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数据中心集中管理主机、存储、网络、应用等部件。

一、应用

        应用会对操作系统发起请求，对存储系统进行读写。根据应用的I/O特性对存储系统的性能是有很大影响的，应用的I/O特性有

• 随机I/O：时间上连续的读写操作，其访问地址并不连续，如即时通信；

• 顺序I/O：读写操作连续从相信地址访问数据，即按逻辑块逐个进行。在顺序I/O中，磁盘寻道时间很少，如数据备份，它产生的主要是顺序I/O。

        我们应该根据不同的I/O来选择存储设备。

二、主机

        主机由CPU、内存、I/O设备等构成。

        1. 内存虚拟化

        内存虚拟化，指操作系统创建一个由物理内存和一部分硬盘组成的虚拟内存，它由虚拟内存处理器(virtual memory manager, VMM)管理。当虚拟内存地址指向硬盘时，VMM就从硬盘获取数据。虚拟内存中的硬盘部分叫做交换空间或页文件，被当作物理内存来对待。不过访问交换空间要比访问物理内存慢。

        2. 设备驱动

        一种专用软件，用于完成操作系统与某种设备（如键盘、显示器等）的交互。

        3. 卷处理器

        逻辑卷处理器(Logical Volume Manager, LVM)介于物理磁盘与文件系统之间，能够更加高效、灵活地管理存储。如可以根据文件系统要求，将不同分区设置成不同的文件系统，也可以将多个物理磁盘串联成一个逻辑卷，统一管理，如下图所示。

     

LVM包括物理卷(physical volume, PV)、卷组(volume group)和逻辑卷(logical volume, LV)。

• 物理卷：一个物理磁盘即一个物理卷；

• 卷组：一个卷组由一个或多个物理卷组合而成；

• 逻辑卷：在在给定的卷组中创建。一个逻辑卷可以被认为是一个虚拟磁盘分区，而卷组则可以被认为是一个磁盘。一个卷组可以划分为许多逻辑卷。

       4. 文件系统

        常见的文件系统有FAT32、NTFS、EXT2/3等。

三、连接

主机和存储设备的连接通过物理部件和接口协议实现，最常见的协议有小型计算机接口协议(SCSI)、光纤通道(Fibre Channel)、互联网协议(Internet Protocol)等。

四、磁盘驱动器性能

磁盘服务时间是指磁盘完成一个I/O请求所花费的时间。影响它的因素有以下三个：

• 寻道时间：即读写着在盘面上移动到正确的磁道上所需的时间；

• 旋转延迟：读写着移动到正确的磁道后，盘片旋转，将请求的扇区移到读写头下所需要的时间；

• 数据传输速率：单位时间内磁盘能够传输到HBA(主机总线适配器，用于主机和存储设备的连接)的平均数据量。

五、数据访问

存储设备可能在主机内部，也可以在主机外部。外部存储设备直连到主机上，也可以通过网络连到主机，前者称为直连存储（direct-attached storage, DAS），后者为存储网络。直连存储的扩展性差，存储阵列的端口数限制了可直连的主机数。

通过网络访问数据通常有三种方式：块级别、文件级别和对象级别。如下图：

  

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