一、 服务器 存储
服务器存储定义与作用
服务器存储是指将数据存储在专门的服务器硬件上，通过集成的存储硬件和软件来提供数据存储服务，它广泛应用于企业信息系统、云服务提供商以及数字内容管理等领域，以实现数据的集中管理、快速访问和高可靠性。
发展历程
服务器存储技术经历了从传统的直连存储（DAS）到网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN）的演变，随着云计算、大数据和人工智能等技术的推动，数据存储的需求不断增长，服务器存储技术也在不断创新和发展。
分类
服务器存储设备主要分为三种类型：DAS（直连存储）、NAS（网络附加存储）和SAN（存储区域网络），DAS直接连接到服务器，适用于小型企业；NAS通过网络连接，易于共享和管理；SAN则提供高性能、高可用性和可扩展性，适用于大型企业和数据中心。
二、服务器存储基本原理
工作原理
服务器存储通过将数据存储在硬盘、固态硬盘或其他存储介质上，并通过网络或直连方式提供数据访问服务，存储控制器负责管理数据读写请求，确保数据的完整性和安全性。
数据读写过程
数据读写过程包括接收请求、解析请求、访问存储介质、读取或写入数据以及返回结果，存储控制器根据请求类型和数据位置，优化数据读写路径，提高访问速度。
数据保护机制
服务器存储采用多种数据保护机制，如RAID（冗余磁盘阵列）、备份和恢复策略、加密技术等，确保数据的安全性和可靠性， RAID技术 通过将数据分散存储在多个硬盘上，实现数据的冗余和容错。
三、服务器存储架构与组成部分
硬件架构
服务器存储硬件架构包括存储控制器、硬盘、固态硬盘、存储介质、网络接口卡等组件，存储控制器是核心部件，负责管理数据读写请求和缓存管理，硬盘和固态硬盘提供存储空间，存储介质则负责数据的物理存储，网络接口卡则提供网络连接能力，支持数据的远程访问和共享。
软件架构
服务器存储软件架构包括操作系统、文件系统、数据库管理系统、存储管理软件等组件，操作系统提供基本的硬件管理和驱动支持，文件系统负责文件的组织和管理，数据库管理系统提供数据存储和查询功能，存储管理软件则用于监控和管理存储设备的运行状态和性能。
各组成部分介绍
存储控制器 ：负责管理数据读写请求和缓存管理，确保数据的快速访问和传输。
硬盘/固态硬盘 ：提供存储空间，用于数据的物理存储，硬盘具有大容量和低成本的优势，而固态硬盘则具有高速读写和低延迟的特点。
存储介质 ：包括SATA、SAS、FC等接口类型的存储设备，用于数据的物理存储。
网络接口卡 ：提供网络连接能力，支持数据的远程访问和共享。
存储管理软件 ：用于监控和管理存储设备的运行状态和性能，提供故障预警和性能优化功能。
四、服务器存储技术与协议
常用存储技术
：冗余磁盘阵列技术，通过将多个硬盘组合成一个逻辑单元来提高数据的可靠性和读写速度，常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5等。
：网络附加存储技术，允许文件级的数据访问和共享，易于安装和管理。
：存储区域网络技术，提供块级的数据访问和共享，具有高性能、高可用性和可扩展性的优点。
常用存储协议
：小型计算机系统接口协议，用于连接存储设备和计算机，支持高速数据传输和多种存储设备类型。
：互联网小型计算机系统接口协议，基于IP网络的SCSI协议实现，允许SCSI命令和数据在IP网络上传输。
：网络文件系统协议，允许不同操作系统的计算机在网络上共享文件。
：通用互联网文件系统协议，由微软开发，允许Windows和其他操作系统的计算机在网络上共享文件和打印机。
数据传输方式
服务器存储的数据传输方式包括同步传输和异步传输，同步传输方式中，数据发送方和接收方的时钟是同步的，适用于对实时性要求较高的场景；异步传输方式中，数据发送方和接收方的时钟是不同步的，但可以通过协议进行时钟校准和数据传输控制。
五、服务器存储部署与管理
部署规划
在部署服务器存储时，需要考虑存储需求、性能要求、可扩展性、成本效益等因素，首先需要确定存储容量和性能指标，然后选择合适的存储技术和设备，接下来进行网络规划和配置，确保数据的快速访问和传输，最后进行系统安装和配置，包括操作系统、文件系统、数据库管理系统等组件的安装和配置。
系统安装和配置
系统安装和配置包括操作系统的安装和配置、存储设备的安装和配置、网络设备的安装和配置等步骤，在安装过程中需要注意兼容性和稳定性问题，确保各个组件能够正常工作并协同工作，同时需要进行安全设置和优化设置，提高系统的安全性和性能表现。
性能优化和调优
性能优化和调优是服务器存储管理的重要环节之一，通过对存储设备、网络设备、应用程序等进行性能监测和分析，找出性能瓶颈并进行优化调整，例如可以调整缓存大小、优化I/O调度算法、升级硬件设备等方式来提高性能表现，同时还可以进行节能设置和环保设置，降低能耗和减少对环境的影响。
六、服务器存储故障处理与维护
故障类型和处理方法
