ops/storage: add contents

- 磁盘类型简介
- "磁盘阵列不是备份"
- RAID 思考题
- Linux RAID intro

docs/ops/storage/index.md

@@ -18,6 +18,23 @@ icon: material/harddisk
 
 ## 磁盘 {#disks}
 
+### 磁盘类型简介 {#disk-type}
+
+在服务器上最常见的为机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。机械硬盘使用磁盘片和机械臂进行数据读写，固态硬盘使用闪存芯片进行数据读写。
+除此以外，还可能有一些特殊的存储设备，例如磁带、Intel Optane 等，这里不做详细介绍。
+
+一般来讲，单块机械硬盘的性能取决于 RPM（转速）。在估算时可以认为顺序读写带宽在 100 MB/s 左右，4K 随机读写带宽在 1 MB/s 左右，IOPS[^1] 在 100 左右。
+而单块固态硬盘的顺序读写带宽在 500 MB/s (SATA) 或 1500 MB/s (NVMe) 以上，4K 随机读写带宽在 50 MB/s 左右，IOPS 在 10000 左右。
+对于企业级硬盘，这些性能指标可能会更高。
+
+硬盘的使用寿命的一项重要参数是 MTBF（Mean Time Between Failures，平均故障间隔时间）。
+由于机械硬盘包含运动的部件，机械硬盘的 MTBF 一般会比固态硬盘低，大致在 10 万小时到 100 万小时。
+尽管看起来很长，但是由于实际使用中的振动、温度、读写次数等因素，硬盘的实际寿命可能会远远低于 MTBF。
+而对于 SSD 来说，一项更加重要的参数是 TBW（Total Bytes Written，总写入字节数），它表示了闪存芯片可以承受的总写入量，一般在几十到数千 TB；
+读取操作对 SSD 的损耗可以忽略不计。
+
+对具体的硬盘型号，建议阅读厂商的文档（例如 datasheet 等），以获取准确的信息。
+
 ### 磁盘规格与尺寸 {#disk-size}
 
 关于磁盘规格，在服务器安装时我们主要关心以下几点：
@@ -97,6 +114,14 @@ RAID 10, 50, 60
 
 :   将不同级别的 RAID 组合在一起，兼顾性能和冗余，各取所长，对于 10 块盘以上的阵列是更加常见的选择。例如 RAID 10 = RAID 1 + RAID 0，通常将每两块盘组成 RAID 1，再将这些 RAID 1 的组合拼成一个大 RAID 0。
 
+!!! danger "磁盘阵列不是备份"
+
+    RAID 不是备份，它可以实现在某块磁盘故障时保证系统继续运行，但是不能在数据误删除、自然灾害、人为破坏等情况下保护数据。
+
+    [![磁盘阵列不是备份](images/raid-is-not-backup.png)](https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/tuna/tunight/2023-03-26-disk-array/slides.pdf)
+
+    *图片来自[金枪鱼之夜：实验物理垃圾佬之乐——PB 级磁盘阵列演进](https://tuna.moe/event/2023/disk-array/)*
+
 ### RAID 等级比较
 
 | 等级    | 容量         | 冗余                           | 读写性能                                         | 适用场景                     |
@@ -110,6 +135,13 @@ RAID 10, 50, 60
 
 RAID 4 和 RAID 50 在这里不作讨论，因为它们没人用。
 
+!!! question "思考题"
+
+    1. 为什么 RAID 5 和 RAID 6 的重建期间性能会很差？
+    2. 为什么将大量的磁盘组合成单个 RAID 6 不是一个好主意？
+    3. 为什么对大容量磁盘使用 RAID 5 是一个坏主意？
+    4. 为什么说 RAID 5/6 有很高的写惩罚（Write Penalty）？
+
 ### RAID 实现方式
 
 RAID 可以在硬件层面实现，也可以在操作系统层面通过软件实现。
@@ -126,6 +158,10 @@ Windows：
 - 较早的“动态磁盘”功能支持 RAID 0、1、5 等级别，并且是在分区层面实现的，因此同一个硬盘组上可以同时存在多个采用不同 RAID 级别的卷（文件系统）
 - 较新的 Windows 开始支持 Storage Spaces，可以实现更多 RAID 级别，以及“镜像加速”、“自动热迁移”等功能，但是比动态磁盘更加难用，重建也更复杂
 
-macOS：
+Linux:
+
+- mdadm 是 Linux 上最常见的软件 RAID 实现方式之一
+- Linux 常用的逻辑卷管理工具 LVM 也支持 RAID 功能
+- 一部分文件系统，如 ZFS 和 Btrfs，也支持 RAID 功能
 
-- 很遗憾超出了本文的范围，
+[^1]: IOPS 为每秒的 I/O 操作数，可以简单认为是命令操作延迟的倒数。