原文链接：数字签名算法介绍和区别 summary：数字签名是一个带有密钥的消息摘要算法，这个密钥包括了公钥和私钥，用于验证数据完整性、认证数据来源和抗否认，遵循OSI参考模型、私钥签名和公钥验证。也是非对称加密算法和消息摘要算法的结合体，常见的数字签名算法主要有RSA、DSA、ECDSA三种，本文对数字签名算法进行详细介绍。 RSARSA是目前计算机密码学中最经典算法，也是目前为止使用最广泛的数字签名算法，RSA数字签名算法的密钥实现与RSA的加密算法是一样的，算法的名称都叫RSA。密钥的产生和转换都是一样的，包括在售的所有SSL数字证书、代码签名证书、文档签名以及邮件签名大多都采用RSA算法进行加密。 RSA数字签名算法主要包括MD和SHA两种算法，例如我们熟知的MD5和SHA-256即是这两种算法中的一类。 DSADSA全称Digital Signature Algorithm，DSA只是一种算法，和RSA不同之处在于它不能用作加密和解密，也不能进行密钥交换，只用于签名，所以它比RSA要快很多，其安全性与RSA相比差不多。DSA的一个重要特点是两个素数公开，这样，当使用别人的p和q ...

数据存储的实现介质实现数据存储必须有三个基本条件：存储介质的不同状态、存储介质的状态感知、存储介质的状态转换。1，存储介质的不同状态：根据磁性薄膜上剩余磁化方向不同实现此表面记录技术，磁化方向不同可表示电平的跳变，经解码识别为01，实现数据存储。根据电平高低状态，实现用于记忆的电路，如半导体静态随机存取存储器（SRAM 6个晶体管组成）。基于电阻值的大小存储数据，阻变存储器RRAM，相变存储器PCM、磁性存储器MRAM。光盘表面采用不同波长激光产生凹坑大小不同，光盘记录容量也不同。2，存储介质的状态感知：写入时，写入电流的改变在磁介质表面留下不同方向的剩余磁化状态。读出时，读出磁头感应出剩余磁化方向的改变，经解码后转化为读出数据。通过对光盘表面照射激光束检测有无凹坑读出光盘数据。3，存储介质的状态转换：对磁盘而言，通过改变流经写入磁头的电流方向，改变磁盘表面的磁化方向。对SRAM而言，通过改变位线上的电平改变高低电平状态。对于阻变存储单元，通过对某一单元施加高低电平实现低高阻态。光盘大多为一次写入，多次读出。 数据写入与读出技术 首先是晶体管的工作原理，如下图所示，我们可以在栅极（Ga ...

RAID的分级与结构磁盘整列整体结构图： RAID0 即Data Stripping（数据分块，数据条带化）。将整个逻辑盘的数据分块地分布在多个物理磁盘上，可以进行并行读写，提供最快速度，但是没有冗余能力。 优点： （1）读写时数据分块，并行操作； （2）当每个磁盘控制器只连接一个磁盘时，数据能分块到多个磁盘控制器，取得最佳性能； （3）不需要计算校验和； （4）设计简单，计算容易； 缺点： （1）不能容错，不算真正的RAID； （2）一块磁盘失效，可能丢失所有数据； （3）不能用在可靠性要求高的应用中； RAID1RAID1又称镜像模式（Mirror或Mirroring），目标是最大限度地保证用户数据的可用性和可修复性。把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另一个硬盘上。与RAID0相比，RAID1首要考虑安全性，容量减半，速度不变。- 优点： （1）对每个磁盘对只需要一次写操作； （2）写性能与单块磁盘相同，读性能优于单块磁盘； （3）100%的数据冗余，一块磁盘失效时，只需要把数据拷贝到替换的磁盘上； （4）特定系统下，RAID1系统可在 ...

