器，可以通过原来SD卡卡遭读写mini-SD卡。不过 mini-SD卡不具备防写入锁定功能。mini-SD卡11针，比SD卡的9针还多两个针，多出来是为未来扩展用的。
 
尺寸：21.5×20x1.4mm
 mini-SD卡共有11针。
 
Micro SD Card
 
Micro SD Card 原名Trans-flash Card（TF卡），由SanDisk公司发明，2004年正式更名为Micro SD Card。TF卡与标准SD卡功能也是兼容的，将TF卡插入特定的转接卡中，可以当作标准SD卡或Mini SD卡来使用
 
尺寸:15.0×11.0×1.0 mm
 
Micro SD卡共有8个引脚。
 
###带HC的卡
 如SDHC、microSDHC，都是与其响应标准兼容的，只不过这种卡的存储空间更大。现在市面上买到的上GB的卡，大多都是带HC的。不带HC的一般都是按MB算的。
 
###存储卡的分类
 
 
 
 
###emmc
 eMMC（Embedded Multi Media Card）也是一种使用兼容MMC协议的芯片，和MMC的区别如其名，eMMC经常被用于嵌入式环境中，而MMC一般用作外接设备的标准。eMMC = NAND flash + 控制器 + 标准封装接口。
 上面提到的多种卡，其内部的存储设备基本上用的都是NAND flash， nand flash和上面这些卡的区别，就是nand flash是上面这些卡内部真正的存储单元。
 emmc的特点：
 
有四种尺寸：BGA153-11.5x13, BGA169-12x16, 12x18, 14x18
 一般长相如图:
 
eMMC内部可以很好对MLC/TLC进行管理，有ECC除错机制，区块管理，平均默写存储区块技术，低功耗管理等。
厂商不必再为NAND Flash的大小/规格重新设计硬件了，直接用eMMC就好了。
 
 
在以前，每次NAND技术换代的时候，手机客户端也要重新设计，手机制造商需要选择新的与NAND flash匹配的soc芯片，而soc厂商一般要针对这款NAND flash，重新设计soc芯片（主要是内部的nand flash ccontroller)，这种方式十分麻烦。
 
 
在推出emmc后，soc厂商只需要在芯片上加上一个可以与mmc标准通信的控制器（一般叫做sdmmc controller/sd controller)，这个控制器可以支持某种/某几种emmc标准。同时emmc芯片封装好NAND flash，向外也提供一个统一的emmc 接口(如emmc 4.3/4.4)，此时只要给soc芯片选定好一个emmc接口，连上二者即可通信了。
 
 
###字库
 功能机时代，很多手机程序，控制信息，字库信息是存储在一个专用芯片里面的，芯片中的主要部分是字库，所以一些售后和维修人员就习惯把这个存储芯片称作字库芯片，如今的字库芯片主要是手机上的那块eMMC芯片。
 字库分为：
 
原装专用字库: 如三星手机中，原厂生产针对相应型号专门使用的芯片。
原装代用字库：同样是三星生产，在原装字库短缺情况下，代替原装字库的芯片，由于不是专门适配某型号机器的，所以在体积上，与原装字库存在差异(不过应该都是eMMC标准规格芯片4种种的一种)
其他品牌字库：可以替代的其他品牌的字库。
 一些字库外观是一样的，但上面写着用于某款手机，这样的字库实际上用的是同一个eMMC规格，只是中间的内部程序不一样，如果重写了eMMC内容，应该就可以换着使用了。
 手机的串号是存在字库中的，妹的，所谓的串号不过是eMMC中的一个数字罢了。
 
传统的字库：
 字符显示的时候，字符信息处理系统需要配有一个字符字模库，这个库是存储了字符的点阵信息，然后显示的时候根据一个编码，去字模库中找点阵图，然后才能显示出来。原始的字库，应该是存储字模和编码对应信息用的。
 
##易失性存储设备(见[5]）
 ###SRAM和DRAM
 RAM(Random Access Memory)易挥发性随机存取存储器，随机存储指的是，不论从什么位置读写，其存取时间是相等的(以前的磁带是不相等的)，易挥发性指的是断电后数据会消失。
 RAM又可分为SRAM和DRAM，二者基本原理都是用来存储电荷的。二者的不同点在于:
 
SRAM(Static Random Access Memory)的结构较复杂，单位面积存储量少，存取速度快，一般用作高速缓存，上电时不需要刷新电路来保存内部的数据。SRAM采用触发器(flip-flop)构造存储，其存储单元结构如下图:
 
DRAM(Dynamic Random Access Memory)构造简单，单位面积存储电荷多，存储时间较SRAM慢，同时由于结构简单导致DRAM的电荷会随时间渐渐消失，因此需要有个在充电(Refresh)的动作保持电容存储的资料。DRAM采用电容结构存储，其存储单元结构如下图：
 
