H3SE存储培训教材-第一部分1硬盘技术.ppt

H3CH3SE存储培训教材硬盘技术,日期：2007718,存储产品部总工办,学习目标,硬盘的结构及主要技术,硬盘的种类及发展趋势,企业级硬盘与桌面级硬盘的区别,目前主要的硬盘厂商,硬盘类型选择,1,2,3,4,5,硬盘的结构及主要技术,硬盘结构,主轴马达(SpindleMotor),磁头,基座(BasePlate),磁头停放区(ParkingZone),盘片(Media),传动部件,接口,容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基本单位单碟容量：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转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM（RoundPerMinute)，即每分钟盘片转动圈数缓存：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,常用指标,硬盘的主要指标（一）,常用指标,平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间平均寻道时间：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MTBF：MeanTimeBetweenFailure，平均无故障时间,硬盘的主要指标（二）,常用指标,S.M.A.R.T：Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology，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TCQ：TaggedCommandQueuing，标记命令队列NCQ：NativeCommandQueuing，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DutyCycle：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%即表示硬盘每天24小时不停在进行读写操作SCT：即S.M.A.R.TCommandTransport，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）来保证硬盘可靠性,硬盘的主要技术,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,转速和缓存对硬盘性能的影响,垂直磁记录,在硬盘目前所使用的水平记录技术下，存储容量离极限越来越近垂直磁记录技术有助于在保证记录质量的同时进一步提高存储密度,硬盘的种类及发展趋势,硬盘类型及接口,SAS,SATA,FC,SCSI,ATA/IDE,LC,SC,硬盘类型,接口视图,硬盘发展历史及趋势,硬盘接口发展趋势,ATA/IDE接口硬盘简介,ATA(AdvancedTechnologyAttachment)高级技术附加装置ATA硬盘是传统的桌面级硬盘，主要应用于个人PC机，也经常称为IDE（IntegratedDriveElectronics）硬盘ATA接口为并行ATA技术，下一代的产品是串行ATA（SATA）,SCSI接口硬盘介绍,SCSI(SmallComputerSystemInterface)小型计算机系统接口SCSI硬盘并发处理性能优异，常应用于企业级存储领域SCSI硬盘采用并行接口，接口速率目前发展到320MB/s，基本已经达到极限，将来必被其串行版本SAS（SerialAttachedSCSI）硬盘所替代,FC接口硬盘介绍,FC硬盘采用FC-AL(FiberChannelArbitratedLoop，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FC-AL支持全双工工作方式FC-AL利用类似SATA/SAS所用的4芯连接，提供一种单环拓扑结构，一个控制器能访问126个硬盘,SATA接口硬盘介绍,SATA：SerialATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)串行ATASATA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/sSATA硬盘采用点对点连接方式，支持热插拔，即插即用,SATA技术,SATAII有以下五个主要特性：更高的端口传输率（300MB/s）本机命令队列（NCQ）组件管理（EnclosureManagement），比如风扇控制，温度控制，新硬盘指示，坏硬盘指示，硬盘状态指示等端口复用（PortMultiplier），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接口硬盘介绍,SAS(SerialAttachedSCSI)串行连接SCSISAS是一种点对点、全双工、双端口的接口SAS专为满足高性能企业需求而设计，并且兼容SATA硬盘，为企业用户带来前所未有的灵活性,SAS技术优点,性能：能够提供3.0Gbit/s的传输率，规划到12.0Gbit/s兼容性：SAS连接器可以同时支持SATA和SAS硬盘可扩展性：通过Expander可以扩展到16000个设备支持世界范围唯一的设备ID号，提高了设备寻址能力支持更长距离的电缆，在无光纤传输能力的情况下，电缆长度可以到10米灵活性：SAS可以使用现有的SCSI命令集，保护企业现有SCSI软件的投资，继承了SCSI的高可用性，并在SCSI命令排队方面进行了优化SAS完全承袭了SCSI的优势，采用串行技术性能得到进一步提升，同时还考虑了向下兼容SATA的问题，因此用户可以根据不同的需求和承受能力，