Was ist eine Linux-Disc?

Unter Linux bezieht sich „Disk“ auf „Festplatte“, bei der es sich um ein Blockspeichergerät handelt, das heißt, ein Gerät, das zum Speichern von Dateien verwendet wird. Um zu vermeiden, dass Daten in einem zu großen Raum gespeichert oder gelesen werden, um die Zugriffseffizienz zu verringern, oder um Daten in Kategorien zu speichern und zu verwalten, muss ein Festplattenspeicher in mehrere Bereiche unterteilt werden, die sogenannte Festplattenpartition.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux7.3-System, Dell G3-Computer.

Disk (Disc) ist ein Blockspeichergerät, das zum Speichern von Dateien verwendet wird. Das Dateisystem ist eigentlich eine Zuordnung des Speicherplatzes.

1. Festplattenstruktur:

Im Linux-System wird das Dateisystem auf der Festplatte erstellt. Wenn Sie den Verwaltungsmechanismus des Dateisystems gründlich verstehen möchten, müssen Sie daher zunächst die Festplatte verstehen . Festplatten können in mechanische Festplatten (Hard Disk Drive, HDD) und Solid-State-Laufwerke (Solid State Disk, SSD) unterteilt werden. Mechanische Festplatten verwenden magnetische Platten zum Speichern von Daten, während Solid-State-Laufwerke Flash-Speicherpartikel zum Speichern von Daten verwenden.

Mechanische Festplatte (HDD)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Die mechanische Festplatte besteht hauptsächlich aus Festplatten, Schienen, Sektoren, Köpfe, bestehend aus Zylinder und Übertragungswelle.

　Diskette: Eine Diskette hat im Allgemeinen eine oder mehrere Platten. Jede Scheibe kann zwei Seiten haben, das heißt, die Vorderseite der ersten Scheibe ist Seite 0 und die Rückseite ist Seite 1; die Vorderseite der zweiten Scheibe ist Seite 2 ... und so weiter.

　 Spur: Die Oberfläche jeder Scheibe ist in mehrere schmale konzentrische Ringe unterteilt, und auf solchen konzentrischen Ringen werden Daten gespeichert. Wir nennen solche Ringe eine Spur. Jede Festplatte kann in mehrere Spuren unterteilt werden. Die äußerste Spur ist Spur 0, und zur Mitte des Kreises hin ist Spur 1, Spur 2 ... Die Datenspeicherung der Platte beginnt am äußersten Kreis.

　 Sektoren: Abhängig von den Spezifikationen der Festplatte kann die Anzahl der Spuren zwischen Hunderten und Tausenden liegen. Jede Spur kann mehrere Kilobyte an Daten speichern, aber der Computer muss nicht jedes Mal so viele Daten lesen und schreiben. Daher ist jede Spur in mehrere Bogensegmente unterteilt, und jedes Bogensegment stellt einen Sektor dar. In der Branche ist es inzwischen üblich, dass jeder Sektor 512 Bytes an Daten speichern kann. Mit anderen Worten: Auch wenn der Computer nur ein bestimmtes Datenbyte benötigt, muss er dennoch alle 512 Datenbytes in den Speicher einlesen und dann das benötigte Byte auswählen.

　 Magnetkopf: Er ist eine Schlüsselkomponente der Festplatte zum Lesen von Daten. Seine Hauptfunktion besteht darin, die auf der Festplatte gespeicherten magnetischen Informationen in elektrische Signale umzuwandeln und sie nach außen zu übertragen Das Lesen und Schreiben von Daten auf der Festplatte basiert auf dem Prinzip der Änderung des Magnetfelds. Die Qualität des Magnetkopfs bestimmt maßgeblich die Speicherdichte der Festplatte. Der am häufigsten verwendete Typ ist der riesige magnetoresistive GMR-Kopf (Giant Magneto Resistive).

