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ISO26262_百度百科
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ISO 26262《道路车辆功能安全》国际标准是针对总重不超过3.5吨八座乘用车,以安全相关电子电气系统的特点所制定的功能安全标准,基于《安全相关电气/电子/可编程电子系统功能安全》制定,在日正式发布。ISO 26262是史上第一个适用于大批量量产产品的(Functional Safety)标准。特别需要注意的是,ISO 26262仅针对安全相关电子电气系统,包含电机、电子与软件零件,不应用于非电子电气系统(如机械、液压等)。功能安全之设计议题在汽车领域已被重视,因其关系人员安全与公司商誉等问题,透过与(Hazard Analysis & Risk Assessment,HARA)及设计架构,使功能安全需求等级得到一致性的分析结果,以利汽车电子系统之生命周期考虑到所需失效防止技术与管理要求,并借由设计开发、查证(Verification)及确认(Validation)等(CMMI-DEV)流程加以实现,使得产品之功能安全符合所需汽车安全完整性等级(ASIL)。
ISO26262简介
ISO26262是从电子、电气及可编程器件功能安全基本标准IEC61508派生出来的,主要定位在汽车行业中特定的电气器件、、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件,旨在提高、电气产品功能安全的国际标准。
ISO2年11月起正式开始制定,经历了大约6年左右的时间,已于2011年11月正式颁布,成为国际标准。中国也正在积极进行相应国标的制定。
安全在将来的汽车研发中是关键要素之一,新的功能不仅用于辅助驾驶,也应用于车辆的动态控制和涉及到安全工程领域的主动安全系统。将来,这些功能的研发和集成必将加强安全系统研发过程的需求,同时,也为满足所有预期的安全目的提供证据。
随着系统复杂性的提高,软件和机电设备的应用,来自系统失效和随机硬件失效的风险也日益增加,制定ISO 26262标准的目的是使得人们对安全相关功能有一个更好的理解,并尽可能明确地对它们进行解释,同时为避免这些风险提供了可行性的要求和流程。。
ISO 26262为汽车安全提供了一个(管理、开发、生产、经营、服务、报废)理念,并在这些生命周期阶段中提供必要的支持。该标准涵盖功能性安全方面的整体开发过程(包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置)。
ISO 26262标准根据安全风险程度对系统或系统某组成部分确定划分由A到D的安全需求等级(Automotive Safety Integrity Level 汽车安全完整性等级ASIL),其中D级为最高等级,需要最苛刻的安全需求。伴随着ASIL等级的增加,针对系统硬件和软件开发流程的要求也随之增强。对系统供应商而言,除了需要满足现有的高质量要求外还必须满足这些因为安全等级增加而提出的更高的要求。
ISO26262应用
系统安全可以从大量的安全措施中获得,包括各种技术的应用(如:机械,液压,,电力,电子,可编程电子元件)。尽管ISO26262是相关于E/E系统的,但它仍然提供了基于其他相关技术的安全相关系统的框架。
ISO26262:
-提供了汽车生命周期(管理,研发,生产,运行,服务,拆解)和生命周期中必要的改装活动。
-提供了决定风险等级的具体风险评估方法(汽车安全综合等级,ASILs)
-使用ASILs方法来确定获得可接受的残余风险的必要安全要求。
-提供了确保获得足够的和可接受的安全等级的有效性和确定性措施。
功能安全受研发过程(包括具体要求,设计,执行,整合,验证,有效性和配置),生产过程和服务流程以及管理流程的影响。
安全事件总是和通常的功能和质量相关的研发活动及产品伴随在一起。ISO26262强调了研发活动和产品的安全相关方面
ISO26262主要用于安装在最大毛重不超过3.5吨的乘用车上的一个或多个E/E系统的安全相关系统。ISO26262唯一不适用于为残疾人设计的特殊目的车辆的E/E系统。系统研发早于ISO26262出版日期的,也不在标准的要求之内。ISO26262表述了由E/E安全相关系统,包括这些系统的互相影响,故障导致的可能的危险行为,不包括电击,火灾,热,辐射,有毒物质,可燃物质,反应物质,,能量释放及类似的危险,除非这些危险是由于E/E安全相关系统故障导致的。
ISO26262组成
ISO26262对E/E系统的标称性能没有要求,对这些系统的功能性性能标准也没有什么要求(例如:主被动安全系统,刹车系统,ACC等)
ISO26262主要包括以下几个部分:
Part 1:定义
Part 2:功能安全管理
Part 3:概念阶段
Part 4:产品研发:系统级
Part 5:产品研发:硬件级
Part 6:产品研发:软件级
Part 7:生产和操作
Part 8:支持过程
Part 9:基于ASIL和安全的分析
Part 10:ISO26262导则
Dittel T, Aryus H J. How to “Survive” a Safety Case According to ISO 26262[C]// Computer Safety, Reliability, and Security, International Conference, Safecomp 2010, Vienna, Austria, September 14-17, 2010. Proceedings. DBLP, .
