磁盤IO和網(wǎng)絡(luò)IO

時間：2020-04-13作者：深圳道通存儲技術(shù)有限公司瀏覽：123

磁盤IO和網(wǎng)絡(luò)IO

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4.1 磁盤IO







具體步驟：

當應(yīng)用程序調(diào)用read接口時，操作系統(tǒng)檢查內(nèi)核緩沖區(qū)中是否存在需要的數(shù)據(jù)，如果存在，就直接從內(nèi)核緩存中直接返回，否則從磁盤中讀取，然后緩存至操作系統(tǒng)的緩存中。

當應(yīng)用程序調(diào)用write接口時，將數(shù)據(jù)直接從用戶地址空間復制到內(nèi)核地址空間的緩存中，這時對用戶程序來說，寫操作已經(jīng)完成了，至于什么時候?qū)懭氪疟P中，由操作系統(tǒng)決定，除非顯示調(diào)用sync同步命令。

磁盤IO流程詳圖：







4.2 網(wǎng)絡(luò)IO







當調(diào)用系統(tǒng)read接口時，通過DMA(Direct Memory Access)將數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū);

然后由CPU控制，將內(nèi)核緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)拷貝到用戶模式的buffer中;

當調(diào)用系統(tǒng)write接口時，會把用戶模式下buffer數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū)的Socket Buffer中;

最后通過DMA copy將內(nèi)核模式下的socket buffer中數(shù)據(jù)拷貝到網(wǎng)卡設(shè)備中傳輸。

從上面整個read、write過程來看，數(shù)據(jù)白白從內(nèi)核模式到用戶模式走了一圈，浪費了兩次copy，而這兩次有需要CPU copy，即占用CPU資源。

4.3 磁盤IO與網(wǎng)絡(luò)IO對比

磁盤IO主要延遲是由(以15000rpm硬盤為例)：機械轉(zhuǎn)動延時(機械硬盤為主要性能瓶頸，平均2ms)+尋址延時*(2-3ms)+塊傳輸延時(一般4k每塊，40m/s的傳輸速度，延時一般為0.1ms)決定。(平均為5ms)

網(wǎng)絡(luò)IO主要延時是由：服務(wù)器響應(yīng)延時+帶寬限制+網(wǎng)絡(luò)延時+跳轉(zhuǎn)路由延時+本地接收延時 決定。(一般為幾十到幾千毫秒，受環(huán)境影響較大)

所以，一般來說，網(wǎng)絡(luò)IO延時要大于磁盤IO延時。


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