一些簡單的硬件知識

計算機硬件組成（運維關(guān)注的重要部分）：

CPU：中央處理器，是一個計算機的運算核心和控制核心，他的主要功能是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。

      中央處理器主要包括：運算器   高速緩沖存儲器

                         (ALU)     （cache）     

內(nèi)存：內(nèi)存（內(nèi)存儲器）可用于存儲數(shù)據(jù)，由于是電子部件，內(nèi)存中數(shù)據(jù)會在斷電后消失，存取速度快，容量相對較小。

硬盤：是計算機的主要外部存儲器，可分為機械硬盤和固態(tài)硬盤，可以永久的保留數(shù)據(jù)，但是速度相對較慢，容量大

硬件知識深度理解

內(nèi)存部分（以具體案例為為前提）

1.高并發(fā)寫入

     將需要寫入的數(shù)據(jù)優(yōu)先存在內(nèi)存之中，當內(nèi)存中的數(shù)據(jù)達到一定數(shù)量時，再將數(shù)據(jù)全部寫入到磁盤之中

     優(yōu)點：利用內(nèi)存的速度優(yōu)勢，可以加快寫入速度，提高用戶體驗，在高并發(fā)的情況下十分適用

     缺點：內(nèi)存只能臨時存儲數(shù)據(jù)，如果斷電，數(shù)據(jù)全部丟失

     解決方案：

              1.主板裝電池，在斷電后支持快速將數(shù)據(jù)寫入硬盤，                                 

         以便恢復(fù)

              2.使用（不間斷電源）UPS電源

              3.選用雙電路機房

2高讀取

     將硬盤中熱點數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存之中，方便用戶讀取，提高訪問友好度。

     將需要存儲的外部數(shù)據(jù)直接存入硬盤之中，再讀取到內(nèi)存之中，以備訪問之用。

     優(yōu)點：熱點數(shù)據(jù)在內(nèi)存之中，用戶讀取速度快，增加了用戶體驗，同時也減小了服務(wù)                                

           器的IO壓力。

     Tips:將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，這部分被使用的內(nèi)存稱之為 緩沖區(qū)（Buffer）

         從內(nèi)存中讀取預(yù)存的數(shù)據(jù)，這部分被使用的內(nèi)存稱之為 緩存區(qū)（cache）

3.目前大部分網(wǎng)站的IO比例   Input : Output = 1 : 10,即大部分網(wǎng)站均是以用戶讀取其內(nèi)容             

                            為主，寫入數(shù)據(jù)的比例不大，在架構(gòu)及優(yōu)化時，應(yīng)以高讀取

                            的方案進行，具體案例具體分析。

4.多臺機器集群內(nèi)存緩存架構(gòu)（以軟件形式）： memcache (純內(nèi)存)  redis(內(nèi)存與磁盤結(jié)合)

硬盤部分

1.分類： 機械硬盤 ，固態(tài)硬盤

2.接口類型：IDE , SCSI

          SAS ： 價格較貴轉(zhuǎn)速相對較高，同等價位容量較小。

          SATA ：價格最低，同等價位容量最大，速度慢。

          SSD(固態(tài)硬盤)：價格最貴，同等價位容量最小，速度最快。

3.按照工作環(huán)境的硬盤選擇

     （1）常規(guī)工作環(huán)境： SAS   速度，容量與價格兼顧的良好選擇

     （2）線下備份或內(nèi)部工作環(huán)境： SATA  容量大，且對硬盤速度要求不高。

     （3）  高并發(fā)，且數(shù)據(jù)量少： SDD  速度快，但價格貴，適用于極端生產(chǎn)環(huán)境。

4.RATD

   磁盤陣列（Redundant Arrays of IndependentDisks）, 有‘獨立磁盤構(gòu)成的具有榮譽能力的陣列’之意。

   磁盤陣列是由很多價格便宜的磁盤，組成一個容量為所有磁盤之和的大磁盤，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤的系統(tǒng)效能。