服务器存储的故障类型包括硬件故障、软件故障、网络故障等，对于硬件故障可以更换故障部件或联系供应商进行维修；对于软件故障可以进行系统重启、软件升级或修复等操作；对于网络故障可以检查网络连接状态并进行修复或更换网络设备等操作，在处理故障时需要注意记录故障现象和处理过程以便后续分析和预防类似故障的发生。
备份和恢复策略
备份和恢复策略是保障数据安全的重要措施之一，需要定期对重要数据进行备份并将备份数据存储在安全可靠的地方以防止数据丢失或损坏时无法恢复，同时需要制定详细的恢复计划并定期进行恢复演练以确保在发生故障时能够迅速恢复业务运行并减少损失。
硬件维护和软件更新
硬件维护包括定期检查硬件设备的运行状态并进行清洁保养以确保硬件设备的正常运行并延长使用寿命，软件更新则包括操作系统更新、应用程序更新以及安全补丁更新等操作以提高系统的安全性和稳定性并修复已知漏洞和问题，同时还需要进行日志审查和监控以便及时发现潜在问题并进行预警处理。
七、相关问答FAQs
1. 什么是RAID？它是如何提高数据可靠性的？
RAID是冗余磁盘阵列的简称它是一种将多块磁盘组合成一个逻辑单元的数据存储技术，通过RAID技术可以实现数据的冗余备份和容错处理从而提高数据的可靠性和可用性，常见的RAID级别包括RAID 0（条带化）、RAID 1（镜像）、RAID 5（分布式奇偶校验）等每种级别都有其特点和适用场景可以根据具体需求进行选择和使用。
如何选择适合的服务器存储方案？
选择适合的服务器存储方案需要考虑多个因素包括存储需求、性能要求、可扩展性以及成本效益等，首先需要明确自己的存储需求包括数据量增长趋势、访问模式以及数据重要性等方面；其次需要考虑性能要求包括IOPS（每秒输入输出次数）、带宽以及延迟等指标；再次需要考虑可扩展性以便在未来能够轻松扩展存储容量和性能；最后还需要考虑成本效益包括购买成本、运维成本以及升级成本等方面进行综合评估后做出选择。
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网管职责
8月25日 16:52 在信息社会中，人们一时一刻也离不开计算机网络的支持。 网络管理员的职责，就是保证所维护管理的网络每日24小时、每周7天、一年365天正常运转。 网络正常运转的时候人们往往并不注意你的劳动成果和你的重要作用，网络一旦出现故障，你常常成为关注焦点，众矢之的。 因此，作为一个合格的网络管理员，你需要有宽阔的技术背景知识，需要熟练掌握各种系统和设备的配置和操作，需要阅读和熟记网络系统中各种系统和设备的使用说明书，以便在系统或网络一旦发生故障时，能够迅速判断出问题所在，给出解决方案，使网络迅速恢复正常服务。 网络管理员的日常工作虽然很繁杂，我认为其工作的主要任务有七项，这就是网络基础设施管理、网络操作系统管理、网络应用系统管理、网络用户管理、网络安全保密管理、信息存储备份管理和网络机房管理。 这些管理涉及到多个领域，每个领域的管理又有各自特定的任务。 在网络正常运行状况下，网络管理员对网络基础设施的管理主要包括：确保网络通信传输畅通；掌握局域网主干设备的配置情况及配置参数变更情况，备份各个设备的配置文件；对运行关键业务网络的主干设备配备相应的备份设备，并配置为热后备设备；负责网络布线配线架的管理，确保配线的合理有序；掌握用户端设备接入网络的情况，以便发现问题可迅速定位；采取技术措施，对网络内经常出现用户需要变更位置和部门的情况进行管理；掌握与外部网络的连接配置，监督网络通信状况，发现问题后与有关机构及时联系；实时监控整个局域网的运转和网络通信流量情况；制订、发布网络基础设施使用管理办法并监督执行情况。 网络管理员在维护网络运行环境时的核心任务之一是网络操作系统管理。 在网络操作系统配置完成并投入正常运行后，为了确保网络操作系统工作正常，网络管理员首先应该能够熟练的利用系统提供的各种管理工具软件，实时监督系统的运转情况，及时发现故障征兆并进行处理。 在网络运行过程中，网络管理员应随时掌握网络系统配置情况及配置参数变更情况，对配置参数进行备份。 网络管理员还应该做到随着系统环境变化、业务发展需要和用户需求，动态调整系统配置参数，优化系统性能。 最后，网络管理员还应该为关键的网络操作系统服务器建立热备份系统，做好防灾准备。 因为网络操作系统是网络应用软件和网络用户的工作平台，一旦发生致命故障，这个网络服务将陷入瘫痪状态。 对于普通用户，计算机网络的价值主要是通过各种网络应用系统的服务体现的。 网络管理员日常系统维护的另一个重要职责，就是确保这些服务运行的不间断性和工作性能的良好性。 任何系统都不可能永远不出现故障，关键是一旦出现故障时如何将故障造成的损失和影响控制在最小范围内。 对于要求不可中断的关键型网络应用系统，网络管理员除了在软件手段上要掌握、备份系统配置参数和定期备份系统业务数据外，必要时在硬件手段上还需要建立和配置系统的热备份。 对于用户访问频率高、系统负荷大的网络应用系统服务，必要时网络管理员还应该采取负载分担的技术措施。 除了通过软件维护进行系统管理外，网络管理员还需要直接为网络用户服务。 