I/O路徑的下一站(但不是最后一站)是設(shè)備和子系統(tǒng)，它們處于總線的另一端或在主機(jī)I/O控制器的網(wǎng)絡(luò)上。 1.存儲(chǔ)子系統(tǒng) 存儲(chǔ)子系統(tǒng)是一組設(shè)備的集合，這些設(shè)備使用共同的配電源、包裝或管理系統(tǒng)策略，存儲(chǔ)子系統(tǒng)的例子如RAID系統(tǒng)和磁帶庫。這兩種類型的子系統(tǒng)都具有多個(gè)設(shè)備，但在I/O路徑上就像單一的系統(tǒng)一樣。 在功能上，存儲(chǔ)子系統(tǒng)的范圍從簡(jiǎn)單的產(chǎn)品（把電源和包裝盒并入單一的機(jī)柜），到復(fù)雜的計(jì)算機(jī)，（它們擁有如鏡向、分條及備份等存儲(chǔ)管理功能）。存儲(chǔ)子系統(tǒng)在I/O總線上通常擁有一個(gè)或多個(gè)地址，而存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的設(shè)備則按作為屬于它們的LUN由主機(jī)I/O控制器尋址。另一個(gè)常見的方法是利用虛擬化技術(shù)，將子系統(tǒng)中的設(shè)備看作單個(gè)的大型設(shè)備。這可以通過一個(gè)完全分離且獨(dú)立的I/O總線或網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，這些I/O總線或網(wǎng)絡(luò)處于子系統(tǒng)內(nèi)部，連接所有內(nèi)部設(shè)備。內(nèi)部總線和網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)子系統(tǒng)控制器管理，藉此來屏蔽子系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備通信的復(fù)雜性。換言之，虛擬管理使子系統(tǒng)對(duì)主機(jī)是透明的。 2.磁盤驅(qū)動(dòng)器 最常見的電子存儲(chǔ)設(shè)備是磁盤驅(qū)動(dòng)器。過去20年中，磁盤驅(qū)動(dòng)器工業(yè)的進(jìn)展是一個(gè)奇跡。通常人們總是把計(jì)算能力的快速進(jìn)展歸功于處理器，但事實(shí)上，如果沒有磁盤驅(qū)動(dòng)技術(shù)的巨大貢獻(xiàn)，這種計(jì)算上的進(jìn)展是不可能的。 除了容量之外，衡量磁盤的另外兩個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)為可靠性和性能。現(xiàn)在就探討這兩個(gè)問題，并討論它們對(duì)于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的適用性。 1)可靠性：MTBF和MTTR 即使磁盤技術(shù)發(fā)展的空間變得越來越小，磁盤的可靠性仍在變得越來越好。磁盤可靠性的指標(biāo)之一是所謂的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）值。一般情況下，MTBF值并不表示一個(gè)特定設(shè)備可能持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，而是給出一個(gè)設(shè)備可能失敗的統(tǒng)計(jì)近似值。 很明顯，假如一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間相對(duì)較短，那么就沒有辦法測(cè)試該產(chǎn)品的壽命期望值。例如，假如開發(fā)并批量生產(chǎn)某產(chǎn)品僅花18個(gè)月的時(shí)間，而該產(chǎn)品的壽命期望值是6年，要想測(cè)試它的壽命則是不可能的，因?yàn)榈焦�司測(cè)試這個(gè)產(chǎn)品6年時(shí)間結(jié)束時(shí)，也許它已經(jīng)被封存4年了，這就是統(tǒng)計(jì)估計(jì)必要性的原因所在。 但是，顧客需要一個(gè)確定產(chǎn)品可靠性的方法，制造商也需要一種辦法與顧客溝通，以達(dá)成信任。因此，出現(xiàn)了MTBF的計(jì)算。事實(shí)上，沒有計(jì)算MTBF的標(biāo)準(zhǔn)，公司可以自由地選擇任何合理的方法來計(jì)算。下面三種方法是常用的基本技術(shù)： 在多個(gè)設(shè)備上運(yùn)行同樣的測(cè)試，時(shí)間為幾個(gè)月。除以這段時(shí)間內(nèi)在所有設(shè)備上運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，再除以失敗的次數(shù)。 在延長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行測(cè)試(這段延長(zhǎng)時(shí)間稱作繼續(xù)可靠性測(cè)試)，按前面的技術(shù)計(jì)算出MTBF。 用在某個(gè)時(shí)期內(nèi)出售的設(shè)備數(shù)乘以那段時(shí)間的小時(shí)數(shù)，取這個(gè)乘積，再除以失敗的驅(qū)動(dòng)器個(gè)數(shù)，獲得MTBF值。 