一、磁盘基础认知¶
1.1 什么是硬盘¶
硬盘是计算机中用于存储数据的设备，通常由一个或多个盘片或闪存芯片组成。它的核心任务是长期保存操作系统、程序和业务数据。
1.2 常见硬盘类型¶
| 类型 |
说明 |
| 机械硬盘（HDD） |
通过电机带动盘片高速旋转，再由磁头读取数据，常见转速为 5400 RPM 或 7200 RPM |
| 固态硬盘（SSD） |
通过集成电路与存储芯片保存数据，没有机械旋转结构 |
1.3 常见接口类型¶
| 接口类型 |
说明 |
| SATA |
常见于家用场景，也用于部分企业场景，容量大、价格相对较低 |
| SAS |
常见于企业环境，多用于可靠性要求更高的机械盘或企业级存储 |
| PCI-E |
常见于企业级高性能固态硬盘场景 |
| U.2 |
企业级固态硬盘常用接口，和 PCI-E 场景接近 |
1.4 磁盘选型建议¶
| 使用场景 |
建议 |
| 一般备份场景 |
优先考虑容量更大的 SATA 盘 |
| 网站服务器 |
常见选择是 SAS 盘，平衡容量、转速与稳定性 |
| 高并发业务 |
可优先考虑 PCI-E、SAS 或 SATA 类型的 SSD |
说明：RPM 是 round per minute，表示每分钟转速。
1.5 机械盘 VS 固态盘¶
| 类型 |
性价比 |
稳定性 |
速度 |
数据恢复 |
寿命特点 |
| 机械盘 |
容量大、价格低 |
抗击打能力较弱 |
读写速度相对较慢 |
数据恢复相对容易 |
机械结构决定了长期磨损 |
| 固态盘 |
容量小、价格高 |
抗击打能力较高 |
读写速度更快 |
数据恢复难度较高 |
擦写寿命有限 |
1.6 机械硬盘内部结构¶
| 组成部分 |
说明 |
| 盘片 |
实际存放数据的位置 |
| 磁头 |
紧贴盘片进行读写 |
| 磁道 |
盘片上的圆环形区域 |
| 扇区 |
磁盘最小存储单位，常见为 512 字节 |
| 柱面 |
不同盘面上相同磁道组成的集合 |
二、RAID 和磁盘冗余¶
2.1 什么是 RAID¶
RAID 是 Redundant Array of Independent Disks，即磁盘冗余阵列。它通过多块磁盘组合，实现容量提升、性能提升或冗余保护。
2.2 RAID 的核心价值¶
不同 RAID 级别通常会带来下面一个或多个收益：
- 更高的可用容量
- 更高的读写性能
- 更高的数据冗余能力
2.3 常见 RAID 级别¶
| RAID 级别 |
最少磁盘数 |
冗余能力 |
可用容量 |
性能 |
典型场景 |
| RAID 0 |
1 |
无冗余 |
所有磁盘容量总和 |
读写最快 |
只追求速度、不追求安全 |
| RAID 1 |
2 |
最高 |
两块磁盘容量的一半 |
写较慢、读较好 |
系统盘、监控服务器 |
| RAID 5 |
3 |
最多允许坏 1 块 |
总容量减去 1 块盘 |
读较好、写一般 |
通用型数据库、访问量不高的存储 |
| RAID 10 |
4 |
可损坏一半中的一部分 |
总容量的一半 |
读写都较好 |
高并发数据库主库、高访问量存储 |
三、物理服务器磁盘规划流程¶
3.1 常见物理服务器形态¶
3.2 新服务器的典型配置流程¶
实际工作中，一台新服务器常见的上线步骤大致如下：
1、拆箱验货
2、插电、联网
3、开机
4、配置远程控制卡
5、配置 RAID，常见做法是系统盘做 RAID 1，剩余数据盘做 RAID 5
6、安装系统，批量装机时也可结合 Cobbler 这类工具
7、完成基础系统安装
8、按要求部署服务
9、关机
10、上架入柜
四、常见文件系统与磁盘性能指标¶
4.1 常见文件系统¶
| 文件系统 |
说明 |
xfs |
CentOS 7 常见默认文件系统 |
ext4 |
Ubuntu、部分 CentOS 6 环境常见 |
ext3 |
更早版本 Linux 中常见 |
swap |
交换分区，也可以视为一种特殊用途的文件系统 |
4.2 常见磁盘性能指标¶
| 指标 |
说明 |
| 吞吐量 |
一般理解为连续读写速度 |
| IOPS |
每秒可以处理的 IO 次数 |
| 延迟 |
单次读写操作的响应时间 |
| MTBF |
平均无故障时间，常用于衡量可靠性 |
4.3 常见测试命令¶
- 连续读写测试：
dd
- 随机读写测试：
fio
fio 也常用于综合测试吞吐量、IOPS 和延迟
五、小结¶
学习 Linux 磁盘管理时，建议先建立一个整体框架：
- 先理解磁盘硬件本身，包括 HDD、SSD、接口和选型。
- 再理解 RAID 的性能与冗余取舍。
- 最后结合文件系统和性能指标，形成从硬件到系统层的完整认知。