用户服务与管理在网络管理员的日常工作量中占有很大一部分份额，其内容包括：用户的开户与撤消管理，用户组的设置与管理，用户使用系统服务和资源的权限管理和配额管理，用户计费管理，以及包括用户桌面联网计算机的技术支持服务和用户技术培训服务的用户端支持服务。 建设计算机网络的目的是为用户提供服务，网络管理员必须坚持以人为本、服务至上的原则。 不设防的网络好比在开门揖盗，网络管理员在提供网络服务的同时必须特别注重网络的安全与保密管理。 安全与保密是一个问题的两个方面，安全主要指防止外部对网络的攻击和入侵，保密主要指防止网络内部信息的泄露。 根据所维护管理的计算机网络的安全保密要求级别的不同，网络管理员的任务也不同。 对于普通级别的网络，网络管理员的任务主要是配置管理好系统防火墙。 为了能够及时发现和阻止网络黑客的攻击，可以再配置入侵检测软件系统对关键服务提供安全保护。 对于安全保密级别要求高的网络，网络管理员除了应该采取上述措施外，还应该配备网络安全漏洞扫描系统， 对关键的网络服务器采取容灾的技术手段。 更严格的涉密计算机网络，还要求在物理上与外部公共计算机网络绝对隔离；对安置涉密网络计算机和网络主干设备房间的要采取安全措施，控制管理人员的进出；对涉密网络用户的工作情况要进行全面的监控管理。 在计算机网络中最贵重的是什么？不是设备，不是计算机软件，而是数据和信息。 任何设备都有损坏的可能，任何软件都有过时的时候，设备损坏可以重新购置，软件可以更新，信息和数据一旦丢失，损失将无法弥补。 因此网络管理员还有一个重要职责，就是采取一切可能的技术手段和管理措施，保护网络中的信息安全。 对于实时工作级别要求不高的系统和数据，最低限度网络管理员也应该进行定期手工操作备份；对于关键业务服务系统和实时级别高的数据和信息，网络管理员应该建立存储备份系统，进行集中式的备份管理；最后，将将备份数据随时保存在安全地点更是非常重要。 网络机房是安置网络系统关键设备的要地，是网络管理员日常工作的场地。 根据网络规模的不同，网络机房的功能复杂程度也不同。 一个正规的网络机房通常分为网络主干设备区、网络服务器设备区、系统调试维护维修区、软件开发区和空调电源设备区。 对于网络机房的日常管理，网络管理员的任务是：掌管机房数据通信电缆布线情况，在增减设备时确保布线合理，管理维护方便；掌管机房设备供电线路安排，在增减设备时注意负载的合理配置；管理网络机房的温度、湿度和通风状况，提供适合的工作环境；确保网络机房内各种设备的正常运转；确保网络机房符合防火安全要求，火警监测系统工作正常，灭火措施有效；采取措施，在外部供电意外中断和恢复时，实现在无人值守情况下保证网络设备安全运行。 另外，保持机房整洁有序，按时记录网络机房运行日志，制订网络机房管理制度并监督执行，也是网络管理员的日常基本职责。 网络配置面面观 在计算机网络建设的过程中，完成了网络基础设施的硬件安装，网络仅仅是在硬件上连通。 没有软件环境的支持它仍然不能对普通用户提供任何服务。 因此，网络管理员需要首先对网络进行一系列配置操作。 网络配置实际可以分为两大类型：网络系统配置和网络应用配置。 前者是搭建网络的系统环境，后者是为用户提供应用环境。 网络系统配置是指网络设备硬件连网参数配置和网络软件配置。 网络管理员在进行网络系统配置时，所涉及的配置内容主要包括网络主干设备通信参数配置、广域网通信路由配置、局域网操作系统配置、客户系统配置、网络安全配置和网络管理配置。 网络主干设备通信参数配置是将网络中所有设备在软件上连通的第一步。 网络主干设备在硬件安装完成后，网络管理员需要利用硬件设备上的控制台端口，接入一台计算机，通过计算机终端软件使用其内置的管理软件系统，对其通信参数进行配置。 网络主干设备配置的复杂程度与网络的规模以及设备类型有关。 简单的单用途设备可能已经内置配备好连网通信参数，可以直接连接使用。 而一个由多台交换机组成的分层管理的计算机网络，如果支持多种网络通信协议和管理控制协议，配置就可能十分复杂。 网络管理员不但需要分别熟悉这些设备的内置管理系统，掌握配置操作，还应该掌握如何对配置好的系统参数进行备份保存，以便当因为人为原因或设备原因破坏了原来的配置参数时，能够迅速进行系统恢复。 当所建立的计算机网络需要与外部计算机网络连接时，不论所连接的网络是专用数据通信网络或者公共数据通信网络，网络管理员都需要进行广域网通信配置。 根据与外部网络连接的方式和所使用的设备，配置操作各种各样。 如果是通过专用硬件路由器对外连接，通常需要使用路由器内置的管理系统进行参数配置，操作方式类似对网络交换机的配置。 如果是通过普通计算机或服务器上的软件路由建立的对外连接，则需要对该计算机软件系统进行参数配置。 一个机构内部建立的计算机网络通常采用的是局域网技术。 因此，在网络主干通信设备配置完成后，网络管理员还需要安装选定的局域网操作系统并进行配置操作。 局域网操作系统通常安装在一台服务器上。 