《【2017年整理】存储基础(2)-硬盘篇》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】存储基础(2)-硬盘篇（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、存储基础知识提纲：协议介绍硬盘知识主要厂商及产品一、 硬盘结构介绍硬盘整体结构如图所示，分为：盘片、磁头停放区、基座、接口、传动部件、磁头、主轴马达等部件。此为最为传统的机械式硬盘结构，其中盘片与磁头为核心部件，通过他们两个写与被写，配合传动、马达等，将接口部分接收到的命令记录到盘片上。读写原理：概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原 始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。由于硬盘 的结构比软
2、盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。 硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载 磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的 00 道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音 圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成 指令操作。结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下
3、浮动磁头驻留到盘面中心。硬盘的主要指标：1， 容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基本单位。2， 单碟容量：硬盘都是由一个或几个盘片组成的，单碟容量就是指包括正反两面在内的单个盘片的总容量。3， 转速：即主轴马达转动速度，单位为 RPM（ Round Per Minute) 即每分钟盘片转动圈数。4， 缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片和外部接口之间的缓冲器。5， 平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间，包括平均寻道时间：磁头寻找目标数据所在磁道所需的平均时间，平均潜伏时间：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间
4、。6， 数据传输率：内部数据传输率：数据从盘片表面传输到硬盘的缓存的速率，外部数据传输率：数据从硬盘的缓存读出到外部总线的速率。7， MTBF：Mean Time Between Failure，平均无故障时间。硬盘的主要技术：1， S.M.A.R.T：Self-Monitoring ,Analysis and Reporting Technology 自监测、分析及报告技术，监测磁头、磁盘、马达、电路等部件，然后根据得到的关于各部件运行情况与历史记录的数据进行分析、比较，根据需要会自动向用户发出警告。2， TCQ：Tagged Command Queuing，标记命令队列。3， NCQ：Na
5、tive Command Queuing，本机命令队列，是 SATA规范支持的一种新的功能，支持 NCQ 的硬盘可以对指令进行排队（多达 32 条指令） ，重新编排指令执行次序，也可以立即执行指令，可提高硬盘的性能，减少 CPU 占用率。4， Duty Cycle：指硬盘的工作负荷，定义为特定时间段内硬盘用于寻道、读/写操作的时间占总时间的百分比，100%表示每天 24 小时不停在进行读写操作。5， SCT ：即 S.M.A.R.T Command Transport，该技术在硬盘内部划出一部分扇区做为日志记录，分析 SMART 命令包含的状态信息，判断硬盘的工作状况从而调节负载（比如数据流量
6、）来保证硬盘可靠性。转速和缓存对硬盘性能的影响 硬盘的读写速度同硬盘的转速成正比 更高的转速可缩短硬盘的实际读写时间 硬盘缓存的大小直接影响硬盘的整体性能硬盘的种类及接口ATA/IDE：传统桌面级硬盘，主要应用与个人计算机。最高传输率为：133M 字节/秒SCSI：即小型计算机接口，并发处理优异，常用于企业级领域。最高传输率为：320M 字节/秒.FC：采用 FC-AL( Fiber ChannelArbitrated Loop，光纤通道仲裁环)接口模式，FC-AL 是一种双端口的串行存储接口，提供 200MB/s 速率，规划达到 400MB/s，FC-AL 支持全双工工作方式。SATA： S
7、erial ATA (Serial Advanced Technology Attachment ) 串行 ATA。SATA 采用串行方式进行数据传输，接口速率比 IDE 接口高，最低为 150MB/s ，并且第二代（SATA ）300MB/s。 接口硬盘已经形成商用，规划内的最高速率可达 600MB/s。SATA 硬盘采用点对点连接方式，支持热插拔，即插即用。SATA II 有以下五个主要特性： 更高的端口传输率（300MB/s） 本机命令队 NCQ 组件管理 Enclosure Management，比如风扇控制，温度控制，新硬盘提示，坏硬盘指示，硬盘状态指示等 端口复用 Port Mul
8、tiplier，允许多个硬盘连接到同一端口 可向上兼容 SAS 技术SATA 技术可对 247 企业在线和近线存储应用提供超大容量和高可靠性的支持SAS：SAS 是 Serial Attached SCSI 的缩写，即串行连接 SCSI。2001 年 11 月 26 日，Compaq、IBM、LSI 逻辑、Maxtor 和 Seagate 联合宣布成立 SAS 工作组，其目标是定义一个新的串行点对点的企业级存储设备接口。SAS 是新一代的 SCSI 技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是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等。SAS 是并行
9、SCSI 接口之后开发出的全新接口。 此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行 ATA (Serial ATA，缩写为 SATA)硬盘的兼容性。 性能：能够提供 3.0Gbit/S 的传输率。规划到 12Gbit/S 兼容性：可以兼容 SATA 和 SAS 硬盘 可扩展性：通过 Expander 可以扩展到 16000 个设备，支持世界唯一的的设备 ID 号，提高寻址能力，支持更长线缆，无光纤情况下，电缆长度可达 10 米 可以使用现有的 SCSI 指令集，保护企业 SCSI 投资，继承了 SCSI 的高可用性优点。硬盘的发展历史及趋势各类型硬盘的对比ATA SATA
10、SCSI SAS FC转速（RPM）7,200 7,200 15,000 15,000 15,000缓存(兆) 8/16 8/16/32 8/16/3 8/16/32 8/16/32主流容量（G）250 750 300 300 300MTBF 600,000 1,200,000 1,400,000 1,400,000 1,400,000TCQ 支持 支持 支持 支持 支持NCQ 不支持 支持 支持 支持 支持主要硬盘厂商希捷是一家专业硬盘制造商，推出全系列多领域应用的硬盘，并为EMC、HP 、IBM等知名厂商提供硬盘服务。希捷公司以其品种齐全、技术创新快、质量好在存储硬盘市场稳占第一位。企业级
11、硬盘产品主要分为：Savvio系列，2.5英寸 SAS或SCSI硬盘；Cheetah系列，3.5英寸SAS、FC、SCSI硬盘；Barracuda ES系列，主要为企业级SATA硬盘。西部数据相对于希捷公司来说，硬盘产品线比较单一，凭借其技术成熟、性能优良及可靠性高等特点也在存储市场占据了一席之地。在桌面级市场也是一位重量级竞争者。企业级硬盘主要有三个系列：WD Raptor猛禽系列，提供10000转，高可靠性，SATA硬盘；WD RE2和RE系列，提供7200转SATA硬盘。日立公司在收购了IBM公司的移动硬盘业务以后，加强了传统的小型移动硬盘及笔记本电脑硬盘上的优势，不过，随着不断发展，其产品线越来越全，主要分为以下几个系列产品：Ultrastar：用作服务器以及工作站的3.5英寸硬盘。Deskstar：用作高性能个人电脑的3.5英寸硬盘；用作移动处理及便携设备的1.8英寸，以及2.5英寸硬盘。下期内容：存储主要厂商及产品