Der Prozess des Lesens und Schreibens von Daten auf einer Festplatte

　

Moderne Festplatten verwenden die CHS-Methode (Cylinder Head Sector) zum Suchen. Wenn die Festplatte Daten liest, bewegen sich die Lese- und Schreibköpfe radial zu dem Sektor Über der Spur wird dieser Zeitraum als Suchzeit bezeichnet. Da der Abstand zwischen der Startposition des Lese- und Schreibkopfs und der Zielposition unterschiedlich ist, ist auch die Suchzeit unterschiedlich. Aktuelle Festplatten benötigen im Allgemeinen 2 bis 30 Millisekunden, im Durchschnitt etwa 9 Millisekunden. Nachdem der Magnetkopf die vorgesehene Spur erreicht hat, wird der zu lesende Sektor durch die Rotation der Festplatte unter dem Lese- und Schreibkopf bewegt. Diese Zeitspanne wird als Rotationslatenzzeit bezeichnet Die für jede Umdrehung erforderliche Zeit beträgt 60×1000 ÷ 7200 = 8,33 Millisekunden, dann beträgt die durchschnittliche Rotationsverzögerungszeit 8,33 ÷ 2 = 4,17 Millisekunden (im Durchschnitt ist eine halbe Umdrehung erforderlich). Die durchschnittliche Suchzeit und die durchschnittliche optionale Verzögerung werden als durchschnittliche Zugriffszeit bezeichnet.

Solid State Drive (SSD)

Der größte Unterschied zwischen SSD und herkömmlichen mechanischen Festplatten besteht darin, dass zur Datenspeicherung keine Platten mehr verwendet werden, sondern Speicherchips zur Datenspeicherung. Die Speicherchips von Solid-State-Laufwerken werden hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: Der eine verwendet Flash-Speicher als Speichermedium, der andere DRAM als Speichermedium. Derzeit verwendet das am häufigsten verwendete Solid-State-Laufwerk hauptsächlich Flash-Speicher als Speichermedium.

Zu den mechanischen Festplattenschnittstellen gehören derzeit die folgenden Typen:

　 IDE-Festplattenschnittstelle: (Integrated Drive Eectronics, Parallelport, elektronisches integriertes Laufwerk), auch bekannt als „ATA-Festplatte“ oder „PATA-Festplatte“, ist die Hauptschnittstelle früher mechanischer Festplatten. Die theoretische Geschwindigkeit der ATA133-Festplatte Die Festplatte kann 133 MB/s erreichen (diese Geschwindigkeit ist der theoretische Durchschnitt), da die Entstörungsleistung des Parallelanschlusskabels zu schlecht ist und das Kabel viel Platz einnimmt, was der internen Wärmeableitung des Laufwerks nicht förderlich ist Computer wurde es nach und nach durch SATA ersetzt.

　　SATA-Schnittstelle: Der vollständige Name ist Serial ATA, eine ATA-Schnittstelle, die einen seriellen Port verwendet. Sie zeichnet sich durch starke Entstörung aus, stellt viel geringere Anforderungen an Datenleitungen als ATA und unterstützt Hot-Swapping und andere Funktionen. Die Schnittstellengeschwindigkeit von SATA-II beträgt 300 MiB/s, während der neue SATA-III-Standard eine Übertragungsgeschwindigkeit von 600 MiB/s erreichen kann. Das SATA-Datenkabel ist außerdem deutlich dünner als das ATA-Kabel, was sich positiv auf die Luftzirkulation im Gehäuse auswirkt und die Kabelorganisation erleichtert.

　 SCSI-Schnittstelle: Der vollständige Name lautet Small Computer System Interface (Schnittstelle für kleine Computersysteme). Sie hat viele Generationen der Entwicklung durchlaufen, vom frühen SCSI-II bis zum aktuellen Ultra320 SCSI und Fiber-Channel (Glasfaserkanal). auch verschiedene Schnittstellentypen. SCSI-Festplatten werden häufig in Personalcomputern und Servern auf Workstation-Ebene verwendet. Daher verwenden sie fortschrittlichere Technologien, wie z. B. eine hohe Festplattengeschwindigkeit von 15.000 U/min, und die CPU-Auslastung ist bei der Datenübertragung geringer höher als bei ATA und SATA mit gleicher Kapazität. Festplatten sind teurer.