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反射滤波器
反射滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,主要应用于线路中,主要作用是将阻带频率反射回信号源的电子装置。滤波是抑制传导干扰的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰的频谱比要接收的信号的频谱宽得多,因此当接收器接收有用信号时也会接收干扰信号。采用滤波器能限制接收信号的频带以抑制无用的干扰,而不影响有用信号,即可提高接收器的,可以显著减小的电平。
反射滤波器概述
反射滤波器是由、元件等电抗元件或它们的组合网络组成的滤波器。这种滤波器不消耗能量,而是将不希望出现的频率的反射回去,以达到选择频率、滤波的目的。
设计时应使滤波器具有这样的特性,即在带通内呈现低的串联阻抗和高的并联阻抗,而在阻带范围内其并联阻抗很小而串联阻抗很高。常用的滤波器种类很多,有T型、兀型、I型和C型等。这些滤波器电路可以互相转换,即完成同一功能可以有几种型式的结构,且它们的数值是一一对应的。  选择不同的滤波器时应注意其所要求的源阻抗和负载阻抗
反射滤波器滤波器作用
使用滤波器的目的是分离信号、抑制干扰。干扰频谱成分一般不同于有用信号的频率,滤波器对这些与有用信号频率不同的成分具有良好的抑制作用,从而达到抑制干扰的目的
反射滤波器滤波器网络
滤波器具有由集中参数或分布参数的电阻、电感和电容构成的一种网络。这种网络允许某些频率(其中包括  )通过,而对其他频率成分则加以抑制。除了电阻元件、电感元件和电容元件外,滤波器也可以采用等  效于这些元件的其他器件构成,还可以由上述元件组成的复合电路构成
反射滤波器反射滤波器的弊端
当反射滤波器与信号源不匹配时,就会有一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。
反射滤波器提高反射滤波器性能的方法
可在滤波器的进线上使用或套,利用滋环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。
梁曦东,邱爱慈,孙才新等.中国电气工程大典
现代电气工程基础:中国电力出版社,2009.01:第263页
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在工程架构领域里,存储是一个非常重要的方向,这个方向从底至上,我分成了如下几个层次来介绍:
硬件层:讲解磁盘,SSD,SAS, NAS, RAID等硬件层的基本原理,以及其为操作系统提供的存储界面;
操作系统层:即文件系统,操作系统如何将各个硬件管理并对上提供更高层次接口;
单机引擎层:常见存储系统对应单机引擎原理大概介绍,利用文件系统接口提供更高级别的存储系统接口;
分布式层:如何将多个单机引擎组合成一个分布式存储系统;
查询层:用户典型的查询语义表达以及解析;
在进入对硬件层的分析前,让我们来看看电脑主板上各个原件之间的关系。
图1展示了主板上主要元件的结构图,以及他们之间的总线连接情况。核心连接点是北桥和南桥两块芯片。
