大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)

大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張鼕 著
圖書標籤:
  • 存儲係統
  • 底層架構
  • 數據存儲
  • 磁盤原理
  • RAID
  • 文件係統
  • 數據庫存儲
  • 性能優化
  • SSD
  • 持久化存儲
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302381242
版次:1
商品編碼:11586843
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2014-12-01
用紙:膠版紙
頁數:998
正文語種:中文

具體描述

産品特色


編輯推薦

  一個無比嚴謹的技術癡迷者創作的一本飽含誠意與想象力的經典存儲著作。


內容簡介

  網絡存儲是一個涉及計算機硬件以及網絡協議/技術、操作係統以及專業軟件等各方麵綜閤知識的領域。目前國內闡述網絡存儲的書籍少之又少,大部分是國外作品,對存儲係統底層細節的描述不夠深入,加之術語太多,初學者很難真正理解網絡存儲的精髓。
  《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(版)》以特立獨行的行文風格嚮讀者闡述瞭整個網絡存儲係統。從硬盤到應用程序,對這條路徑上的每個節點,作者都進行瞭闡述。書中內容涉及:計算機IO基本概念,硬盤物理結構、盤片數據結構和工作原理,七種常見RAID原理詳析以及性能細節對比,虛擬磁盤、捲和文件係統原理,磁盤陣列係統,OSI模型,FC協議,眾多磁盤陣列架構等。另外,本書囊括瞭存儲領域幾乎所有的新興技術,比如機械磁盤、SSD、FC/SAS協議、HBA卡、存儲控製器、集群存儲係統、FC SAN、NAS、iSCSI、FCoE、快照、鏡像、虛擬化、同步/異步遠程復製、Thin Provision自動精簡配置、VTL虛擬磁帶庫、數據容災、應用容災、業務容災、性能優化、存儲係統IO路徑、雲計算與雲存儲等。
  其中每一項技術作者都進行瞭建模和分析,旨在幫助讀者徹底理解每一種技術的原理和本質。本書結尾,作者精心總結和多年來在論壇以及各大媒體發錶的帖子內容,超過一百條的問與答,這些內容都是與實際緊密結閤的經驗總結,頗具參考價值。
  《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(版)》第一版於2008年齣版,受到業界一緻肯定,曆經6年技術沉澱重裝齣版。
  《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(版)》適閤初入存儲行業的研發人員、技術工程師、售前工程師和銷售人員閱讀,同時適閤資深存儲行業人士用以互相切磋交流提高。另外,網絡工程師、網管、服務器軟硬件開發與銷售人員、Web開發者、數據庫開發者以及相關專業師生等也非常適閤閱讀《大話存儲·版:存儲係統底層架構原理極限剖析》。

作者簡介

  張鼕,為資深係統工程師,精通網絡互聯技術、存儲係統、網絡存儲係統以及DB2數據庫係統。先後設計過多個省級網絡架構,曾經為多個知名企業設計瞭存儲子係統架構,在某知名企業擔任DB2數據庫管理員,設計並主持實施瞭DB2數據庫以及SAP係統的整閤容災項目。作者曾經在中國民航總局擔任民航NG(NextGeneration)離港係統開發的通信協議和係統架構支持顧問,為我國自主研發的打破國際壟斷的新一代高實時性離港係統提供瞭關鍵技術支持,包括大型機通信協議分析、係統架構分析等,得益於作者深厚的講授和文檔功底,使得開發人員編寫代碼的時候如魚得水。
  目前為大的CISCO中文社區NET130大版主,網絡上具有相當大的名氣和號召力。
  該作者對網絡、存儲係統有深刻的理解和洞察力,具有深厚的知識背景和技術能力。正因如此,作者曾經應邀擔任多傢培訓機構的高級技術顧問和講授顧問。作者對教授技巧有很好的領悟,所培訓的學員對其講授水平有很高的評價。由於極其通俗易懂,作者的講義被學員贊譽為“無需老師講授的教材”。
  該作者的著作特點為:通俗易懂,極大的激發讀者的興趣,善於運用各種比喻和類比。
  該作者不但在IT領域有所造詣,而且還研究過生物化學,分子生物學,分子免疫學,分子生態學等生物科學領域的內容。作者對萬物有自己獨到的見解,對未來世界的發展也有自己深邃的看法。
  作者曾經在各大媒體雜誌發錶過的文章有:
  1、《深入剖析各種RAID技術的原理細節》,發錶於《計算機世界》2007年3月26日《網絡存儲》
  2、《信息的哲學-從信息到數據再到數據存儲》,發錶於《信息存儲》2006年11月15日刊。
  3、《論存儲領域各種通信協議之間的相互作用》,發錶於《信息存儲》2006年11月15日刊。
  4、《分而治之-論當今存儲集群的發展趨勢》,發錶於IT168網絡存儲頻道。
  5、《深入分析單口NAT的實現原理》,發錶於NET130網絡技術頻道。
  6、《從“徹底網絡化”看存儲區域網絡和係統區域網絡的發展曆程》,發錶於IT168網絡存儲頻道。
  7、《大話虛擬化》,發錶於《信息存儲》2007年6月15日刊。
  8、《對一個網絡界討論已久問題的分析解釋》,發錶於NET130網絡技術頻道。