　 SAS-Schnittstelle: Der vollständige Name ist Serial Attached SCSI. Es handelt sich um eine neue Generation der SCSI-Technologie, die mit SATA-Festplatten kompatibel ist. Sie alle verwenden serielle Technologie, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen, die 12 Gbit/s erreichen können. Darüber hinaus wird der Innenraum des Systems durch die Reduzierung der Anschlusskabel verbessert.

　FC-Schnittstelle: Der vollständige Name lautet Fibre Channel (Fibre Channel-Schnittstelle). Festplatten mit dieser Schnittstelle verfügen über die Eigenschaften von Hot-Swap-Fähigkeit, Hochgeschwindigkeitsbandbreite (4 Gbit/s oder 10 Gbit/s), Remote-Verbindung usw Verwendung einer Glasfaserverbindung; interne Übertragungsrate. Es ist auch höher als bei gewöhnlichen Festplatten. Der Preis ist jedoch hoch, sodass die FC-Schnittstelle normalerweise nur im Bereich von High-End-Servern verwendet wird

Heute sind die meisten gewöhnlichen mechanischen Festplattenschnittstellen SATA und die meisten Solid-State-Festplattenschnittstellen sind SAS

3. Festplattendateisystem

Ein Dateisystem ist eine Methode und Datenstruktur, die vom Betriebssystem verwendet wird, um Dateien auf einem Speichergerät (üblicherweise einer Festplatte, aber auch einem NAND-Flash-basierten Solid-State-Laufwerk) oder einer Partition zu identifizieren. das ist eine Methode zum Organisieren von Dateien auf einem Speichergerät. Die Softwareorganisation, die für die Verwaltung und Speicherung von Dateiinformationen im Betriebssystem verantwortlich ist, wird als Dateiverwaltungssystem oder kurz Dateisystem bezeichnet. Eine Schnittstelle zu einem Dateisystem, einer Sammlung von Software zur Manipulation und Verwaltung von Objekten, Objekten und Attributen. Aus Systemsicht ist ein Dateisystem ein System, das den Speicherplatz von Dateispeichergeräten organisiert und zuweist, für die Dateispeicherung verantwortlich ist und gespeicherte Dateien schützt und abruft. Insbesondere ist es dafür verantwortlich, Dateien für Benutzer zu erstellen, Dateien zu speichern, zu lesen, zu ändern und zu sichern, den Dateizugriff zu kontrollieren und Dateien zu widerrufen, wenn Benutzer sie nicht mehr verwenden. Das Dateisystem ist Teil des Softwaresystems. Seine Existenz ermöglicht es Anwendungen, abstrakte benannte Datenobjekte und Speicherplatz variabler Größe zu nutzen. Verwalten und planen Sie den Speicherplatz von Dateien, stellen Sie die logische Struktur, die physische Struktur und die Speichermethode von Dateien bereit; realisieren Sie die Zuordnung von Dateien von der Identifizierung zu tatsächlichen Adressen, realisieren Sie die Steuervorgänge und Zugriffsvorgänge von Dateien, realisieren Sie die gemeinsame Nutzung von Dateiinformationen und Bereitstellung zuverlässiger Dateien. Vertraulichkeits- und Schutzmaßnahmen. Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen für Dokumente.