   （1）實現(xiàn)形式 ： 硬RAID  ：通過 RAID卡 實現(xiàn)，價格較貴，效率高，安全

                    軟RAID  ：通過軟件模擬實現(xiàn)，價格低廉，對降低系統(tǒng)效率，并且      

                              在軟件出現(xiàn)問題時，會影響數(shù)據(jù)安全

   （2）RAID 分類 ：

       RAID 0    條帶化（Data Stripping） 將多個磁盤整合為一個磁盤。

       在整合后單個磁盤的讀取數(shù)據(jù)方式并沒有發(fā)生變化，但是整個磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀取方式變得十分有趣。首先，每個磁盤都被以合理的大小分割為很多個block,且每個磁盤的分割情況必須一樣。在數(shù)據(jù)寫入的時候?qū)?shù)據(jù)依次寫入三個磁盤，即三個數(shù)據(jù)塊 [block1]

[block2] [block3] ,第一塊磁盤寫入[1],第二塊磁盤寫入[2],第三塊寫入[3],依次類推，直至數(shù)據(jù)寫完。

       在從磁盤陣列讀取數(shù)據(jù)時，同時讀取磁盤陣列中的第一個block,那么用了讀取一個block的時間，讀取了N個block (N  為磁盤陣列中的磁盤數(shù)量)。 這樣數(shù)據(jù)的讀取速度就加快了N陪。

        由于RAID 0 只是多個硬盤進行了整合，沒有做冗余處理，那么其中一塊硬盤出錯，整個陣列就會出現(xiàn)問題。所以RAID 0 的可靠性為一塊磁盤的1/N ，可靠性大大降低

         速度：單個磁盤的N倍

         容量：單個磁盤的N倍

         可靠性：單個磁盤的1/N

         適用場景：只是在對那些對數(shù)據(jù)安全性要求不高的場景使用

       RAID 1      鏡像   把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上，作為冗余

        在RAID 1中，數(shù)據(jù)進行寫入一塊磁盤時，也會同時寫入另一塊作為鏡像的磁盤中。當正在被使用的磁盤發(fā)生問題，系統(tǒng)會拋棄他，轉(zhuǎn)而去它的鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，這是將壞掉的磁盤更換即可。這樣數(shù)據(jù)的安全性大大增加，但是成本也隨之增加，磁盤利用率為50%，下降一半。

         在更換磁盤后，系統(tǒng)會對原有數(shù)據(jù)進行同步，需要一定時間，在同步期間會影響系統(tǒng)的IO效率。 

         速度 ：不變

         容量 ：所有磁盤的50%

         可靠性： 大大增加

         使用場景： 數(shù)據(jù)重要，數(shù)據(jù)量不大

       RAID 5      分布式奇偶校驗的獨立磁盤結(jié)構(gòu)

          RAID 5 在結(jié)構(gòu)上與RAID 0 類似，將磁盤條帶化，有很高的讀取速度。在寫入數(shù)據(jù)時，會在每塊磁盤上都寫入奇偶校驗信息，因此會造成寫損失。在從磁盤陣列讀取信息的時候會進行校驗數(shù)據(jù)是否出錯。當一塊磁盤出錯的時候，更換新磁盤后，可以通過其他磁盤的數(shù)據(jù)和奇偶校驗信息，經(jīng)過計算恢復(fù)其數(shù)據(jù)。

          速度：N塊磁盤之和

          容量： 略小于N塊磁盤

          可靠度： 在一塊磁盤出錯時，可修復(fù)：有奇偶校驗碼，可糾錯

      RAID 10 （先1 后 0）   先鏡像，再條帶化

         RAID 10既是RAID 1 與 RAID 0 的結(jié)合產(chǎn)物。先對每一塊磁盤進行鏡像處理（RAID 1），然后將每個形成的RAID 1 做條帶化（RAID 0）。這樣總體來看整個磁盤陣列是 RAID 0的形式，而且每一塊磁盤都有做鏡像處理。那么即擁有了RAID 0 高速的讀取速度，又擁有了RAID 1 的高數(shù)據(jù)安全性。RAID 10的不足之處也顯而易見，磁盤利用率低，導致價格較高。