其中北桥比较吊,连接的都是些高速设备。一般来说只连接CPU,内存和显卡几种设备。不过近些年也出现了PCIE2.0的高速接口接入北桥,使得一些符合标准的设备就可以接入北桥。
而南桥就相对搓了,他负责接入所有低速设备。什么USB,鼠标,磁盘,声卡等等都是接在南桥上的。而不同的设备用途和协议都有很大不同,所以设计了不同的交互协议。由于历史原因,不同设备传输介质可能都不一样,导致总线上布线十分复杂。所以到目前为止,主流设备都已经统一成为了PCI总线,大家一起用这条总线。
我们来模拟一下CPU要从磁盘读入一份数据的过程:
CPU发出一条指令说哥要准备读数据了
这条指令依次通过系统总线,桥间总线,PCI总线传递到了磁盘控制器。控制器收到指令了之后知道这是一次读请求,且读完了是否要发中断的信息。做好一些准备工作,等待读取数据。
CPU再发出一条指令说要读取的逻辑地址
这条指令还是通过系列总线发给磁盘控制器之后。磁盘控制器就忙活了,查找逻辑快对应的物理块地址,查找,寻道等工作,就开始读取数据了。
CPU再发出一条指令说读入内存的地址
当收到这条指令之后,CPU就不管了,他告诉一个叫DMA的总管,说接下来就靠你了。DMA设备会接管总线,负责将磁盘数据通过PCI总线,桥间总线,内存总线同步到内存指定位置。
写操作的过程是类似的,就不累述了。
上面我们只是讲解了在主板上数据流转的过程,但是还有一个黑盒,就是磁盘控制器。这哥们到底是怎么管理的各个磁盘呢?在下一节我们将为你描述。
存储介质原理
上面讲了计算机读取数据的过程。这一章我们来大概说一下常见的存储介质的存储原理。
磁带就跟小时候听歌的时候的磁带类似。一条黑色带子上面有很多小的磁性粒子,根据粒子的南北级来判定0/1。
软盘比磁带要先进一点,记录数据的原理是一样的,只是可以随机读取,而磁带只能顺序读取。
如果说前两个都是古老的东西,技术含量一般的话。硬盘就是一个很有技术含量的存储设备了,主要包含三大设备:
电机的目的是控制磁臂精准定位到磁道,一个磁道可能很小,要精准定位到哪个地方是高科技。
盘面主要有两点。一点是基板要足够光滑平整,不能有任何瑕疵;一点是要将磁粉均匀的镀到基板上。这里有两个高科技,一个是磁粉的制造,一个是如何均匀的镀到基板上。
磁头的主要难点是要控制好跟盘面的距离,跟软盘类似,硬盘也是通过修改磁粉的南北极来记录数据的。如果隔得太远,就感知不到磁性数据了,隔得太近呢,又可能把盘面刮到。当然0/1的表示并不是只有一个磁粉,而是一片区域的磁粉。
现在磁盘都是利用空气动力学,将磁头漂浮在盘面上面一点距离来控制磁头和盘面的距离。但是当硬盘停止工作不转的时候,磁头就肯定掉在盘面上了,所以一般盘面靠近圆心的地方一般都有一块没有磁粉的地方,用于安全停靠磁头。当硬盘要开始工作的时候,磁头在同心圆里面起飞,飞起来了之后再移动到其他地区。
不过我一直在想,是否可以有这样的技术,能在磁臂上装多个磁头,每个磁道对应一个,停止工作的时候就把磁臂固定在某个高度让他不挨着盘面,这样是不是能大大提高硬盘的读写效率,因为这样减少了寻道的时间。
硬盘组成原理图如下:
如上图, 硬盘主要有如下几个概念(概念比较简单,就不解释了):
读写过程得分成两头来说,一头说将数据从各个盘面中读取出来;一头说如何将数据送给计算机。
从盘面中读取数据
我们知道再磁盘中,顺序读取会比随机读取快很多,那么有这么多盘面,磁道,这个顺序到底是什么顺序呢?