局域网操作系统配置的内容主要包括服务器本身连网参数配置、网络使用环境配置、网络管理环境配置、网络系统管理员和操作员配置、普通网络用户和用户组的建立及其网络资源使用权限配置、高层网络通信协议配置、网络系统资源与系统服务配置等。 在完成了局域网系统平台的配置之后，网络管理员的下一个任务是为用户配置客户端系统和网络连接。 客户端操作系统的选择原则，一是要根据用户工作需要和用户计算机硬件配置水平，二是要根据网络操作系统平台对客户端系统的支持能力。 网络连接配置的主要内容为客户端网络适配器驱动程序的配置、网络通信协议的配置和网络连接参数的配置。 当整个网络配置完成，经过测试可以正常工作后，就可以根据网络规划与设计要求进行网络安全配置了。 网络安全配置以管理控制局域网与外部网络的通信连接为主，同时兼顾监察管理局域网内部的用户行为。 网络安全配置首先是系统防火墙的配置，它可能是一台专门的设备，可能由配置了防火墙功能的路由器兼任，也可能是由安装在一台计算机上的防火墙软件构成。 无论何种形式，都需要进行参数配置操作。 另外，防火墙是一种跨接两个网络的设备。 在进行软件参数配置以前，首先要确保它的硬件系统工作正常。 网络系统配置中还有一个非常重要的内容，就是网络管理配置。 如果局域网与互联网连接，为了使得我们的网络能够成为互联网的一个组成部分，就需要通过互联网接入机构为它申请互联网域名和IP 地址，并且建立、配置用于互联网的DNS 域名服务器。 另外，为了便于网络管理员能够实时监督整个网络系统的运行情况和排查网络故障，甚至远程管理、控制和操作网络中的通信设备，许多具有一定规模的网络还配备了专门的网络管理软件。 它又需要安装在指定的计算机上，经过配置后才能够使用。 在完成了网络系统配置后，网络管理员建立的用户就可以使用自己的用户名称和所得到的用户入网登录密码进入网络。 当用户入网以后能够得到哪些服务，可以使用那些网络共享资源，还需要网络管理员进一步提供。 这就是网络资源共享及应用配置。 通过网络共享资源是建设网络的主要目的之一，资源共享可分为硬件资源和信息资源共享两类，其中信息资源共享主要是通过网络应用系统实现的。 而硬件设备的网络共享可以提高其利用率，极大的节约公用设备的投资费用。 在考虑设备共享方案时，网络管理员需要考虑共享设备的种类与布局，并根据不同设备的用途以及单位管理规定来配置相关用户及用户组的使用权限与范围。 网络应用系统可以分为两类。 一类是通用网络应用系统， 另一类是专用网络应用系统配置。 通用网络应用系统是指通常所有网络用户都要用到的网络服务，如电子邮件服务、网络信息浏览服务、网站信息发布服务、网络文件传输服务、远程计算机系统登录服务等。 如果网络管理员要向用户提供自己管理的电子邮件服务，就必须选购相应的邮件服务器软件， 将特定的计算机或服务器配置成为邮件服务器。 管理员必须掌握邮件服务器的配置、运行和管理技术，管理好邮件服务器的用户和服务。 如果网络管理员要向用户提供基于互联网的网络信息浏览服务（Web 信息浏览服务），则必须为用户配置访问互联网的方式。 如果网络的使用管理机构出于安全或管理上的原因，不允许网内用户直接访问互联网，就需要建立访问网关。 访问网关可以对用户访问互联网进行控制、管理和计费，可以在用户与互联网不直接连接情况下，对用户提供透明的互联网信息代理访问服务。 因此，提供这类互联网信息访问服务需要网络管理员选购专门的软件安装在网络内专门的计算机上，并且经过参数配置后才能实现。 如果需要建立自己管理的网站信息发布服务，网络管理员就需要在网络中建立网站服务器，在服务器上安装、配置运行基于 Web的互联网信息发布系统软件。 至于网络文件传输服务和远程计算机系统登录服务等常见的网络信息服务，如果不需要建立自己提供服务的服务器，网络操作系统的缺省配置常常就可以满足用户的需要。 以上列举的仅仅是常见通用网络应用系统。 通用的网络应用系统通常都有商品化软件，或作为网络操作系统的组成部分，一般都要经过配置才能够提供服务。 专用的网络应用系统是指使用机构为某一特殊应用目的，专门开发的用于特定业务的软件系统。 这类系统通常安装在网络中的专门服务器上。 网络管理员的责任是协助应用系统的管理员完成各种网络参数配置，使得这些系统能够顺利的通过网络提供服务。 作为一个合格的网络管理员，你需要有宽阔的技术背景知识，需要熟练掌握各种系统和设备的配置和操作，需要阅读和熟记网络系统中各种系统和设备的使用说明书。 网络管理员的日常工作虽然很繁杂，但是我认为其工作的主要任务有七项，这就是网络基础设施管理、网络操作系统管理、网络应用系统管理、网络用户管理、网络安全保密管理、信息存储备份管理和网络机房管理。 这些管理涉及到多个领域，每个领域的管理又有各自特定的任务。 揪错 ┆
网络管理，是什么？？