 
###DRAM结构简介
 DRAM由于制造简单，高密度，适合作为主存。但由于内存是放在cpu之外的，从工厂出来的晶粒需要封装和组合后，才可以和CPU连接，因此从cpu到DRAM晶粒之间依据层级由大到小为channel > DIMM > rank > chip > bank > row/column。其层级见的关系见下图:
 
 
channel: 一个channel一般指的是一对内存条，电脑上一般内存条的插口都是成对的，貌似是一对插口应该差同样的内存条，这一对插口就对应一个channel。
DIMM: 一个DIMM(Dual in-line Memory Module)就是我们市面上卖到的一个内存条。
rank: 内存条上面的那一排芯片，就叫一个rank，一个rank上的所有chip连接到同一个CS(chip select)。
chip: 内存条上面的一个黑色的封装芯片，就是一个chip。
 
bank: chip以上是物理上可见的，chip以下就是芯片内不可见的了，一个chip分好多个bank。
 
每个bank又是各种行列的的组合，其中的每个小方块，都是一个存储单元。每一列（绿色）的下面都有一个红色的存储单元叫row buffer,是用来缓存从当前列中读出的某个数据的，读取以行为单位。
 
参考资料：
 [1]. http://www.crifan.com/comparison_of_nand_and_nor/
 [2]. http://baike.baidu.com/link?
 [3]. http://blog.chinaunix.net/uid-26404697-id-3152290.htmlurl=uVQtIvttHl5OD1VUj2T6lEFqh_Dv_cO1OPzBkULH2vVErlKBfzISYJuQ2ftTffFArg6xFTLkNXY311pb_m9M6a
 [4]. http://baike.baidu.com/link?url=wqYXPUhnB8WT-5BUX0mxUROQrx_qwAeP8qqq5trevVP-wNQhTh7GyvumaagI1Wk-iTb8zXmUVb_Th1pZXWpvFa
 [5]. http://www.techbang.com/posts/18381-from-the-channel-to-address-computer-main-memory-structures-to-understand

一、存储设备的查看
 
1、发现系统 中的设备
 
1）fdisk  -l 查看系统中真实存在的设备
 

 
 
2）cat  /proc/partitions 查看系统中被系统识别设备
 

 
 

 
 
2、系统发现的，被系统利用的，有id信息的
 
blkid命令：查看可用设备（可以看设备的id信息，也可以看到类型，在里面出现的设备可以被挂载）
 

 
 
3、发现并且挂载的设备
 
1）df -h（大小为2的N次方）
 
2）df -H（大小为10的N次方）
 

 
 

 
 
 
 二、设备的信息
 
 1、设备的名称一般为/dev/xd*，其中x有s、v、h三种参数，分别代表：
 
          x=s          /dev/sd*      表示sata硬盘，或者iscsi网络存储
 
          x-v           /dev/vd*      表示虚拟硬盘，一般出现在虚拟机中
 
          x=h         /dev/hd        表示ide硬盘，一般出现在老式电脑中
 
        设备名称中的*表示该中硬盘的第几块硬盘，一般取a、b、c.....，分别表示第1 2 3.....
 
        如：/dev/vdb ：表示虚拟机硬盘的第二块硬盘
 
        设备名称中*号的后面还可以有数字，表示第几个分区
 
        如：/dev/vdb5表示虚拟硬盘中第二块硬盘的第五块分区
 
 2、设备分区信息
 
 1）mbr主引导记录446个字节
 
 2）mpt主分区表64个字节
 
 3）硬盘的有效性标识“55aa”2个字节
 
 4）一个主分区占用16个字节记录分区信息
 
 5）一块硬盘上如果是mbr的分区方式最多可以存在4个分区
 
 
 
 
 
三、分区管理 
本次分区在虚拟机里进行
 
1、分区命令fdisk  /dev/vdb
 

 
 
后面接选项（n表示新建分区；d表示删除分区；p显示分区信息；t修改分区id；l表示列出类型；q表示退出。这些是一些常用的，具体的可以m查看）
 
上图我输入n表示新建一个分区，下面它会依次让你选择分区类型（主分区还是扩展分区），确定分区id，分区起始块的位置（用默认即可），分区结束块位置，用+数字M(或G)指定，最后选择好后wq保存并退出。如下图：
 

 
 
完成后p查看
 

 
 
注意：主分区最多建立四个，当建立第五个时会提示你可以建立扩展分区代替主分区，然后可以继续建立，如下图
 

 
 
扩展分区里建立的分区属于逻辑分区（主分区+扩展分区+逻辑分区最多十六个，多了的建立了无法识别使用），如下图
 

 
 

 
 

 
 
2、分区设备的格式化
 
mkfs.xfs +设备 表示格式化设备，在设备上安装文件系统xfs
 

 
 
完成后用blkid可以查看，其变成可用设备
 

 
 
3、测试新建的分区设备：将设备挂载到目录下，若成功则表示可以使用
 

 
 
可以用df查询挂在情况，也可以用进程发现命令的方式查看
 
1）lsof  设备
 
2）fuser -kv 设备，如下图：
 
 
3）进程终止方式
 
fuser -kvm 设备，执行终止方式后可以用上面进程发现查询是否完成终止，如下图
 

 
 