Gemeinsame Dateisystemtypen

FAT:
Unter Win 9X beträgt die von FAT16 unterstützte maximale Partition 2 GB. Wir wissen, dass Computer Informationen auf der Festplatte in Bereichen speichern, die „Cluster“ genannt werden. Je kleiner die verwendeten Cluster sind, desto effizienter können Informationen gespeichert werden. Im Fall von FAT16 gilt: Je größer die Partition, desto größer der Cluster und desto geringer die Speichereffizienz, was unweigerlich zu einer Verschwendung von Speicherplatz führt. Und mit der kontinuierlichen Verbesserung der Computerhardware und -anwendungen kann sich das FAT16-Dateisystem nicht mehr gut an die Systemanforderungen anpassen. In diesem Fall wurde das erweiterte Dateisystem FAT32 eingeführt.

NTFS:
　Das NTFS-Dateisystem ist ein sicherheitsbasiertes Dateisystem und eine einzigartige Dateisystemstruktur, die von Windows NT übernommen wird. Es basiert auf dem Schutz von Datei- und Verzeichnisdaten und sorgt gleichzeitig für die Einsparung von Speicherressourcen und die Reduzierung des Festplattenspeicherplatzes ein fortschrittliches Dateisystem. Das weit verbreitete Windows NT 4.0 verwendet das NTFS 4.0-Dateisystem. Ich glaube, dass die leistungsstarke Systemsicherheit, die es mit sich bringt, bei der Mehrheit der Benutzer einen tiefen Eindruck hinterlassen hat. Win 2000 verwendet eine aktualisierte Version des NTFS-Dateisystems NTFS 5.0. Seine Einführung ermöglicht es Benutzern, Computer nicht nur so bequem und schnell wie Win 9X zu bedienen und zu verwalten, sondern auch die Systemsicherheit von NTFS zu genießen.

exFAT:
　Der vollständige Name ist Extended File Allocation Table File System, Extended FAT, die erweiterte Dateizuordnungstabelle, ist ein System, das von Microsoft in Windows Embeded 5.0 und höher eingeführt wurde (einschließlich Windows CE 5.0, 6.0, Windows). Mobile5, 6, 6.1) Ein für Flash-Speicher geeignetes Dateisystem, das eingeführt wurde, um das Problem von FAT32 und anderen Dateien zu lösen, die 4G und größere Dateien nicht unterstützen.

RAW:
　RAW-Dateisystem ist ein Dateisystem, das von unverarbeiteten oder unformatierten Datenträgern generiert wird. Im Allgemeinen gibt es mehrere Möglichkeiten, die dazu führen, dass ein normales Dateisystem zu einem RAW-Dateisystem wird: keine Formatierung, Formatierung, Abbruch des Vorgangs auf halbem Weg, schlecht Sektoren auf der Festplatte, unvorhersehbare Fehler auf der Festplatte oder Viren. Der schnellste Weg, das Problem des RAW-Dateisystems zu lösen, besteht darin, es sofort zu formatieren und es mit einer Antivirensoftware vollständig zu desinfizieren.

Ext:
　 Ext2: Ext ist das Standarddateisystem im GNU/Linux-System zeichnet sich durch eine extrem hohe Leistung beim Zugriff auf Dateien aus. Nun, es zeigt weitere Vorteile für kleine und mittlere Dateien, was hauptsächlich auf das hervorragende Design seiner Cluster-Cache-Schicht zurückzuführen ist.
　Ext3: Es handelt sich um ein Journaling-Dateisystem, eine Erweiterung des ext2-Systems, und es ist mit ext2 kompatibel. Der Vorteil eines Journaled File Systems besteht darin, dass das Dateisystem bei Nichtgebrauch über eine Cache-Schicht verfügt, die an seinem Betrieb beteiligt ist, sodass die Daten in der Cache-Schicht auf die Festplatte zurückgeschrieben werden können. Daher müssen beim Herunterfahren des Systems alle seine Dateisysteme vor dem Herunterfahren von Ext4 heruntergefahren werden: Der Linux-Kernel unterstützt seit 2.6.28 offiziell das neue Dateisystem Ext4. Ext4 ist eine verbesserte Version von Ext3, die einige wichtige Datenstrukturen in Ext3 ändert und nicht nur eine Protokollierungsfunktion hinzufügt, wie es Ext3 bei Ext2 getan hat. Ext4 kann eine bessere Leistung und Zuverlässigkeit sowie umfangreichere Funktionen bieten.