1 海量存储系统的体系结构存储系统在高速度、大容量、低成本三者之间是存在矛盾的。在追求单个存储器高性能的同时，通过先进的体系结构技术，可以构建出性价比最优的复合存储系统。 海量存储系统的研究目标： 通过软硬件结合、本地与网络结合的方法，研究新型体系结构技术，设计出性能优化的存储系统。 概括： 将不同容量、速度、价格的存储器组成多层系统，通过软硬件组合为整体，数据分布在各层中，达到最优化的性能价格比。从cpu的角度上看，这个多级存储系统具有与最快存储器相当的速度，容量相当于磁盘的高速、大容量存储器，每字节成本接近磁盘。 1.1 多级存储层次的基本概念 在存储系统多级层次结构中，由上至下分为三级，容量递增，速度递减，成本递减。整体又分为两个层次 Cache-主存层次： 主存-辅存层次： 进一步细分，先进的CPU内部含有三级存储体系，分别是寄存器、L1 Cache、L2 Cache: 多级结构存储系统服从两个基本原则：存储层次结构的有效性基于实践局部性、空间局部性两个局部性原理： 时间局部性（Temproral Locality） ：如果某个数据或指令被引用，那么 ...

本文翻译自：Understanding Database Sharding 什么是Sharding： 分片是一种与水平分区相关的数据库架构模式——将一个表的行分成多个不同的表的做法，称为分区。 每个分区都有相同的架构和列，但也有完全不同的行。 同样，每个分区中保存的数据都是唯一的，独立于其他分区中保存的数据。 根据水平分区与垂直分区的关系来考虑水平分区会很有帮助。 在垂直分区的表中，整列被分离出来并放入新的、不同的表中。 一个垂直分区中保存的数据独立于所有其他分区中的数据，并且每个分区都包含不同的行和列。 下图说明了如何对表进行水平和垂直分区： 分片涉及将一个人的数据分成两个或更多更小的块，称为逻辑分片。 然后将逻辑分片分布在单独的数据库节点上，称为物理分片，它可以容纳多个逻辑分片。 尽管如此，所有分片中保存的数据共同代表了整个逻辑数据集。 数据库分片体现了无共享架构。 这意味着分片是自治的； 它们不共享任何相同的数据或计算资源。 但是，在某些情况下，将某些表复制到每个分片中以用作参考表可能是有意义的。 例如，假设有一个应用程序的数据库，它依赖于重量测量的固定转换率。 通过将包含必要转 ...

本文翻译自：A Comparison of NoSQL Database Management Systems and Models 背景介绍当大多数人想到数据库时，他们通常会想到传统的关系数据库模型，该模型涉及由行和列组成的表。 虽然关系数据库管理系统仍然处理互联网上的大部分数据，但近年来，随着开发人员寻求解决关系模型局限性的方法，替代数据模型变得越来越普遍。 这些非关系型数据库模型都有自己独特的优点、缺点和用例，已被归类为 NoSQL 数据库。 本文将向您介绍一些比较常用的 NoSQL 数据库模型。 它将权衡它们的一些优点和缺点，并提供一些数据库管理系统示例和每个示例的潜在用例。 关系型数据库和它们的缺陷数据库是逻辑建模的信息或数据集群。同时，数据库管理系统 (DBMS) 是与数据库交互的计算机程序。 DBMS 允许您控制对数据库的访问、写入数据、运行查询以及执行与数据库管理相关的任何其他任务。尽管数据库管理系统通常被称为“数据库”，但这两个术语并不完全可以互换。数据库可以是任何数据集合，而不仅仅是存储在计算机上的数据，而 DBMS 是允许您与数据库交互的特定软件。 所有数据库管理 ...

OSI（开放式系统互连）OSI是一种抽象的系统间通信模型，描述两个或多个系统之间如何交流，计算机之间、人体之间、人体与计算机之间的通信都可以用OSI模型描述。 一个实例：计算机a想向计算机b发送一个数据包，内容是“打开文件C:\tellme.txt” 计算机a首先需要在内存中通过双方定义的语言，生成这个数据包： 将数据包通过总线发送给TCP/IP协议处理单元，告知其对方IP地址和所用传输方式（UDP/TCP）和端口号； TCP/IP处理模块收到数据包，包装并通过总线发送给以太网卡； 以太网卡将数据包进行编码，通过电路将包装好的数据包变成一串电路高低电平，发送给交换机； 交换机将数据包交换到计算机b的接口； 计算机b收到这串电位流后，送至以太网卡解码芯片，去掉以太网头，之后产生中断信号，将数据包送到内存： 由TCP/IP协议处理模块对这个数据包进行分析，提取IP头和TCP或UDP头，以便区分应输送到哪个应用程序的缓冲区内存； 即最终TCP/IP协议将“打开文件C:\tellme.txt”这句话，成功输送到计算机b应用程序的缓冲区内存； 计算机b应用程序提取这句话，分析语法，根据这个命令 ...