          速度：N塊硬盤之和

          容量：50%

          可靠度: 有 RAID 0的支持，可高度高

5.企業(yè)中PC服務(wù)器主要品牌

  DELL（大部分企業(yè)）,HP,IBM(去IOE 估計不會再有人用了)

  DELL  PC服務(wù)器型號

         2010-2013:1u  R410  R610

                   2u  R710

         2014-2015:1u  R420  R430  R620 R630

                   2u  R720  

對于這部分內(nèi)容 我會在之后的過程中關(guān)注，《大型網(wǎng)站技術(shù)架構(gòu)分析》《淘寶這10年》這2本書將會作為我的參考書籍。

學習思想總結(jié)

  在大學我的專業(yè)是軟件工程專業(yè)，as you know,是個理科專業(yè)，但是我覺得將其成為工科更為合適，動手做的學科。學習C語言，把變量，指針，函數(shù)，數(shù)組的概念你都記得滾瓜爛熟，理解的不能再透徹，還是沒用 。只是理解了書面知識，你上手編程還是啥都不會。

所以  練 才是最有意義的，在練的時候遇到問題要 想，思考問題出現(xiàn)在哪里，結(jié)合書本知識。之后，分享和 討論。這樣才能加深你只是的廣度和寬度，是對你最有利的。

   而在學習的過程中要克服的就是懶惰。懶惰并不是一種病，而是你對理想的懈怠，對未來的不負責任。既然選擇了就要堅持下去，別無他路。

   我的興趣就在Linux這部分，對于服務(wù)器的后臺系統(tǒng)架構(gòu)有濃厚的興趣，所以我有理由相信我可以做到。對自己抱有信心是非常重要的。

   寫到這，還要感謝一下我的 操作系統(tǒng) 老師，蔡青松博士。這寫東西都是我在他身上認識到的，Linux也是通過它了解到的。正如他所說：“現(xiàn)在的學生都是狗屎，啥都不會”這句話其實是對我們最好的激勵，既然不會，就學會！

   看起來這段話并不像學習思想總結(jié)，好像不是很正式的樣子，當時我覺得表達出自己的思想就要說出自己想的東西。如果真的弄得條條框框，什么 努力，堅持，信心之類，就沒意思了。

UNIX與LINUX的發(fā)展歷程

    Unix是用90%的C語言和10%匯編語言混合編寫的，因此對于硬件平臺的移植時還是需要更改代碼，因此各個公司都推出了針對自家機型的Unix系統(tǒng)；

    到了AT&TSystem V第七版時，終于推出了針對X86的Unix，因此終于能夠在個人計算機上安裝Unix，但是有一條規(guī)定：“不能向?qū)W生公開源碼”，因此Tanebaum教授就不看Unix源碼，編寫了兼容Unix的針對X86的Minix操作系統(tǒng)；

四．因為Minix只是教學使用，因此功能并不強，因此Torvalds利用GNU的bash當做開發(fā)環(huán)境，gcc當做編譯工具，編寫了Linux內(nèi)核-v0.02，但是一開始Linux并不能兼容Unix，即Unix上跑的應(yīng)用程序不能在Linux上跑，即應(yīng)用程序與內(nèi)核之間的接口不一致，因為Unix是遵循POSIX規(guī)范的，因此Torvalds修改了Linux，并遵循POSIX（PortableOperating System Interface，他規(guī)范了應(yīng)用程序與內(nèi)核的接口規(guī)范）；

    一開始Linux只適用于386，后來經(jīng)過全世界的網(wǎng)友的幫助，最終能夠兼容多種硬件；