塊存儲格式

❶ 一個組相聯cache有64個行組成，每組4行。主存儲器包含4K個塊，每塊128字。請表示內存地址的格式

64行，4行一組，共64/4=16組；主存儲器有4K個塊，每塊128字，共2的19次方個字，所以需要19個地址位，因為塊長128，所以低7位表示內偏移，因為塊編號對16取余是組號，所以用4位表示對應組號，地址中的最8位無法用cache決定，保留。Cache通常由相聯存儲器實現。

相聯存儲器的每一個存儲塊都具有額外的存儲信息，稱為標簽(Tag)。當訪問相聯存儲器時，將地址和每一個標簽同時進行比較，從而對標簽相同的存儲塊進行訪問。

(1)塊存儲格式擴展閱讀：

1、全相聯Cache：

在全相聯Cache中，存儲的塊與塊之間，以及存儲順序或保存的存儲器地址之間沒有直接的關系。程序可以訪問很多的子程序、堆棧和段，而它們是位於主存儲器的不同部位上。

因此，Cache保存著很多互不相關的數據塊，Cache必須對每個塊和塊自身的地址加以存儲。當請求數據時，Cache控制器要把請求地址同所有地址加以比較，進行確認。 這種Cache結構的主要優點是，它能夠在給定的時間內去存儲主存器中的不同的塊，命中率高；缺點是每一次請求數據同Cache中的地址進行比較需要相當的時間，速度較慢。

2、直接映像Cache：

直接映像Cache不同於全相聯Cache，地址僅需比較一次。

在直接映像Cache中，由於每個主存儲器的塊在Cache中僅存在一個位置，因而把地址的比較次數減少為一次。其做法是，為Cache中的每個塊位置分配一個索引欄位，用Tag欄位區分存放在Cache位置上的不同的塊。

單路直接映像把主存儲器分成若干頁，主存儲器的每一頁與Cache存儲器的大小相同，匹配的主存儲器的偏移量可以直接映像為Cache偏移量。Cache的Tag存儲器(偏移量)保存著主存儲器的頁地址(頁號)。

以上可以看出，直接映像Cache優於全相聯Cache，能進行快速查找，其缺點是當主存儲器的組之間做頻繁調用時，Cache控制器必須做多次轉換。

3、組相聯Cache：

組相聯Cache是介於全相聯Cache和直接映像Cache之間的一種結構。這種類型的Cache使用了幾組直接映像的塊，對於某一個給定的索引號，可以允許有幾個塊位置，因而可以增加命中率和系統效率。

❷ 對象存儲、文件存儲和塊存儲有什麼區別

對象存儲、文件存儲和塊存儲區別為：存儲設備不同、特點不同、缺點不同。

一、存儲設備不同

1、對象存儲：對象存儲的對應存儲設備為swift，鍵值存儲。

2、文件存儲：文件存儲的對應存儲設備為FTP、NFS伺服器。

3、塊存儲：塊存儲的對應存儲設備為cinder，硬碟。

二、特點不同

1、對象存儲：對象存儲的特點是具備塊存儲的高速以及文件存儲的共享等特性。

2、文件存儲：文件存儲的特點是一個大文件夾，大家都可以獲取文件。

3、塊存儲：塊存儲的特點是分區、格式化後，可以使用，與平常主機內置硬碟的方式完全無異。

三、缺點不同

1、對象存儲：對象存儲的缺點是不兼容多種模式並行。

2、文件存儲：文件存儲的缺點是傳輸速率低。

3、塊存儲：塊存儲的缺點是不能共享數據。

❸ 比較各個存儲類型的優缺點

【塊存儲】

典型設備：磁碟陣列，硬碟

塊存儲主要是將裸磁碟空間整個映射給主機使用的，就是說例如磁碟陣列裡面有5塊硬碟（為方便說明，假設每個硬碟1G），然後可以通過劃邏輯盤、做Raid、或者LVM（邏輯卷）等種種方式邏輯劃分出N個邏輯的硬碟。（假設劃分完的邏輯盤也是5個，每個也是1G，但是這5個1G的邏輯盤已經於原來的5個物理硬碟意義完全不同了。例如第一個邏輯硬碟A裡面，可能第一個200M是來自物理硬碟1，第二個200M是來自物理硬碟2，所以邏輯硬碟A是由多個物理硬碟邏輯虛構出來的硬碟。）

接著塊存儲會採用映射的方式將這幾個邏輯盤映射給主機，主機上面的操作系統會識別到有5塊硬碟，但是操作系統是區分不出到底是邏輯還是物理的，它一概就認為只是5塊裸的物理硬碟而已，跟直接拿一塊物理硬碟掛載到操作系統沒有區別的，至少操作系統感知上沒有區別。

此種方式下，操作系統還需要對掛載的裸硬碟進行分區、格式化後，才能使用，與平常主機內置硬碟的方式完全無異。

優點：

1、 這種方式的好處當然是因為通過了Raid與LVM等手段，對數據提供了保護。

2、 另外也可以將多塊廉價的硬碟組合起來，成為一個大容量的邏輯盤對外提供服務，提高了容量。

3、 寫入數據的時候，由於是多塊磁碟組合出來的邏輯盤，所以幾塊磁碟可以並行寫入的，提升了讀寫效率。

4、 很多時候塊存儲採用SAN架構組網，傳輸速率以及封裝協議的原因，使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。

