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对于一些基本存储概念的理解.doc

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对于一些基本存储概念的理解.doc
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对于一些基本概念的理解首先我们来谈一下对于第二栏的基本概念(IDE、SATA、SCSI、SAS) 。这一栏的基本概念都是硬盘的驱动接口。由于人们习惯性的叫法,通常对于使用这几种驱动的硬盘人们就会叫做对应的硬盘,如 IDE 硬盘。我们再次细分一下 IDE 和 SATA 一组,而 SCSI 和 SAS 一组。其中 IDE 和 SATA 一般主要针对的应该是家庭用户。而 SCSI 和 SAS 主要是针对的企业级的应用。这两组中后者都是前者的升级规范标准。而且我们也看到了一种趋势就是一开始人们使用的并行传输,而后的升级替代标准一般选择了是串行传输。也许现在时钟频率成倍增长和简单的电路以及数据冗余检测简单是提升数据存储的主要途径吧。下面我们就分开来介绍一下这些硬盘的驱动接口规范的优缺点。对于 IDE 来说最大的优点是简单,和价格便宜以及应用广泛。在我们现行的 PC 机子中一般都有 IDE的接口(一般是一个 IDE 接口一个接硬盘一个接光驱) ,当然处在一种要淘汰的趋势下,IDE 的接口可能变少了但是一般还是会有的。在 IDE 接口一个 IDE 接口最多可以连接两个设备但是由于两台设备共享数据总线所以两台设备不能并行独立工作。IDE 中把两台设备分为“主从”设备的区分,两者只能交替与主机交互数据。而且主从设备没有明确区分,只要通过调整从设备可以成为主设备同理一样。这些限制了 IDE的扩展是一件非常头疼的事情,因为它接口最多只能支持两个而且线缆长度过短(一般看到的是在机箱内,只是资料这么说) 。其中 IDE 主要是通过直接的 IO 中断或者 DMA 方式与主机进行通讯。在其控制器中没有IO 处理器进行 IO 传输中全程的处理。所以总体来讲 IDE 还是占用了相当一部分的 CPU 工作周期。现有的并行传输需要复杂的线路对线路设计做出很高的要求。而总线时钟频率较低以及复杂的数据冗余这些都是对 IDE 提升速度的限制 。SATA 是对 IDE 的一种改进或者说是一种替代方案吧。SATA 是一种串行的传输标准。它不需要复杂的引脚电路。每次传输一位让它在数据冗余方面变得轻松,当然串行的设备接入方便,扩展性更好。标准规范讲 SATA 中线缆长度可达 1 米以及 SATA 设备接入支持星状接入(感觉应该就像是星状网络一样)这样对于以后实现硬盘阵列相当方便。并且现在的 SATA 可以支持热插拔。现在一般 PC 机子都开始提供 SATA 硬盘接口。并且开始使用 SATA 来代替 IDE。在 SATA 规范是一个正在不断完善的规范,并且标准的版本按照资料提示应该比较多。并且定义的一些新的技术标准可能在现有的技术背景下对存储器的速度提升并不是很明显(因为现在的机械盘内部的读写速度成为了瓶颈) 。而且新的技术可能支持的芯片还比较少吧(这并不是很清楚,平常没有看过硬盘的这些具体的参数) 。SCSI 应该来说最初设计的主要是企业级用户的一种通用接口并不针对硬盘。而现在我们的 PC 主板都会提供一个(我自己没有用过,应该是机箱后面那一个有很多针的接口,当时只是知道这个接口一般是预留给打印机的) 。SCSI 接口它提供了两种提升数据传输速度的方式,一种是提升数据总线的频率,另外一种是增加数据带宽。SCSI 做为一个并行的标准和 IDE 最大的区别我觉得应该是 SCSI 提供了 IO 处理机,这样数据的传输只需要简单的几条甚至一条 CPU 指令就可以交给 IO 处理机进行传输了。这样既解放了CPU 在数据传输中的空跑的现象,也对于不同的速度的存储设备有 IO 处理机进行一个通道的选择吧。而SCSI 相对于 IDE 另外一个明显优势就是扩展性好,它可以连接 7-15 个设备。而且它的最大线缆可以长达6 米。SAS 是一个 SCSI 的替代标准。它是串行的连接 SCSI。它的接口电路并且能够支持 SATA 硬盘。它最大的优势应该就是灵活性好。我们选用这种接口可以根据自己的实际情况选用硬盘。这主要是因为该标准在协议层,SAS 由 3 种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行 SCSI协议(SSP)用于传输 SCSI 命令;SCSI 管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理;SATA 通道协议(STP)用于 SAS 和 SATA 之间数据的传输。因此在这 3 种协议的配合下, SAS 可以和 SATA 以及部分 SCSI 设备无缝结合。我觉得正是在协议层上的这种支持使得 SAS 可以灵活的扩展。但是对于机械盘来说它同样面对着与 SATA 的问题。最大的瓶颈可能是机械盘内部的读写速度而不是接口的速度。RAID 0、RAID 1、RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 6、RAID 50 系列标准。RAID 本身就是硬盘矩阵存储的概念 。它
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