一般来说，网络管理就是通过某种方式对网络进行管理，使网络能正常高效地运行。 其目的很明确，就是使网络中的资源得到更加有效的利用。 它应维护网络的正常运行，当网络出现故障时能及时报告和处理，并协调、保持网络系统的高效运行等。 国际标准化组织（ISO）在ISO/IEC7498-4中定义并描述了开放系统互连（OSI）管理的术语和概念，提出了一个OSI管理的结构并描述了OSI管理应有的行为。 它认为，开放系统互连管理是指这样一些功能，它们控制、协调、监视OSI环境下的一些资源，这些资源保证OSI环境下的通信。 通常对一个网络管理系统需要定义以下内容：○ 系统的功能。 即一个网络管理系统应具有哪些功能。 ○ 网络资源的表示。 网络管理很大一部分是对网络中资源的管理。 网络中的资源就是指网络中的硬件、软件以及所提供的服务等。 而一个网络管理系统必须在系统中将它们表示出来，才能对其进行管理。 ○ 网络管理信息的表示。 网络管理系统对网络的管理主要靠系统中网络管理信息的传递来实现。 网络管理信息应如何表示、怎样传递、传送的协议是什么?这都是一个网络管理系统必须考虑的问题。 ○ 系统的结构。 即网络管理系统的结构是怎样的。 网络管理员的岗位职责：1、负责公司数据维护、电脑维护、网络维护、网站建立2、负责网络及数据安全策略的实施3、负责公司网络安全进行设置、管理以及维护4、负责公司业务系统、办公系统的维护及业务数据的管理5、服从上司的工作分配IT基础设施管理职责主要职责描述：负责管理和保证公司网络、服务器、台式机等基础设施的安全性、稳定性运行，规划、设计、记录、日常管理、服务监控、知识培训等工作，为公司信息方面的决策、采购提供所需信息，为确保公司工作流程制定相关网络使用规定和建议，并监督及确保相关人员对规定和制度的执行；必要时仍会兼顾公司分配的其他任务，但主要以IT基础设施管理为主。 总体为三个方面：(一)网络维护管理；(二)系统维护管理；(三)网络系统技术研究和应用；1、网络维护管理A.总体方面，监测公司网络系统的运行状态，并进行维护，确保其正常运作，包括路由器、交换机，VOIP设备等等；B.网络拓扑规划及实现（网络拓扑文档1）；C.网络设备管理（设备运行维护文档2）；建立拓扑图，设备维护文档，包括设备使用情况、升级记录等；D.网络安全管理；病毒公告、防御、检测、清除，网络反病毒软件统一部署、升级，网络防火墙的配置管理；E.网络运行管理；包括网络设备使用规划、配置、升级，网络使用、带宽监测；2、系统维护管理A.硬件方面；硬件设备（服务器、工作机、打印机、移动存储设备）安装、配置、运行；常规故障处理（设备运行维护文档2，月报表）；协助硬件资产登记，使用情况记录（设备资产记录文档3，月报表）；B.软件方面；根据需求规划、安装、配置、管理服务器；桌面系统支持（关键应用软件统一部署，统一版本控制、区域控制），必要时指导用户使用相关设备（必要时开展相关人员的IT培训）；常规服务器、用户账户以及密码管理（建立、更新、删除；按需分配）；服务器、用户操作系统安全补丁部署升级管理；关键服务/服务器运行、日志监控（应用服务运维、日志记录文档4，月报表）；根据实际需求规划、实行数据备份/恢复策略；3、网络系统技术研究和应用A.根据公司需求学习并研究相关的技术，并根据实际情况进行应用，具体在于VOIP和Soft PBX方面的建设和应用；B.根据公司现状学习并研究相关改进技术，并根据现状考虑升级、部署成本和实际对工作效率带来的益处，提出方案改进网络或者系统；
缓存是什么意思？
缓存（Cache memory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。 由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。 缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。 当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，如果有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。 硬盘的缓存主要起三种作用：一是预读取。 当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中（由于硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取命中率较高），当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，硬盘则不需要再次读取数据，直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了，由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度，所以能够达到明显改善性能的目的；二是对写入动作进行缓存。 当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。 虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。 对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地；第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。 有时候，某些数据是会经常需要访问的，硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中，再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。 缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同，早期的硬盘缓存基本都很小，只有几百KB，已无法满足用户的需求。 2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用，而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品，甚至达到了16MB、64MB等。 大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下，让更多的数据存储在缓存中，以提高硬盘的访问速度，但并不意味着缓存越大就越出众。 缓存的应用存在一个算法的问题，即便缓存容量很大，而没有一个高效率的算法，那将导致应用中缓存数据的命中率偏低，无法有效发挥出大容量缓存的优势。 算法是和缓存容量相辅相成，大容量的缓存需要更为有效率的算法，否则性能会大大折扣，从技术角度上说，高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。 更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。 缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。 实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。 但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。 L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。 内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。 一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。 L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。 内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。 L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB，有的高达2MB或者3MB。 L3 Cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。 而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。 降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。 而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。 比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。 具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。 其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上，当时的L3缓存受限于制造工艺，并没有被集成进芯片内部，而是集成在主板上。 在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。 后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。 接着就是P4EE和至强MP。 Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器，和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。 但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要，比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手，由此可见前端总线的增加，要比缓存增加带来更有效的性能提升。 参考资料：
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