目錄

第1章 混沌初開--存儲係統的前世今生
1.1 存儲曆史
1.2 信息、數據和數據存儲
1.2.1 信息
1.2.2 什麼是數據
1.2.3 數據存儲
1.3 用計算機來處理信息、保存數據
第2章 IO大法--走進計算機IO世界
2.1 IO的通路--總綫
2.2 計算機內部通信
2.2.1 IO總綫是否可以看作網絡
2.2.2 CPU、內存和磁盤之間通過網絡來通信
2.3 網中之網
第3章 磁盤大挪移--磁盤原理與技術詳解
3.1 硬盤結構
3.1.1 盤片上的數據組織
3.1.2 硬盤控製電路簡介
3.1.3 磁盤的IO單位
3.2 磁盤的通俗演繹
3.3 磁盤相關高層技術
3.3.1 磁盤中的隊列技術
3.3.2 無序傳輸技術
3.3.3 幾種可控磁頭掃描方式概論
3.3.4 關於磁盤緩存
3.3.5 影響磁盤性能的因素
3.4 硬盤接口技術
3.4.1 IDE硬盤接口
3.4.2 SATA硬盤接口
3.5 SCSI硬盤接口
3.6 磁盤控製器、驅動器控製電路和磁盤控製器驅動程序
3.6.1 磁盤控製器
3.6.2 驅動器控製電路
3.6.3 磁盤控製器驅動程序
3.7 內部傳輸速率和外部傳輸速率
3.7.1 內部傳輸速率
3.7.2 外部傳輸速率
3.8 並行傳輸和串行傳輸
3.8.1 並行傳輸
3.8.2 串行傳輸
3.9 磁盤的IOPS和傳輸帶寬(吞吐量)
3.9.1 IOPS
3.9.2 傳輸帶寬
3.10 固態存儲介質和固態硬盤
3.10.1 SSD固態硬盤的硬件組成
3.10.2 從Flash芯片讀取數據的過程
3.10.3 嚮Flash芯片中寫入數據的過程
3.10.4 Flash芯片的通病
3.10.5 NAND與NOR
3.10.6 SSD給自己開的五劑良藥
3.10.7 SSD如何處理Cell損壞
3.10.8 SSD的前景
3.11 Memblaze閃存産品介紹
3.11.1 技術能力
3.11.2 産品能力
3.12 小結:網中有網,網中之網
第4章 七星北鬥--大話/詳解七種RAID
4.1 大話七種RAID武器
4.1.1 RAID 0陣式
4.1.2 RAID 1陣式
4.1.3 RAID 2陣式
4.1.4 RAID 3陣式
4.1.5 RAID 4陣式
4.1.6 RAID 5陣式
4.1.7 RAID 6陣式
4.2 七種RAID技術詳解
4.2.1 RAID 0技術詳析
4.2.2 RAID 1技術詳析
4.2.3 RAID 2技術詳析
4.2.4 RAID 3技術詳析
4.2.5 RAID 4技術詳析
4.2.6 RAID 5技術詳析
4.2.7 RAID 6技術詳析
第5章 降龍傳說--RAID、虛擬磁盤、捲和文件係統實戰
5.1 操作係統中RAID的實現和配置
5.1.1 Windows Server 2003高級磁盤管理
5.1.2 Linux下軟RAID配置示例
5.2 RAID卡
5.3 磁盤陣列
5.3.1 RAID 50
5.3.2 RAID 10和RAID 01
5.4 虛擬磁盤
5.4.1 RAID組的再劃分
5.4.2 同一通道存在多種類型的RAID組
5.4.3 操作係統如何看待邏輯磁盤
5.4.4 RAID控製器如何管理邏輯磁盤
5.5 捲管理層
5.5.1 有瞭邏輯盤就萬事大吉瞭麼?
5.5.2 深入捲管理層
5.5.3 Linux下配置LVM實例
5.5.4 捲管理軟件的實現
5.5.5 低級VM和高級VM
5.5.6 VxVM捲管理軟件配置簡介
5.6 大話文件係統
5.6.1 成何體統--沒有規矩的倉庫
5.6.2 慧眼識人--交給下一代去設計
5.6.3 無孔不入--不浪費一點空間
5.6.4 一箭雙雕--一張圖解決兩個難題
5.6.5 寬容似海--設計也要像心胸一樣寬
5.6.6 老將齣馬--權威發布
5.6.7 一統江湖--所有操作係統都在用
5.7 文件係統中的IO方式
第6章 陣列之行--大話磁盤陣列
6.1 初露端倪--外置磁盤櫃應用探索
6.2 精益求精--結閤RAID卡實現外置磁盤陣列
6.3 獨立宣言--獨立的外部磁盤陣列
6.4 雙龍戲珠--雙控製器的高安全性磁盤陣列
6.5 龍頭鳳尾--連接多個擴展櫃
6.6 錦上添花--完整功能的模塊化磁盤陣列
6.7 一脈相承--主機和磁盤陣列本是一傢
6.8 天羅地網--SAN
第7章 熟讀寶典--係統與係統之間的語言OSI
7.1 人類模型與計算機模型的對比剖析
7.1.1 人類模型
7.1.2 計算機模型
7.1.3 個體間交流是群體進化的動力
7.2 係統與係統之間的語言--OSI初步
7.3 OSI模型的七個層次
7.3.1 應用層
7.3.2 錶示層
7.3.3 會話層
7.3.4 傳輸層
7.3.5 網絡層
7.3.6 數據鏈路層
7.3.7 物理層
7.4 OSI與網絡
第8章 勇破難關--Fibre Channel協議詳解
8.1 FC網絡--極佳的候選角色
8.1.1 物理層
8.1.2 鏈路層
8.1.3 網絡層
8.1.4 傳輸層
8.1.5 上三層
8.1.6 小結
8.2 FC協議中的七種端口類型
8.2.1 N端口和F端口
8.2.2 L端口
8.2.3 NL端口和FL端口