遺憾的是，這些方法中沒有一個(gè)是很精確的，因?yàn)闇y(cè)試環(huán)境并不是真實(shí)的（即是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，而不是辦公室環(huán)境），或者搜集的數(shù)據(jù)是不確定的（有多少售出的驅(qū)動(dòng)器正在使用，發(fā)生故障返回的有多少)。 平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）也是一個(gè)可靠性的計(jì)算方法，公司用它來表示他們產(chǎn)品的模塊性，也表示這些模塊的更換快慢。對(duì)于某些設(shè)備，MTTR數(shù)不再有意義，因?yàn)楦鼡Q一個(gè)設(shè)備比修復(fù)一個(gè)設(shè)備更劃算。而在如RAID這樣的設(shè)備中，由于使用冗余設(shè)備，某個(gè)單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的損壞并不影響對(duì)數(shù)據(jù)的訪問，因而，MTTR數(shù)的意義也顯得不大。 2)轉(zhuǎn)速 磁盤驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速既表示了驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)，也表示流式數(shù)據(jù)的I/O性能。在高吞吐量網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)應(yīng)用中，如文件服務(wù)和備份，轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)是一個(gè)很重要的問題。磁盤驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)速越快，磁頭花在等待數(shù)據(jù)讀/寫時(shí)間越短，數(shù)據(jù)的傳輸也就越快。轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)的時(shí)間量一般很小，大約在2～10微秒之內(nèi)，但累積每一個(gè)磁盤操作所花費(fèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)，其結(jié)果對(duì)性能的影響也很大。當(dāng)?shù)却龜?shù)據(jù)從磁盤上讀出時(shí)，其他的進(jìn)程也將延遲。綜上所述，當(dāng)對(duì)一個(gè)設(shè)備上的數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)訪問時(shí)，要考慮到每個(gè)微對(duì)性能產(chǎn)生的影響。為了明白累積效應(yīng)，我們可以對(duì)它進(jìn)行粗略地估計(jì)，一般而言，請(qǐng)求一次文件服務(wù)器上的一個(gè)文件，將會(huì)導(dǎo)致5、10、25個(gè)或更多的單獨(dú)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的讀請(qǐng)求，拿這個(gè)數(shù)乘以服務(wù)器上的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)(100、200、500)，其乘積就是累積的延時(shí)。由此可知道，盡可能減少合理的延時(shí)是多么的必要。例如，磁盤的平均延時(shí)是5微秒，每個(gè)文件有10個(gè)讀操作，隊(duì)列中有200個(gè)并發(fā)用戶，那么，單就磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)一項(xiàng)就導(dǎo)致10秒的延遲。因此，在一個(gè)負(fù)荷很重的網(wǎng)站，速度很慢就并不令人驚訝。 假如文件很大，而且每次訪問的文件數(shù)相對(duì)較少，轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)也是一個(gè)重要的問題。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理領(lǐng)域，由于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能夠提供對(duì)大文件的高速I/O處理能力，因而取得了成功。過去這些領(lǐng)域 一直是HIPPI所壟斷的領(lǐng)域，現(xiàn)在正讓位于光纖路徑。對(duì)于這些領(lǐng)域，磁盤的轉(zhuǎn)速直接關(guān)系到I/O的性能。例如，SGI的XFS文件系統(tǒng)把文件存儲(chǔ)在大的連續(xù)的磁盤扇區(qū)，使文件每次讀取的時(shí)間加長(zhǎng)，進(jìn)而加快了讀出速度。快速的磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)意味著快速的數(shù)據(jù)讀出。 注意存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)要求相對(duì)快的磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度，為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用購置的新磁盤轉(zhuǎn)速應(yīng)超過10000prm。