4、不同类型的分区设备的建立__swap分区的建立，和分区建立的操作一样，l找到linux swap类型，t更改类型，选择要更改的设备，选择linux swap的类型号，完成后p查看，如下图
 

 
 

 
 
类型转换成功后，格式化设备为swap文件系统格式：mkswap+设备，如下图
 
 

 
 
激活swap设备，使系统利用此设备（swap分区在使用时不需要挂载）：swapon -a +设备，-s查看，如下图
 
 

 
 
5、永久性开机自启动（上面我们输入的命令，命令只是一次性的，下次开机就没有了，还需要重新激活，很麻烦，但我们只需在指定的文件里编写好，边可以实现开机自启动），如下图
 

 
 
文件中编写的依次为：设备名称；挂载点；文件系统类型；挂载参数，0（不备份）；0（不检测）
 
6、分区设备的删除
 
先在vim/etc/fstab里删除设定的开机自启动，再将挂载的设备卸下，swap类型swapoff+设备关闭，如下图：
 

 
 
最后在fdisk界面d指令删除
 

 
 
 
 四、分区方式的修改：mbr----->gpt
 
 背景：mbr的分区方式最大只支持2TB的容量，而gpt的分区方式最大支持28TB的容量，所以在企业中，为了满足更大的需求，有时需要把mbr分区方式转换为gpt分区方式
 
1、将mbr方式改为gpt方式：parted /dev/vdb，如图
 

 
 
mklabel为修改设备分区方式标签
 
 

 
 
用fdisk -l查看后，vdb下的分区方式显示为gpt方式去，如下图
 
 

 
 
 
 六、磁盘配额
 
 背景：指为磁盘使用用户分配额度，用户只能在该磁盘上使用所分配的额度大小，不能超过这个额度。分区配额是针对设备而言的
 
1、激活设备配额参数 
2、修改文件权限，使用户可以操作该设备
 
3、给用户分配额度，执行完该命令进去编辑页面输入分配数字，单位kb，（这里我设置的102400kb也就是100M）如下图
 

 
 

 
 
4、测试如下图，在额度内可以，超过额度，报错
 

 
 
5、同样也可以设为开机自动，如下图
 

 
 
七、分区加密
 
背景：当你想在设备里放入只有你能看的文件，如何操作
 
第一步：建立分区，如下图，我建立了1G的vdb3
 

 
 
第二步：同步，格式化，查询是否可用，如下图
 

 
 
第三步：、给分区加密命令：cryptsetup luksFormat /dev/vdb3
 

 
 
第四步： 生成text(名字自起)文件来管理vdb3分区，输入密码，text位于/dev/mapper/下，如下图
 

 
 
第五步：将text文件格式化，并将其挂载，方便使用
 

 
 
第六步：这时候你可以放入你的文件，完成后卸掉挂载，关掉加密，这时候你就找不到你的文件了
 

 
 

 
 

 
 

 
 
 
第七步：当你想查看自己加的文件时，还是执行打开命令，名字自起，输入密码，去所在文件查找即可
 

 
 

 
 
八、开机自启分区加密
 
背景：上面我的操作都是用命令完成的，下次开机就没有了，如何永久保存让其开机自动挂载，下面介绍
 
建立并编辑/root/luskfile文件，在文件写入密码，因为是密码所以要加600权限，除了root用户，其他人不能打开， 将密码文件与加密分区关联，并输入密码，完成后重启如下图
 

 
 

 
 
 

 
 
重启后检查挂载情况，如下图挂载成功，表示实现了开机自启动分区加密；
 
那么如何清除呢，我们先卸下挂载，删除开机自启，关闭控制文件，删除所设置的文件内容及密码文件，最后将密码分区强行格式化，如下图
 

 
 

 
 

 
 
九、磁盘阵列
 
背景：如何用软件方式实现加快速读写
 
第一步：先创建三个RAID类型的存储设备
 

 
 
第二步：监控/proc/mdstat下状态
 

 
 
第三步：创建磁盘阵列mdadm指令 -C 创建 -a (add)添加 -l等级（等级0是两块一起写 等级1两块都有完整数据 等级5是（0和1都有）） -n 2两块工作 -x 1一块空闲 三块设备名称
 

 
 
完成后监控到状态，如下图
 

 
 
将其格式化，并挂载
 

 
 
mdadm -D查看设备状态
 

 
 
可以看到其中两块工作，一块空闲，mdadm -f 损坏，如果一块损坏，如下图
 

 
 
mdadm -r移除，将损坏的移除
 

 
 
mdadm -a 添加一块，如下图
 

 
 
mdadm  -S暂停设备，暂停前先卸下挂载，如图
 

 
 

 
 
小知识： 当磁盘全部被占用，不能创建新的分区的时候，可以用文件来代替分区dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=4000 ：of后面是文件名称 bs是每个块的大小，count是块的个数（这里我设为4G），如下图：
 

 
 
也可以设为开机自启动
 
 
此文件创建好后的步骤和swap设备格式化 激活的步骤相同，如下图：