假设我们现在是再顺序遍历磁盘上的数据,那么读取顺序是这样的。首先读完最上面一块盘面的最外面一个磁道,等盘面旋转完一圈之后,即这个磁道被读取完毕,然后立即切换到第二块盘面,读第二块盘面的最外面一个磁道,以此类推,直到读完最底下一块盘面。然后磁臂在向内移动一个磁道,重复刚才的过程,直到读到最里面一个磁道。
其实再读取过程中还会更复杂一点,因为盘面是一直匀速高速旋转的,可能在一个扇区过度到下一个扇区的时候,就那么一点时间,可能存在误差,导致下一个扇区的数据没读到。为了解决这个问题,一般数据是在磁道上是间隔存储的。假设一个数据有10个扇区,分别为,d1,d2,...,d10;为了说明这个思想,我们假设一个磁道正好也有10个扇区,分别为,s1,s2,...s10。如果是紧挨着存放的话,那么扇区和数据的对应关系为:[(s1,d1), (s2, d2), ... , (s10, d10)]。这样就存在刚才说的有误差。那么间隔存储的话,映射关系为:[(s1,d1), (s3,d2), (s5,d3), ..., (s2, d10)]。
而且在切换盘面的时候,虽然是电子切换,但是速度还是会有一定延迟,下一个盘面和上一个盘面的起始点位置不能一一对应,也是会有一定错开的。
在古老的磁盘里面,这些值可能还需要用户来设置,不过现在都是厂商给咱们设置好,用户不需要关心了。
由于磁臂的移动要比盘面的切换要慢很多(一个是机械切换,一个是电子切换),所以为了减少磁臂的移动,所以如上的顺序读取会是先读一个柱面,再读取下一个磁道,而不是先读完一个盘面,在读下一个盘面。
那么既然磁臂的移动如此的慢,刚才讲了顺序读取的时候的磁臂移动逻辑。那么在真实情况下,有大量随机访问的情况下,磁臂是如何移动的呢?这里就需要考虑常见的磁臂调度算法了:
RSS:随机调度。这个就是扯蛋,只是拿来给别人做绿叶对比性能用的。
FIFO:先进先出。这个对于随机读取来说,性能很不友好。
PRI:交给用户来管理。这个跟FIFO类似,只不过优先级是由用户来指定的,不仅增加了用户使用磁盘的成本,效率也不见得高。
SSTF:最短时间调度。这个是指磁头总是处理离自己这次请求最近的一次请求处理。这样最大的问题就是会存在饿死的情况。
SCAN:电梯算法。在磁盘上往复。这个是比较常见的算法,跟电梯类似,磁臂就一个磁道一个磁道的动,移动最外面或者最里面的磁道就转向。这个算法不会饿死。
C-SCAN:类似电梯算法,只是单向读取数据。磁臂总是再内圈到外圈的时候读取数据,当到达外圈过后迅速返回内圈,返回过程中不读取数据,在重复之前的过程。
LOOK:类似SCAN,只是会快速返回,如果前面没有读写请求就立即返回。
C-LOOK:类似C-SCAN和SCAN之间的关系。
一般来说,再IO比较少的情况下,SSTF性能会比较好,在IO压力比较大的情况下,SCAN/LOOK算法会更优秀。
大家可以到这里来看看硬盘读取数据的视频:
将数据送给计算机
刚才我们从磁盘中读到了数据,接下来我们讲解磁盘通过什么样的接口跟计算机做交互。这个接口也叫磁盘管理协议。
磁盘管理协议的定义又分成两部分:软件和硬件。其中软件是指指令级,目前指令级就两个:ATA和SCSI;硬件代表数据传输方式,一般都是主板上的导线传输原理,但并不限制,数据甚至可以通过TCP/IP传输。定义一个协议需要同时定义了指令级以及硬件传输方式。
全称是Advanced Technology Attachment,现在看起来不咋地,不过从名字看来,当时这个东西还是很高级的。
这个指令是上个世纪80年代提出的。按照硬件接口的不同,又分成了两类,一类是并行ATA(PATA,一类是串行ATA(SATA)。一开始流行起来的是PATA,也叫IDE。不过由于并行线抗干扰能力太差,排线占空间,不利电脑散热。而更高级的SATA协议自从2000年被提出之后,很快PATA/IDE接口的磁盘就被历史淘汰,目前的ATA接口的磁盘只有SATA磁盘了。
全称是Small Computer System Interface。也是上个世纪80年代提出来的,当时设计他的目的就是为了小型服务器设计的磁盘交互接口。用该接口可以达到更大的转速,更快的传输效率。但是价格也相对较高。