缺點：

1、採用SAN架構組網時，需要額外為主機購買光纖通道卡，還要買光纖交換機，造價成本高。

2、主機之間的數據無法共享，在伺服器不做集群的情況下，塊存儲裸盤映射給主機，再格式化使用後，對於主機來說相當於本地盤，那麼主機A的本地盤根本不能給主機B去使用，無法共享數據。

3、不利於不同操作系統主機間的數據共享：另外一個原因是因為操作系統使用不同的文件系統，格式化完之後，不同文件系統間的數據是共享不了的。例如一台裝了WIN7/XP，文件系統是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是無法識別NTFS的文件系統的。就像一隻NTFS格式的U盤，插進Linux的筆記本，根本無法識別出來。所以不利於文件共享。

【文件存儲】

典型設備：FTP、NFS伺服器

為了克服上述文件無法共享的問題，所以有了文件存儲。

文件存儲也有軟硬一體化的設備，但是其實普通拿一台伺服器/筆記本，只要裝上合適的操作系統與軟體，就可以架設FTP與NFS服務了，架上該類服務之後的伺服器，就是文件存儲的一種了。

主機A可以直接對文件存儲進行文件的上傳下載，與塊存儲不同，主機A是不需要再對文件存儲進行格式化的，因為文件管理功能已經由文件存儲自己搞定了。

優點：

1、造價交低：隨便一台機器就可以了，另外普通乙太網就可以，根本不需要專用的SAN網路，所以造價低。

2、方便文件共享：例如主機A（WIN7，NTFS文件系統），主機B（Linux，EXT4文件系統），想互拷一部電影，本來不行。加了個主機C（NFS伺服器），然後可以先A拷到C，再C拷到B就OK了。（例子比較膚淺，請見諒……）

缺點：

讀寫速率低，傳輸速率慢：乙太網，上傳下載速度較慢，另外所有讀寫都要1台伺服器裡面的硬碟來承擔，相比起磁碟陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫，速率慢了許多。

【對象存儲】

典型設備：內置大容量硬碟的分布式伺服器

對象存儲最常用的方案，就是多台伺服器內置大容量硬碟，再裝上對象存儲軟體，然後再額外搞幾台服務作為管理節點，安裝上對象存儲管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫訪問功能。

之所以出現了對象存儲這種東西，是為了克服塊存儲與文件存儲各自的缺點，發揚它倆各自的優點。簡單來說塊存儲讀寫快，不利於共享，文件存儲讀寫慢，利於共享。能否弄一個讀寫快，利 於共享的出來呢。於是就有了對象存儲。

首先，一個文件包含了了屬性（術語叫metadata，元數據，例如該文件的大小、修改時間、存儲路徑等）以及內容（以下簡稱數據）。

以往像FAT32這種文件系統，是直接將一份文件的數據與metadata一起存儲的，存儲過程先將文件按照文件系統的最小塊大小來打散（如4M的文件，假設文件系統要求一個塊4K，那麼就將文件打散成為1000個小塊），再寫進硬碟裡面，過程中沒有區分數據/metadata的。而每個塊最後會告知你下一個要讀取的塊的地址，然後一直這樣順序地按圖索驥，最後完成整份文件的所有塊的讀取。

這種情況下讀寫速率很慢，因為就算你有100個機械手臂在讀寫，但是由於你只有讀取到第一個塊，才能知道下一個塊在哪裡，其實相當於只能有1個機械手臂在實際工作。

而對象存儲則將元數據獨立了出來，控制節點叫元數據伺服器（伺服器+對象存儲管理軟體），裡面主要負責存儲對象的屬性（主要是對象的數據被打散存放到了那幾台分布式伺服器中的信息），而其他負責存儲數據的分布式伺服器叫做OSD，主要負責存儲文件的數據部分。當用戶訪問對象，會先訪問元數據伺服器，元數據伺服器只負責反饋對象存儲在哪些OSD，假設反饋文件A存儲在B、C、D三台OSD，那麼用戶就會再次直接訪問3台OSD伺服器去讀取數據。

這時候由於是3台OSD同時對外傳輸數據，所以傳輸的速度就加快了。當OSD伺服器數量越多，這種讀寫速度的提升就越大，通過此種方式，實現了讀寫快的目的。

另一方面，對象存儲軟體是有專門的文件系統的，所以OSD對外又相當於文件伺服器，那麼就不存在文件共享方面的困難了，也解決了文件共享方面的問題。

所以對象存儲的出現，很好地結合了塊存儲與文件存儲的優點。

最後為什麼對象存儲兼具塊存儲與文件存儲的好處，還要使用塊存儲或文件存儲呢？

1、有一類應用是需要存儲直接裸盤映射的，例如資料庫。因為資料庫需要存儲裸盤映射給自己後，再根據自己的資料庫文件系統來對裸盤進行格式化的，所以是不能夠採用其他已經被格式化為某種文件系統的存儲的。此類應用更適合使用塊存儲。

2、對象存儲的成本比起普通的文件存儲還是較高，需要購買專門的對象存儲軟體以及大容量硬碟。如果對數據量要求不是海量，只是為了做文件共享的時候，直接用文件存儲的形式好了，性價比高。