XFS:

　 Es handelt sich um ein Hochleistungsprotokolldateisystem und das Standarddateiverwaltungssystem in RHEL 7. Seine Vorteile kommen besonders nach einer unerwarteten Ausfallzeit zum Tragen, das heißt, es kann möglicherweise beschädigte Dateien schnell wiederherstellen .-Dateien und die leistungsstarke Protokollierungsfunktion erfordert nur eine sehr geringe Rechen- und Speicherleistung. Und die maximal unterstützte Speicherkapazität beträgt 18 EB, was fast alle Anforderungen erfüllt.

HFS: 　Hierarchical File System (HFS) ist ein Dateisystem, das von Apple Computer entwickelt und unter Mac OS verwendet wird. Ursprünglich für die Verwendung mit Disketten und Festplatten konzipiert, ist es auch auf schreibgeschützten Medien wie CD-ROMs zu finden.

4. RAID Redundant Array of Independent Disks

Grundprinzip:

　 RAID ist ein Festplattensubsystem, das aus mehreren unabhängigen Hochleistungsfestplatten besteht und somit eine höhere Speicherleistung und Datenredundanztechnologie bietet. RAID ist eine Art Multi-Disk-Verwaltungstechnologie, die der Host-Umgebung Hochleistungsspeicher zu moderaten Kosten und hoher Datenzuverlässigkeit bietet. Zwei Hauptziele von RAID sind die Verbesserung der Datenzuverlässigkeit und der E/A-Leistung. In einem Festplatten-Array sind die Daten auf mehrere Festplatten verteilt, für das Computersystem sehen sie jedoch wie eine einzelne Festplatte aus. Redundanz wird durch das gleichzeitige Schreiben derselben Daten auf mehrere Festplatten (typischerweise Spiegelung) oder durch das Schreiben berechneter Prüfdaten in das Array erreicht. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Daten verloren gehen, wenn eine einzelne Festplatte ausfällt.

　Es gibt drei Schlüsselkonzepte und -technologien bei RAID: Spiegelung, Datenstripping und Datenparität:

　Spiegelung, das Kopieren von Daten auf mehrere Festplatten, kann einerseits die Zuverlässigkeit verbessern, andererseits können Daten von zwei oder mehreren Festplatten gelesen werden mehr Replikate gleichzeitig, um die Leseleistung zu verbessern. Offensichtlich ist die Schreibleistung der Spiegelung etwas geringer und es dauert länger, sicherzustellen, dass die Daten korrekt auf mehrere Festplatten geschrieben werden.

Datenstriping speichert Datenfragmente auf mehreren verschiedenen Festplatten und bildet im Gegensatz zu mehreren Kopien eines Spiegels eine vollständige Datenkopie. Dies wird normalerweise aus Leistungsgründen verwendet. Daten-Striping weist eine höhere Parallelitätsgranularität auf. Beim Zugriff auf Daten können Daten, die sich auf verschiedenen Festplatten befinden, gleichzeitig gelesen und geschrieben werden, wodurch eine erhebliche Verbesserung der I/O-Leistung erzielt wird.
Die Datenüberprüfung verwendet redundante Daten, um Datenfehler zu erkennen und zu reparieren. Redundante Daten werden normalerweise mithilfe von Algorithmen wie Hamming-Codes und XOR-Operationen berechnet. Die Verwendung der Verifizierungsfunktion kann die Zuverlässigkeit, Robustheit und Fehlertoleranz des Festplatten-Arrays erheblich verbessern. Die Datenüberprüfung erfordert jedoch das Lesen von Daten von mehreren Stellen sowie die Durchführung von Berechnungen und Vergleichen, was sich auf die Systemleistung auswirkt.
Unterschiedliche RAID-Level nutzen eine oder mehrere der drei Technologien, um unterschiedliche Datenzuverlässigkeit, Verfügbarkeit und E/A-Leistung zu erzielen. Was die zu entwerfende Art von RAID (oder sogar eine neue Ebene oder einen neuen Typ) oder den zu verwendenden RAID-Modus angeht, ist es notwendig, eine vernünftige Entscheidung auf der Grundlage eines tiefen Verständnisses der Systemanforderungen zu treffen und eine umfassende Kompromissentscheidung zu treffen Bewertung von Zuverlässigkeit, Leistung und Kosten.