所以目前基本上在服务器领域SCSI磁盘会比较多,在PC机领域SATA硬盘会比较多。不过随着SATA盘的进化以及其得天独厚的价格优势,在服务器领域SATA也在逐步侵蚀SCSI的市场。
不过SCSI也不会坐以待毙,他按照PATA进化成SATA的思路,自己也搞串行化,进化出来了SAS(Serial Attach SCSI)接口。这个接口目前很对市场胃口,不仅价格低廉,而且性能也还不错。所以估计SATA淘汰PATA的一幕在不久的将来也会在SCSI领域里上演。
SCSI指令还可以通过Internet传输(iSCSI),通过FC网络传输(FC-SCSI),这些我们会再后文提及。
ssd是近些年才火起来的存储介质。ssd一般有两种,一种利用flash闪存为芯片,另一种直接用内存(DRAM)作为存储介质,只是在里面加了个电池,在断电以后还能继续用电池来维持数据。
我们本文中讲的ssd全部是都指代前者,即用flash闪存做存储介质。先来看一下ssd的存储原理。
在磁盘中0/1的表示是用的磁粉的南北极的信息,在闪存中则用的是电子信号。他利用的是一种叫浮动门场效应晶体管作为基本存储介质。在该晶体管里面,主要是由两个门电路构成:控制门和浮动门。在两个门之间有一堆电子。当控制门加上一个电势的时候,电子就往浮动门那边跑,然后控制门断开电势,电子会储存在浮动门那边(靠中间的二氧化硅绝缘层),则代表二进制中的0;控制门加一个反向电势的时候,电子跑回到控制门这边,浮动门那边没电子,代表二进制中的1。这样就通过检测浮动门那边的电势就能得到0或者1。而且现在有的ssd制造商,根据不同的电势,将一个晶体管表示的值从0/1拓展到0/1/2/3。这样就使得存储容量翻倍。这种类型的晶体管叫MLC(Multi Level Cell),相对,只表示0/1的叫SLC(Single Level Cell)。不过一般而言,MLC的出错率也高很多,所以目前市面上主流产品还是SLC的。
了解了ssd的基本原理之后,我们来看看ssd是怎么组织这些晶体管的。看如下几个概念:
Page。一般一个Page为4K。则该Page包含4K*8个晶体管,Page是ssd读写的最小单元;
Block。一般128个Page组成一个Block,Block的概念非常重要,读写数据的控制都是针对Block的,待会我们再重点讲一下Block的概念;
Plane。一般2048个Block组成一个P
一块芯片再包含多个Plane,多个Plane之间可以并行操作。
Block的组织,见下图:
如图2,可以看到block中的晶体管是按照井字型组织的。一横排就代表一个Page,所以一个Block一般就有128行,4K*8列。当然,由于还需要针对每个Page加一些纠错数据,所以一般还会多一些列。
横排是控制线,负责给电压,来做充电放电的作用;竖排是读取线,负责读浮动门里的电势之用。
读取的过程是这样的:
假设要读取第三行数据,那么会给第三行控制线的电势置位0,其他127行控制线都会给一个电势,这样就能保证再竖排的读取线上只读到第三行的数据,而读不到其他数据。可以看到ssd再读取数据的时候不再需要寻道这些复杂的事情,速度会比传统的磁盘块很多。
而ssd写入就比较麻烦了,因为ssd无法再一个block内对部分cell充电,对部分cell放电,这样信号会相互干扰从而造成不可预期的情况发生。那ssd怎么处理这个问题呢,那就暴力了,把一个block的数据全部读到ssd自带的内存当中,并做好修改,接下来把整个block全部放电,即擦除所有数据,最后再将内存中整个block写回。可以看到,即使是只修改一个bit的数据,也需要大动干戈,倒腾4K*128这么多数据,所以ssd写数据的代价是很大的。但是瘦死的骆驼比马大,比起机械硬盘,还是要快好几个数量级的。
而且,ssd还有一个很头疼的问题,就是随着充放电次数的增加,中间的二氧化硅绝缘层绝缘效果会逐步降低,当降低到一定程度之后浮动门保存不住电子了的话,这个晶体管就算废了。所以单个晶体管还有擦写次数寿命,目前主流的晶体管这个上限大概是10万的数量级。而MLC的更差,只有1万次左右。
那么针对如上两个问题,ssd目前一般都有哪些解决方案来应对呢?
