生产服务器硬盘寻道时间,服务器01-硬盘篇(HDD)
1.服务器硬盘参数表
2.服务器硬盘实体图
3.服务器硬盘逻辑结构图
扩展小知识
1)硬盘逻辑上由:柱面、磁头、扇区组成
2)早期的硬盘,每一圈磁道上的扇区数是相同的
3)磁盘总容量等于:柱面数*磁头数*扇区数*512B(每个扇区存储512字节)
后来磁盘容量遇到了瓶颈,如何才能增大磁盘的容量呢?
1)增加盘片尺寸(2.5变为3.5,无限大也不现实,太大了)
2)增加盘片数量(1-2-3-4,无限多也不现实,太厚了)
3)增加磁道数(一片盘同心圆数量由100增加到10000,得益于技术进步)
4)增加扇区数(同心圆很明显里面周长小,越往外周长越长,但是每个同心圆上的扇区数量是一样的,不行,太浪费了;采用等长扇区,周长越长的磁道上扇区越多)
5)增加扇区存储密度(原来一个扇区存512B,那现在存4KB-8KB,得益于技术进步);此处是512n|512e|4Kn的由来
4.硬盘本身特性
1)硬盘服务器时间:即完成一个io请求所花费的时间(它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成)
2)寻道时间:磁头移动到数据所在磁道的时间
7200 rpm的硬盘平均物理寻道时间是9ms
10000 rpm的硬盘平均物理寻道时间是6ms
15000 rpm的硬盘平均物理寻道时间是4ms
3)旋转延迟时间:磁头移动到数据所在磁道后,数据转到磁头下的时间(旋转延迟取决于磁盘转速,通常使用磁盘旋转一周所需时间的1/2表示)
7200 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/7200/2 = 4.17ms
10000 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/10000/2 = 3ms
15000 rpm的磁盘其平均旋转延迟约为60*1000/15000/2 = 2ms
4)数据传输时间:忽略不计(由于磁盘是机械运动,浪费的时间主要在寻道和旋转时间上)
5.磁盘两大关键指标
1)IOPS
IOPS (Input/Output Per Second)即每秒的输入输出量(或读写次数),是衡量磁盘性能的主要指标之一。IOPS是指单位时间内系统能处理的I/O请求数量,一般以每秒处理的I/O请求数量为单位,I/O请求通常为读或写数据操作请求。
计算方法:IOPS = 1000 ms/ (寻道时间 + 旋转延迟 + 数据传输时间)
7200 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (9 + 4.17) = 76 IOPS
10000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS
15000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS
数据传输时间忽略不计(由于磁盘是机械运动,浪费的时间主要在寻道和旋转时间上)
2)吞吐量
吞吐量即磁盘每秒读出或写入的数据量,通常用MB/s
3)IOPS和吞吐量的场景和关系
a.关注IOPS的场景:随机读写频繁的应用,如OLTP数据库、邮件服务器;特点:小快随机读写
读取10000个1KB文件,用时10秒:Throught(吞量)=1MB/s,IOPS=1000 b.关注吞吐量的场景:顺序读写频繁的应用,如电视台的视频编辑,安防视频监控等。特点:大块顺序读写
读取1个10MB文件,用时0.2秒 Throught(吞吐量)=50MB/s, IOPS=5
c.IOPS和吞吐量的关系
IOPS和吞吐量基本上是反比关系(非严格意义上,只是概要总结):即IOPS高,吞吐量就低;IOPS低,吞吐量就高。
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