云计算服务
云计算分为服务和管理两大部分，我们重点说明云计算的服务。
刚开始是本地部署，所谓的本地部署即自己搞机房、买设备、装系统、装服务、开发程序，这样在人力和财力的投入成本较高，在这个阶段卖硬件的比较赚钱，比如联想，当年的联想的营业额可比华为还要厉害！
然后，出现了基础设施即服务lass，就是企业自己不用自己购买硬件了，比如现在云主机，我们无需购买真实的硬件，就买一个虚拟的主机就可以了，这个时期各种云崛起了，比如说亚马逊云、阿里云，百度云、这些云不仅给你提供主机还给你提供操作系统，但是软件还是要自己开发和安装。
再然后，出现了平台即服务pass，所谓的平台即服务就是不仅主机和系统不用亲自购买安装了，连开发环境也不用自己安装了，比如阿里云也提供代码托管的服务，该服务开发环境都已经布置好了，程序员登录之后直接写代码即可。
最后，出现了软件即服务sass，主机、系统、开发环境、甚至是成品的软件企业都不用搞了，比如我想使用一个办公系统，不用买主机、装系统、开发软件、我们直接使用阿里给我们提供的叮叮软件即可，这就是软件即服务，大大方便了用户，用户直接出钱就行了。哦，对了，比如有道云笔记和office online这种服务也算是sass，我们通过浏览器就可以使用有道云笔记和office。
软件即服务是一个趋势，像百度、京东、腾讯、阿里这些一线互联网公网都在搞软件即服务，像阿里面的叮叮就是一个典型的例子，不知道大家注意到了没有，当我们在手机上打开淘宝、京东、亚马逊的时候在第一个界面下面通常都会出现一行小字：“XX提供云计算服务”。
存储的I/O流程
我们就以apache应用为例来理解一下存储的I/O流程。
当用户的GET请求到达服务器之后，首先进入的哪里呢？首先进入的肯定是内核空间当中的TCP/IP协议栈，为什么呢？在GET方法请求到达之前，client与server之间必定建立了虚连接，这个虚连接就是通过三次握手建立的，三次握手发生在传输层、传输层位于TCP/IP协议栈当中，而TCP/IP协议栈位内核空间。
数据包在传输层解封装之后，发现其目标端口是80，那么接下来传输层该怎么办呢？传输层会掏出一个“小本子”，这个小本子上面记录了什么呢？记录了80端口被用户空间的哪个程序给侦听了，小本子上明确记录了目前80端口被apache这个应用给侦听了。那么传输层如何知道80端口被apache给侦听了呢？因为当apache程序启动起来之后必定会侦听某一个端口，至于侦听哪一个端口要看apache配置文件如何定义，apache配置文件有一行是这样的：
Listen：localhost:80
这一行其实会调用某个侦听端口的函数，这个函数会向内核注册一个套接字，所谓的套接字就是IP+端口的形式，应用程序向内核注册一个套接字IP+80，内核会通过“小本子”记录下来，这样的话，当有数据包来连接80套接字的时候内核就知道将数据交给哪一个应用程序了。
好了，http协议报文终于到达用户空间的apache应用程序了，apache通过进一步解封装发现数据包里面是一个GET请求，请求的是index.php这个文件，那么apache应用进程会怎么做呢？apache当然会想要把index.php的文件交给用户了，但是apache进程并不会立刻这么做！它会告诉内核它想要那个文件？为什么它不自己拿呢？因为用户空间的程序没有权利直接调用硬件资源，它要先通过systel call（系统调用接口）告诉内核，它想要使用index.php这个文件。
由文件系统处理系统调用请求。文件系统负责将文件以某种特定的方式存放在磁盘的数据块上。当它收到操作系统发来的文件读写请求时，便将请求转化为对磁盘上数据块的读写操作，需要注意的是，文件系统的磁盘并不真正的磁盘，而是指逻辑卷，所谓的逻辑卷就是将物理存储设备逻辑分区后产生的虚拟磁盘，这块虚拟磁盘上的地址到实际物理设备上的地址映射，是通过逻辑卷管理器来维护的。因此，对逻辑卷上的数据块操作，还要再经过逻辑卷管理器，转化为真实物理设备上的数据块操作。
好了，接下来出场的是驱动程序了，驱动程序负责从物理设备上读写数据。由于真实的物理设备千差万别，操作系统无法预先知道如何操作每个设备，因此，这些设备接入计算机时，需要安装一个特殊的程序---驱动程序，这个程序运行在内核空间里面，专门负责与相应的设备进行交互。当操作系统想要在一个物理存储设备上读写一个数据块时，它将请求交给该设备的驱动程序，由驱动程序来控制存储设备完成剩余的工作，从存储设备指定位置读取数据，或者将数据写入到设备的指定位置。
网络存储技术
在网络存储系统中，通过网络将存储设备与主机连接。根据所用网络的不同，网络存储结构大致分为以下3种类型：
Direct accached storage（DAS），就是直连式存储，存储设备直接通过BUS总线连接到服务器，其实说白了就是磁盘通过数据线连接到主板上这种方式。