Die Hauptvorteile von RAID sind wie folgt:

(1) Große Kapazität

　Dies ist ein offensichtlicher Vorteil von RAID. Es erweitert die Kapazität der Festplatte und verfügt über enormen Speicherplatz. Jetzt kann die Kapazität einer einzelnen Festplatte mehr als 1 TB erreichen, sodass die Speicherkapazität von RAID das PB-Niveau erreichen kann, was den meisten Speicheranforderungen gerecht wird. Im Allgemeinen ist die verfügbare RAID-Kapazität geringer als die Gesamtkapazität aller Mitgliedsfestplatten. Verschiedene Ebenen von RAID-Algorithmen erfordern einen bestimmten Redundanz-Overhead, und der spezifische Kapazitäts-Overhead hängt vom verwendeten Algorithmus ab. Wenn der RAID-Algorithmus und die Kapazität bekannt sind, kann die nutzbare Kapazität des RAID berechnet werden. Typischerweise liegt die RAID-Kapazitätsauslastung zwischen 50 % und 90 %.

(2) Hohe Leistung

　Die hohe Leistung von RAID profitiert von der Data-Striping-Technologie. Die I/O-Leistung einer einzelnen Festplatte wird durch Computertechnologie wie Schnittstelle und Bandbreite begrenzt. Die Leistung ist oft sehr begrenzt und kann leicht zu einem Engpass für die Systemleistung werden. Durch Daten-Striping verteilt RAID die Daten-I/O auf die Mitgliedsfestplatten, was zu einer Gesamt-I/O-Leistung führt, die exponentiell höher ist als die einer einzelnen Festplatte.

(3) Zuverlässigkeit

　 Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sind weitere wichtige Merkmale von RAID. Theoretisch sollte ein RAID-System, das aus mehreren Festplatten besteht, weniger zuverlässig sein als eine einzelne Festplatte. Hier gibt es eine implizite Annahme: Ein einzelner Festplattenausfall führt dazu, dass das gesamte RAID nicht mehr verfügbar ist. RAID durchbricht diese Annahme, indem es Datenredundanztechnologien wie Spiegelung und Datenparität verwendet. Spiegelung ist die primitivste Redundanztechnologie. Sie kopiert die Daten von einem bestimmten Satz von Festplattenlaufwerken vollständig auf einen anderen Satz von Festplattenlaufwerken, um sicherzustellen, dass immer eine Kopie der Daten verfügbar ist. Verglichen mit dem 50-prozentigen Redundanzaufwand der Spiegelung ist die Datenüberprüfung viel geringer. Sie verwendet überprüfungsredundante Informationen, um Daten zu überprüfen und zu korrigieren. Die RAID-Redundanztechnologie verbessert die Datenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit erheblich und stellt sicher, dass beim Auftreten mehrerer Festplattenfehler keine Daten verloren gehen und der kontinuierliche Betrieb des Systems nicht beeinträchtigt wird.