8.2.4 E端口
8.2.5 G端口
8.3 FC適配器
8.4 改造盤陣前端通路--SCSI遷移到FC
8.5 引入FC之後
8.6 多路徑訪問目標
8.7 FC交換網絡節點4次Login過程簡析
第9章 天翻地覆--FC協議的巨大力量
9.1 FC交換網絡替代並行SCSI總綫的必然性
9.1.1 麵嚮連接與麵嚮無連接
9.1.2 串行和並行
9.2 不甘示弱--後端也升級換代為FC
9.3 FC革命--完整的盤陣解決方案
9.3.1 FC磁盤接口結構
9.3.2 一個磁盤同時連入兩個控製器的Loop中
9.3.3 共享環路還是交換--SBOD芯片級詳解
9.4 SAS大革命
9.4.1 SAS物理層
9.4.2 SAS鏈路層
9.4.3 SAS網絡層
9.4.4 SAS傳輸層和應用層
9.4.5 SAS的應用設計和實際應用示例
9.4.6 SAS目前的優勢和麵臨的挑戰
9.5 中高端磁盤陣列整體架構簡析
9.5.1 IBM DS4800和DS5000控製器架構簡析
9.5.2 NetApp FAS係列磁盤陣列控製器簡析
9.5.3 IBM DS8000簡介
9.5.4 富士通ETERNUS DX8000磁盤陣列控製器結構簡析
9.5.5 EMC公司Clariion CX/CX3及DMX係列盤陣介紹
9.5.6 HDS公司AMS2000和USP係列盤陣介紹
9.5.7 HP公司MSA2000和EVA8000存儲係統架構簡介
9.5.8 傳統磁盤陣列架構總結
9.6 磁盤陣列配置實踐
9.6.1 基於IBM的DS4500盤陣的配置實例
9.6.2 基於EMC的CX700磁盤陣列配置實例
9.7 HBA卡邏輯架構詳析與SAN Boot示例
9.7.1 HBA卡邏輯架構
9.7.2 支持Boot的HBA卡訪問流程
9.8 國産中高端FC磁盤陣列
9.8.1 Infortrend中低端ESDS係列存儲係統
9.8.2 Infortrend中高端ESVA係列存儲係統
9.8.3 Infortrend存儲軟件特性及配置界麵
9.9 小結
第10章 三足鼎立--DAS、SAN和NAS
10.1 NAS也瘋狂
10.1.1 另闢蹊徑--亂談NAS的起傢
10.1.2 雙管齊下--兩種方式訪問的後端存儲網絡
10.1.3 萬物歸一--網絡文件係統
10.1.4 美其名曰--NAS
10.2 龍爭虎鬥--NAS與SAN之爭
10.2.1 SAN快還是NAS快
10.2.2 SAN好還是NAS好
10.2.3 與SAN設備的通信過程
10.2.4 與NAS設備的通信過程
10.2.5 文件提供者
10.2.6 NAS的本質
10.3 DAS、SAN和NAS
10.4 最終幻想--將文件係統語言承載於FC網絡傳輸
10.5 長路漫漫--存儲係統架構演化過程
10.5.1 第一階段:全整閤階段
10.5.2 第二階段:磁盤外置階段
10.5.3 第三階段:外部獨立磁盤陣列階段
10.5.4 第四階段:網絡化獨立磁盤陣列階段
10.5.5 第五階段:瘦服務器主機、獨立NAS階段
10.5.6 第六階段:全分離式階段
10.5.7 第七階段:統一整閤階段
10.5.8 第八階段:迅速膨脹階段
10.5.9 第九階段:收縮階段
10.5.10 第十階段:強烈坍縮階段
10.6 泰山北鬥--NetApp的NAS産品
10.6.1 WAFL配閤RAID 4
10.6.2 Data ONTAP利用瞭數據庫管理係統的設計
10.6.3 利用NVRAM來記錄操作日誌
10.6.4 WAFL從不覆寫數據
10.7 初露鋒芒--BlueArc公司的NAS産品
10.8 寶刀未老--Infortrend公司NAS産品
第11章 大師之作--大話以太網和TCP/IP協議
11.1 共享總綫式以太網
11.1.1 連起來
11.1.2 找目標
11.1.3 發數據
11.2 網橋式以太網
11.3 交換式以太網
11.4 TCP/IP協議
11.4.1 TCP/IP協議中的IP
11.4.2 IP的另外一個作用
11.4.3 TCP/IP協議中的TCP和UDP
11.5 TCP/IP和以太網的關係
第12章 異軍突起--存儲網絡的新軍IP SAN
12.1 橫眉冷對--TCP/IP與FC
12.2 自嘆不如--為何不是以太網+TCP/IP
12.3 天生我纔必有用--攻陷Disk SAN陣地
12.4 iSCSI交互過程簡析
12.4.1 實例一:初始化磁盤過程
12.4.2 實例二:新建一個文本文檔
12.4.3 實例三:文件係統位圖
12.5 iSCSI磁盤陣列
12.6 IP SAN
12.7 增強以太網和TCP/IP的性能
12.8 FC SAN節節敗退
12.9 iSCSI配置應用實例
12.9.1 第一步:在存儲設備上創建LUN
12.9.2 第二步:在主機端掛載LUN
12.10 iSCSI卡Boot配置示例
12.11 10Gb以太網的威力初顯
12.12 小結
第13章 握手言和--IP與FC融閤的結果
13.1 FC的窘境
13.2 協議融閤的迫切性
13.3 網絡通信協議的四級結構
13.4 協議融閤的三種方式
13.5 Tunnel和Map融閤方式各論
13.5.1 Tunnel方式