Storage area network(SAN)，存储区域网络，它是一种通过光纤交换机设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关的服务器连接起来的高速专用子网，在这种方式下，文件系统依然是存在于服务器上的。
Network attached storage（NAS），网络附加存储，将存储设备通过以太网拓扑结构连接到服务器，实现文件级别的共享，NAS存储的文件系统并不是在服务器上，而是在存储上，比如samba、ftp这些都属于是NAS存储。
硬盘接口
机械硬盘的性能不仅取决于磁盘的转速、还的接口类型，接口类型决定了磁盘的数据传输方式。
ATA&SATA
我们首先从ATA开始讲起，ATA的全称是advanced technology attachment（高级技术附件），好奇怪的名字！ATA接口就是我们经常说的IDE（integrated drive electronics集成电路驱动）接口，随时时代的发展，其速度过慢，现在都已经不用了。
SATA，即串行的ATA，串行ATA之前的ATA接口速度上肯定是提高了，我们只需要记得串行比并行快就行了！还需要记得其速率，STAT3.0的速率是6Gbit/s。
SCSI和SAS
SCSI的全称是小型计算机系统接口，SCSI也是并行传输数据，而且有一个缺点就是SCSI设备只能支持8个或者16个设备，后来又发展出来串行的SCSI，即SAS，SAS的速率可达6Gbit/s。
SAS向下兼容SATA，也就是说SAS控制器可以与STAT硬盘连接。
FC接口
高端应用、快和贵就是它的特点。
硬盘缓存
面试的时候经常会问到buffer和cache这类的SB问题，我也是够够的，好了，不扯淡了，我们现在来说一下硬盘的缓存。缓存在IT领域的很多地方都会用到，我们将其用到我们生活当中也是可以加快效率的，我们从一个比较高的角度来讲。
硬盘的缓存是实实在在的硬件，是一个芯片，这个芯片就位于磁盘里面，它的作用是什么呢？作用就是buffer和cache，即能当buffer，也能当cache，这个芯片的主要作用就是做一个缓冲，举一个例子吧！
水库里面存了大量的水，现在下游的农田想要通过水渠使用水库里面的水，但是水库里面的水量太大了，水库一旦直接对水渠放水的话，容易把水渠给冲毁，怎么办呢？就在水库和水渠之间再挖一个小水库，先将大水库的水暂时放到小水库里面，然后通过小水库将水引到水渠里面，这样水渠就不容易被冲坏了，这个小水库对于水渠来说就叫缓冲，减缓了大水库到水渠的冲击；这个小水库对于大水库来说就是缓存，暂时把水存一下，当水位到了一定的程度再向下面的水渠放水。
我们可以将上面的缓冲与缓存的概念类比到存储领域。由于磁盘的读写速度远远比不上计算机内存的读写速度，因此让数据直接在磁盘与内存之间传输，会让内存长时间处于低效状态，拖累其效率。这时候，缓存可以发挥作用：当操作系统给硬盘读取指令后，硬盘便开始将数据存入缓存，等存到一定量数据时，再通过操作系统从缓存中读取。而对于写操作，则可以让操作系统直接将数据写入到缓存，之后再逐步从缓存迁移到磁盘上。由于缓存的读写速度和内存接近，远比磁盘要快，从而使计算机能用最少的时间与硬盘进行交互，而数据在缓存与磁盘之间传输时，操作系统完全可以切换到其他任务，从而提高整个系统的效率。
数据局部性
数据局部性是一个很好的概念，在IT的多个领域之内也都有应用，我们也经常在使用，只不过我们没有发觉罢了，比如我们在linux运维的时候把vim /etc/sysconfig/network-script/ifcfg-eth0定义一个别名叫vnet，这其实就是空间的局部性的应用；我经常使用剪刀，所以我会把剪刀放到我随手可拿的地方，而不是抽屉里面，这就是时间的局部性。
计算机中普通存在数据局部性现象，这种局部性现在使得缓存用了更好的用武之地，可以大大提高硬盘的响应速度，数据局部性主要体现在以下两个方面。
时间局部性：一个被访问的数据，在短时间内会有较大可能被访问，比如DNS缓存、apache的index。
空间局部性：一个被访问的数据，其周围的数据在短时间内有较大的可能性访问。
利用数据局部性，可以采用两种策略来提高性能。一种是将最近被读取的数据尽可能的留在缓存当中，在再次访问的相同的地址时，便可以直接在缓存中读取。另一种是当访问一个数据块时，将其周国的数据块也一并载入缓存，这称为预读取。这样，之后如果访问临近的数据块便可以直接在缓存当中找到。通过这两种策略，应用程序可以更快地从硬盘获取到所需的数据，从而提高运行效率。
通常来说，采用更大的缓存可以提高硬盘的访问速度，但是采用优秀的缓存替换算法同样重要，因为缓存的空间相比于硬盘来说非常有限，好的算法可以让更常用的数据留在缓存中，使尽可能多的硬盘访问直接在缓存当中找到数据。