为了优化写的时候的性能,一般ssd并不在写的时候做擦除。而是在写数据的时候,选择另外一块干净的block写数据。对于老的block数据,会做一个标记,回头定期做擦除工作;
对于坏掉的晶体管,可以通过额外的纠错位来实现。根据不同的纠错算法,可以容忍同一个Page中坏掉的位的个数也是不一样的。如果超过上限,只能报告说不可恢复的错误。
常见存储介质性能数字
最后我们来对比一下目前主流的硬盘和ssd的参数,这是笔者在工作中测试得到的数据,测试数据为各种存储介质在4K大小下的随机/顺序 读/写数据,数字做了模糊化处理,保留了数量级信息,大家看个大概,心里有数即可:
| 测试项\磁盘类型 | SATA | SAS | SSD |
| 顺序读(MB/s) | 400 | 350 | 500 |
| 顺序写(MB/s) | 200 | 300 | 400 |
| 随机读(IOPS) | 700 | 1300 | 7w |
| 随机写(IOPS) | 400 | 800 | 3w |
上面一节中,我们了解了单个磁盘的存储原理和读写过程。在实际生产环境中,单个磁盘能提供的容量和性能还是有限,我们就需要利用一些组合技术将多个磁盘组合起来提供更好的服务。
这一节,我们主要介绍各种磁盘组合技术。首先,我们会看一下最基本的组合技术RAID系列技术;然后,我们在看一下更大规模的集成技术SAN和NAS。
RAID技术是上个世纪80年代提出来的。
RAID0:条带化。读写效率都很高。但是容错很差。
RAID1:镜像存储。读效率可达2倍,写的时候差不多。容错牛B。
RAID2 & RAID3:多加一块校验盘。在RAID0的基础之上多了容错性。RAID2和RAID3的区别是使用了不同的校验算法。而且这两个的校验是针对bit的,所以读写效率很高。
RAID4 & RAID5 & RAID6:这几个都是针对block的,所以效率比RAID2&RAID3要更差一些。RAID4是没有交错,有一块盘就是校验盘;RAID5是有交错,每块盘都有数据和校验信息;RAID6是双保险,存了两个校验值。
目前用得比较多的就是Raid5和Raid1。
Raid的实现方式一般有两种:软Raid和硬Raid。软Raid是指操作系统通过软件的方式,对下封装SCSI/SATA接口的硬盘操作,对上提供虚拟硬盘的接口,中间实现Raid对应逻辑;硬Raid就是一个再普通的SCSI/SATA卡上加了一块芯片,里面执行可以执行Raid对应的逻辑。
现在一般的Raid实现方案都是硬Raid,因为软Raid有如下两个确定:
占用额外的内存和CPU资源;
Raid依赖操作系统,所以操作系统本身无法使用Raid,如果操作系统对应的那块硬盘坏了,那么整个Raid就无法用了;
现在Raid卡一般都比较高级,可以针对插在上面的多块磁盘做多重Raid。比如这三块磁盘做Raid5,另外两块做Raid1。然后对操作系统提供两块『逻辑盘』。这里的逻辑盘对操作系统而言就是一块磁盘,但实际底层可能是多块磁盘。
逻辑盘不一定要占据整块独立的磁盘,同样RAID的几块盘也可以做成多块逻辑盘。假设有三块磁盘做成了Raid5,假设一共有200G空间,也可以从中在划分成两块,每块100G,相当于用户就看到了两块100G的磁盘。不过一般逻辑盘不会跨Raid实现。倒不是不能做,而是没需求,而且对上层造成不一致的印象:这磁盘怎么忽快忽慢的呀。
这个逻辑盘还有一个英语名字:LUN(Logic Unit Number),现在存储系统一般把硬件虚拟出来的盘叫『LUN』,软件虚拟出来的盘叫『卷』。LUN这个名词原本是SCSI协议专属的,SCSI协议规定一条总线最多只能接16个设备(主机或者磁盘),在大型存储系统中,可能有成千上万个设备,肯定是不够的,所以发明了一个新的地址标注方法,叫LUN,通过SCSI_ID+LUN_ID来寻址磁盘。后来这个概念逐步发展成为所有硬件虚拟磁盘了。
操作系统看到逻辑盘之后,一般还要再做一次封装。逻辑盘始终都还是硬件层在做的事情,硬件层实现的特点就是效率高,但是不灵活,比如逻辑盘定好了100G就是100G,空间用光了想要调整为150G就只有干瞪眼了,实现成本很高。为了达到灵活性的目的,所以操作系统还要再做一层封装『卷管理』。这层卷管理就是把逻辑盘在软件层再拆分合并一下,组成新的操作系统真正看到的"磁盘"。