磁盘阵列简单理解就是装成百上千块磁盘的大柜子。外置磁盘柜应用探索​ 找一个箱子内部有SCSI线缆，可以固化到电路板上。外边放一个接口，用来连接主机上的SCSI卡。如果主机装的SCSI卡不带RAID功能，那么主机会看到磁盘箱中的所有磁盘，箱子里有多少块，OS磁盘管理器就会显示多少块。如果主机的SCSI卡带RAID功能，那么可以用这个RAID卡先对认识到的磁盘做RAID，划分逻辑盘，然后OS识别到的是逻辑盘，不会是箱子里的物理磁盘。 这种磁盘箱叫做JBOD，“Just a Bound Of Disks” 结合RAID卡实现外置磁盘阵列把RAID功能做到磁盘箱中，这样主机就不用再配置RAID，直接连接就能识别到逻辑盘了。 把自带RAID控制器的磁盘箱叫做“磁盘阵列”，自此大家默认凡是JBOD都叫磁盘柜，凡是自带RAID控制器的盘柜就叫磁盘阵列或盘阵。 盘阵就是在盘柜的基础上，将内部的磁盘经过自带的RAID控制器虚拟化成逻辑磁盘，然后经过外部SCSI接口连接到主机端的SCSI接口。此时盘阵对主机来说就是主机SCSI总线上的一个或多个设备，具有一个或多个SCSI ID，所有逻辑 ...

为保证性能同一个磁盘组一般只能用同一类型的磁盘。 1 RAID 卡 软件RAID有三个缺点：占用内存空间、占用CPU资源、软件RAID程序无法将安装有操作系统的那个磁盘分区做成RAID模式；因为RAID程序是运行在操作系统上的，所以操作系统启动前无法使用RAID功能，操作系统损坏，RAID程序无法运行，所以大部分RAID程序会在磁盘上存储自己的算法信息。 RAID卡是利用独立硬件来实现RAID功能的方法。人们在SCSI卡上增加了额外的芯片用于实现RAID功能，专门用来执行RAID算法，可以是ASIC高速芯片也可以是通用指令CPU芯片，可以从ROM中加载代码直接执行，也可以先载入RAM后执行，从而实现RAID功能。 RAID卡克服了软件RAID缺点，使操作系统本身可以安装在RAID虚拟磁盘上，这是软件RAID做不到的。 2 磁盘阵列​ 在七种RAID形式基础上，还可以进行扩展，实现更高级的RAID。 RAID 50 控制器将RAID 0和RAID 5的映射方程组合成一个映射方程，直接带入逻辑盘的LBA，得出将要写入或读出的物理地址。左右两边的盘分别允许损坏一块磁盘而 ...

纯技术角度剖析RAID模式的组成原理和结构，以及相对于单盘IO的速率变化： 注意：Stripe完全是程序在内存中虚拟出来的，就是一个map公式，就是实现RAID的程序代码，物理上磁盘只有扇区。此外，程序会在磁盘特定的一些扇区中写入自己运行时需要的信息，比如一些RAID标签信息等。 1 存储分区相关概念： 磁盘相同偏移处横向逻辑分割形成Stripe条带，一个Stripe横跨的扇区或块的个数或字节容量就是条带长度，即Stripe Length。 一个Stripe占用的单块磁盘上的区域叫做Segment，一个Segment中包含的data Block或者扇区的个数或者字节容量称为Stripe Depth。Data Block可以是N倍扇区大小的容量，应该可以调节或不可以，由控制器决定。 2 IO相关重要概念 IO可以分为读/写IO、大/小块IO、连续/随机IO、顺序/并发IO、稳定/突发IO、持续/间断IO和实/虚IO。 读/写IO： 指令一般指通知磁盘开始扇区位置，然后给出需要从这个初始扇区往后读取连续扇区个数，同时给出动作是读还是写。控制器发出这种指令加数据并得到对方回执的过程就是 ...