(4) Verwaltbarkeit

　Tatsächlich ist RAID eine Virtualisierungstechnologie, die mehrere physische Festplattenlaufwerke in ein logisches Laufwerk mit großer Kapazität virtualisiert. RAID ist ein einzelnes, schnelles und zuverlässiges Festplattenlaufwerk mit großer Kapazität für ein externes Hostsystem. Auf diese Weise können Benutzer Anwendungssystemdaten auf diesem virtuellen Laufwerk organisieren und speichern. Aus Sicht der Benutzeranwendungen kann das Speichersystem einfach und benutzerfreundlich gestaltet werden, und auch die Verwaltung ist sehr komfortabel. Da RAID einen Großteil der Speicherverwaltungsarbeit intern übernimmt, müssen Administratoren nur ein einziges virtuelles Laufwerk verwalten, was eine Menge Verwaltungsarbeit spart. RAID kann Festplattenlaufwerke dynamisch hinzufügen und entfernen und kann automatisch eine Datenüberprüfung und Datenrekonstruktion durchführen, was die Verwaltungsarbeit erheblich vereinfachen kann.

Häufig verwendete RA-ID-Schemata sind:

RAID0

• Wenn die Daten vom Speicherpuffer auf die Festplatte geschrieben werden, werden die Daten entsprechend der Anzahl der Festplatten in N Teile unterteilt Die Daten werden gleichzeitig auf N Blöcke auf der Festplatte geschrieben, sodass die Gesamtdatenschreibgeschwindigkeit N-mal höher ist als die einer Festplatte. Das Gleiche gilt für das Lesen, sodass RAID0 eine extrem schnelle Datenlese- und Schreibgeschwindigkeit aufweist, RAID0 jedoch keine Datensicherung durchführt. Solange eine der N Festplatten beschädigt ist, wird die Datenintegrität und die Daten auf allen Festplatten zerstört wird beschädigt.

RAID1

• Wenn Daten auf die Festplatte geschrieben werden, wird eine Kopie der Daten gleichzeitig auf zwei Festplatten geschrieben, sodass eine Beschädigung einer Festplatte nicht zu Datenverlust führt. Legen Sie eine neue Festplatte zum Kopieren ein die Daten Automatische Reparatur mit extrem hoher Zuverlässigkeit.

RAID3

• Unter normalen Umständen werden zwei Festplatten auf einem Server nicht gleichzeitig beschädigt. Wenn nur eine Festplatte beschädigt ist, können die Daten der beschädigten Festplatte mithilfe der Daten der anderen wiederhergestellt werden Festplatten. Auf diese Weise wird nicht nur Zuverlässigkeit und Leistung gewährleistet, sondern auch die Festplattenauslastung erheblich verbessert.
• Wenn die Daten auf die Festplatte geschrieben werden, werden die Daten in N-1 Teile aufgeteilt, gleichzeitig auf N-1 Festplatten geschrieben und die Verifizierungsdaten werden auf der N-ten Festplatte aufgezeichnet. Wenn eine Festplatte beschädigt ist (einschließlich der Verifizierungsdaten). Festplatte), Alle können mithilfe von Daten von anderen N-1-Festplatten repariert werden.
• Aber in Szenarien mit vielen Datenänderungen führt jede Festplattenänderung dazu, dass die N-te Festplatte die Verifizierungsdaten neu schreibt. Die Folge häufigen Schreibens ist, dass die N-te Festplatte anfälliger für Beschädigungen ist als andere Festplatten und häufig ausgetauscht werden muss Daher wird RAID3 in der Praxis selten verwendet.

RAID5

• Im Vergleich zu RAID3 ist RAID5 die am häufigsten verwendete Lösung.
• RAID5 ist RAID3 sehr ähnlich, aber die Prüfdaten werden nicht auf die N-te Festplatte geschrieben, sondern spiralförmig auf alle Festplatten geschrieben. Auf diese Weise wird die Änderung der Prüfdaten auch auf alle Festplatten gemittelt, wodurch verhindert wird, dass RAID3 häufig auf eine Festplatte schreibt.