最后操作系统再在这些卷上面去做一些分区,并在分区上安装操作系统等工作。
磁盘独立闹革命
上面都是讲的单台机器内部的磁盘组织方式,而单台机器所提供的存储空间是有限的,毕竟机器大小空间是有限的,只能放得下那么几块盘。在一般的2U的机器里面能放得下20块盘就算是很不错的了。在实际工业需求中,对于一些大型应用来说,肯定是远远不够的。而工业界采用的方案就是:堆磁盘,单台机器装不下这么多磁盘就单独拿一个大箱子来装磁盘,再通过专线接到电脑接口上。
当然,在近些年又发展起来了一块新的技术领域大数据存储的市场——分布式存储。分布式存储价格便宜,但是性能较低,占据了不少不需要太高性能和查询语义不复杂的市场。分布式存储我们后面再谈,现在先看看堆磁盘这条路。
当磁盘多了之后,人们发现,磁盘容量是上去了,但是传输速度还是上不去。默认SCSI的导线传输机制有如下几个限制:
规定最多只能接16个设备,也就是说一个存储设备最多只能有15台机器来访问;
SCSI导线最长不能超过25米,这对机房布线来说造成了很大的挑战;
于是SCSI在一些企业级应用市场开始遭到嫌弃,于是人们就寻求别的硬件解决方案,人们找到了:FC网络。
FC网络是上个世纪80年代研究网络的一帮人搞出来的网络交互方式,跟以太网是同类产品,有自己完整的一套OSI协议体系(从物理链路层到传输层以及应用层)。他就是以太网的高富帅版本,价格更贵,性能更高。而当时FC网络也主要是为了高速骨干网设计的,人家都没想到这东西还在存储系统领域里面大放异彩。
这里提一下,FC中的F是Fibre,而不是Fiber。前者是网络的意思,而不是光线。虽然一般FC网络都采用光纤作为传输介质,但是其主要定义并不只是光纤,而是一整套网络协议。
但是不管怎么样,FC网络的引入,完美解决了SCSI导线的问题:
FC网络就跟以太网类似,有自己的交换机,网络连接方式和路由算法,可以随便连接多少个设备;
光纤传输最大甚至可以有上百公里,也就是说主机在北京,存储可以在青岛;
传输带宽更大;
并且只是替换了硬件层的东西,指令集仍然是SCSI,所以对于上层来说迁移成本很低,所以在企业级应用里得到了广泛使用。
就目前主流的存储协议:短距离(机内为主)使用SAS,长距离使用FC。
经过如上的系列技术发展,大规模存储系统的技术方案也就逐渐成熟了,于是市面上就逐步出现了商业化的产品,其实就是一个带得有一堆磁盘的盒子,这个盒子我们把它叫做SAN(Storage Area Network)。
说到SAN,就必须要提另外一个概念:NAS(Network Attach Storage)。因为字母都一样只是换了个顺序,所以比较容易混淆。NAS其实就是SAN+文件系统。SAN提供的还是磁盘管理协议级的接口(ATA/SCSI);NAS直接提供一个文件系统接口(ext/NTFS)。但是一般来说,SAN都是以FC网络(光纤高速网状网络)提供给主机的,所以性能高;而NAS一般都是通过以太网接入存储系统的,所以性能低。
另外,经常跟SAN和NAS一起的还有另外一个概念,DAS(Direct Attached Storage)。这个跟SAN类似,只是DAS只能被一台机器使用,而SAN提供了多个接口可以供多个用户使用。
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到底什么是云(云计算)
  有很多关于云的介绍。然而,大都是用比喻的形式来介绍云的属性。比较有名的比喻是餐馆、和电网。但是,云毕竟不是餐馆、或电网,如果只有这些比喻,仍然不清楚到底什么是云。
转载:https://yq.aliyun.com/articles/57136
我们还是具体说说,为什么需要大数据吧。看起来是有点多此一举,不是很明白吗!?有价值。我们需要讲到问题的核心,大数据对于...
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通过本篇文章可以对ML的常用算法有个常识性的认识,没有代码,没有复杂的理论推导,就是图解一下,知道这些算法是什么,它们是怎么应用的,不需要了解过多的数学理论基础,例子主要是分类问题。
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