1外部存储请求（对象 文件。。）到达操作系统，操作系统通过阵列控制层控制多个存储设备。
操作系统层通过文件系统规则，过滤掉不同硬件设备的差异性。EXT1、。。EXT4系列文件系统和XFS文件系统，Btrfs文件系统是Linux操作系统下的文件系统。这些文件系统的共同特点是：通过文件系统内部能够辨识的一个文件索引结构规范对下层的硬件设备结构进行封装，以便起到屏蔽和代理操作下层硬件结构的目的。
2机械硬盘
1）机械硬盘由机械臂（磁头臂）、主轴、多个成对的磁头和磁面构成。每个磁面分成多个磁道、多个扇面和多个扇区。
扇区是硬盘上存储数据的最基本物理单元。标准每个物理扇区的容量都是512字节。一次硬盘读写操作的最小数据量就是512字节。
操作系统层面会将物理硬盘上两个或者多个能够连续读取的扇区组成合并成一个区域，称之为“簇”。注意，这两个或者多个能够连续读取的扇区不一定在物理上是连续的。
所以一个簇在物理磁面的分布可能是不连续的。硬盘会设置一个“跳跃因子”来确定能够连续读取的扇区。
扇面是硬件层面上机械磁盘读取数据的最小单元，“簇”才是操作系统层面上读取磁盘数据的最小单元。
2EXT文件系统的族大小可以有1KB（两个扇区）、2KB（四个扇区）、4KB八扇区
3读写数据寻址时间消耗很大
寻址时间包含：磁头定位到磁道的寻道时间，等待盘片转动到正确位置的时间称为旋转等待时间。
硬盘寻址的目的是为了找到将要读取的文件的起始扇区，并开始去取数据。、
寻址时间是评价机械硬盘性能的重要指标，这个指标和硬盘转数、磁头数有直接关系：
机械硬盘的工作原理导致了它的工作性能会远逊于内存。
4机械硬盘集成了缓存，预读当前扇区的临近扇区。依据局部性原理。
5局部性原理包括三层含义。时间局部性，空间局部性，顺序局部性，
硬盘的顺序读写性能高于随机读写。
3 ssd硬盘
ssd硬盘由大量NAND Flash颗粒、Flash存储芯片、SSD控制器控制芯片构成
Flash存储芯片内部包含大量NAND Flash，NAND Flash颗粒每一个单位的存储容量都是512字节。多个Flash存储芯片被一个SSD主控芯片控制。
NAND Flash颗粒又分为两种子类型：MLC存储颗粒与SLC存储颗粒。同单位体积下，MLC两倍于SLC的存储能力，SLC在存储响应时间和存储稳定性上更优秀。
SSD一个数据操作的最小单位为4KB。
固态硬盘没有寻址时间。SSD主控芯片内置的FTL算法不一样、数据压缩/解压算法不一样、控制通道数也不一样，SSD主控芯片将直接影响硬盘性能。
机械硬盘上数据操作单元为512字节、固态硬盘上数据操作单元为4KB、操作系统层面定义的数据操作单元可能是1KB\2KB\4KB\8KB等等。操作系统上的地址X可以映射到机械硬盘的地址Y又或者映射到固态硬盘的地址Z。
固态硬盘在进行数据删除时是按照“块”单位进行的，一个“块”包含128个或者256个Flash Page。SSD主控芯片会首先将这个块中还“有效”的数据移动到属于其它“块”的Flash Page中，然后再进行“无效”数据的清理。
操作系统读写文件的逻辑地址；固态硬盘进行文件操作的真实地址——称为物理地址。
FTL（Flash translation layer）闪存地址转换是SSD固态硬盘控制芯片需要负责的主要工作之一，FTL的主要作用就是记录物理地址和逻辑地址的转换关系，FTL的核心是一张物理地址和逻辑地址的映射表，
4阵列
1）单块硬盘存在的问题：
硬盘容量有限制
数据可靠性性问题。单块硬盘不存备份机制。
读写性能瓶颈。
2）磁盘阵列解决思路：
通过硬盘横向扩展或者纵向扩展的方式，解决磁盘容量限制。而对上层OS，只看到一个磁盘设备文件/操作盘符而已。
通过数据镜像或者数据校验的方式解决数据冗余和数据恢复的问题。
通过阵列控制芯片分发数据读写请求的方式，块硬盘并发读写，提高性能。
3）RAID 0阵列结构没有数据冗余机制和数据恢复机制，至少两个硬盘。RAID 0阵列是硬盘的容量的和。
写入的数据到达阵列控制器，后设备分发不同硬盘。读写压力分担到多个硬盘上。
优点：RAID 0阵列速度优势明显，磁盘数量越多阵列速度越快（峰值速度受到总线、外部接口规范、控制芯片制造工艺等因素的限制）。
缺点：没有容错机制或者数据恢复机制，磁盘发生故障，整个阵列结构崩溃并且不能恢复。
4）RAID 1阵列，磁盘镜像阵列或者磁盘冗余阵列。阵列中的每一个磁盘互为镜像：
写数据时，RAID 1阵列控制器将数据做成N个副本（N和阵列中物理磁盘的数量相等）。
读数据时，RAID 1 阵列中某一块磁盘将作为主要的数据读取源头，当出现吞吐量瓶颈时，控制器会到镜像磁盘读取数据。RAID 1阵列的数据读取性能高于单个磁盘，写性能却差。
RAID 1是保证高价值数据的存储可靠性。需要保证每个磁盘的镜像数据完全一致，要求磁盘的容量相同，否则以最小磁盘容量为阵列标准容量。
5）RAID10和RAID01
RAID10结构，先将磁盘，形成独立RAID 1冗余阵列，在RAID 1阵列间形成RAID 0扩展结构。
RAID 01结构，先将以RAID 0的方式进行组织，再分组成多个独立的RAID 1结构。
RAID 5阵列基于奇偶校验原理，它的算法核心是异或运算（XOR）
也就是说RAID 5阵列结构同一时间内只允许有一块硬盘出现故障，出现故障的硬盘需要立即进行更换。
6）RAID 5阵列
RAID 5阵列基于奇偶校验原理，它的算法核心是异或运算（XOR），RAID 5阵列同一时间内只允许一块硬盘故障，必需立即更换。
RAID 5阵列，校验信息均匀分布在每一块磁盘中，可以尽快完成恢复过程。
《系统存储（1）——块存储方案（1）》