RAID6

• Wenn die Daten eine hohe Zuverlässigkeit erfordern und zwei Festplatten gleichzeitig beschädigt sind (oder die Betriebs- und Wartungsverwaltungsebene relativ rückständig ist), ist eine Festplatte beschädigt, wurde aber nicht ersetzt, was zu einer anderen führt (Fehler) (einer Festplatte) müssen die Daten noch repariert werden und RAID6 kann zu diesem Zeitpunkt verwendet werden.
• RAID6 ähnelt RAID5, die Daten werden jedoch nur auf N-2-Festplatten geschrieben und Paritätsinformationen (mit unterschiedlichen Algorithmen generiert) werden spiralförmig auf die beiden Festplatten geschrieben.

RAID10

• kombiniert die beiden Lösungen RAID0 und RAID1, teilt alle Festplatten gleichmäßig in zwei Festplatten auf und Daten werden gleichzeitig auf zwei Festplatten geschrieben, was RAID1 entspricht, aber N/2 Blöcke auf jeder Festplatte aktiviert sind Auf der Festplatte wird die RAID0-Technologie zum gleichzeitigen Lesen und Schreiben verwendet, was nicht nur die Zuverlässigkeit, sondern auch die Leistung verbessert. Allerdings wird die Hälfte der Festplatte zum Schreiben von Sicherungsdaten verwendet . Festplattenpartitionierung

Um zu vermeiden, dass Daten in einem zu großen Raum gespeichert oder gelesen werden und die Zugriffseffizienz verringert wird, oder um Daten zu klassifizieren und zu speichern, muss ein Festplattenspeicher in mehrere Bereiche unterteilt werden. Dies ist die sogenannte Festplattenpartition.

MBR-Partition (auch bekannt als msdos-Partition, traditionell)

• 1. physischer Sektor auf 0 Zylinder, 0 Kopf, 1 Sektor BR wird im gespeichert Bereich.
• Unterstützt bis zu 2 TB Festplatte
• Unterstützt bis zu 4 primäre Partitionen oder 3 primäre Partitionen und 1 erweiterte Partition
• Die erweiterte Partition kann in mehrere logische Partitionen unterteilt werden, die Anzahl ist nicht begrenzt
• Unterstützt herkömmliches BIOS-Booten

GPT-Partitionsverwaltung

• GPT verwaltet den Speicherplatz in logischen Blöcken (LB) als Grundeinheit.
• Der erste logische Block der Festplatte speichert den MBR und gewährleistet so die Kompatibilität mit MSDOS-Partitionen.
• Die nächsten 33 logischen Blöcke, 1 Block speichert EFI-Informationen und 32 Blöcke speichern die Partitionstabelle (4 Partitionseinträge pro Block).
• Der letzte 33 der logischen Festplattenblöcke für die Sicherung.
• Kann Festplatten mit mehr als 2 TB unterstützen.
• Es gibt keinen Unterschied zwischen primären und erweiterten Partitionen.
• Unterstützt UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) und herkömmliche BIOS-Startmethoden Der Prozess der Initialisierung eines Datenspeichergeräts, um Daten für die Speicherung vorzubereiten, also der Prozess der Generierung eines neuen Dateisystems in einer Partition. Jede Partition muss mit einem Dateisystem formatiert werden, bevor sie Daten speichern kann.

Sektor |. Physischer Block

Auf einem Festplattenspeichergerät ist ein Sektor die kleinste Speichereinheit. Die herkömmliche Größe eines Sektors beträgt 512 B. Bei neuen Festplatten, die das Werk verlassen, kann ein Sektor jedoch auf 4 KB eingestellt werden. Normalerweise werden bei der Aufteilung von Festplattenpartitionen Sektoren oder physische Blöcke als Grundeinheit verwendet. Sektor ist ein physisches Konzept.

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Cluster |. Logischer Block

Ein Cluster oder logischer Block kann einem Sektor oder einer Gruppe von Sektoren entsprechen und wird für Speicherplatz im Dateisystem verwendet. Ein einzelnes Bit wird zugewiesen Logik. Cluster ist ein logisches Konzept.

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