精彩書摘

  世上最高的刀法在心中,而不是手上!雙刀大俠練就的是一門“浩瀚”絕學,一招一式都是鋪天蓋地,勢不可擋!
  幾百年後,七星大俠在修煉瞭磁盤大挪移神功和龍譜之後的某一天,他突然兩眼發愣:“我悟到瞭!”然後奮筆疾書,成就瞭“七星北鬥陣”這個空前絕後的陣式! RAID 0陣式就是這個陣式的第一個陣式!下麵來看看這個陣式的絕妙之處吧!
  4.1.1 RAID 0陣式
  首先,這位七星大俠一定是對磁盤大挪移神功有很高的造詣,因為他熟知每塊磁盤上麵的磁性區域的構造,包括磁道、磁頭、扇區和柱麵等,這些口訣心法已經爛熟於心。在他看來,盤片就像一個蜂窩,上麵的每一個孔都是一個扇區,可以說他已經參透瞭磁盤。其次,七星大俠一定是對閤一刀法的精髓有很深的領悟,即他能領會雙刀大俠那4句詩的含義,特彆是第二句給瞭他很大的啓發!“橫分竪割成龍縧”,暗示著雙刀大俠把他的刀在心中分割成瞭橫條帶和竪條帶,所以叫“橫分竪割”。分割完畢之後,雙刀大俠把這些分割後所謂的“縧”,即細條帶,在心中組閤起來形成一條虛擬的“龍”,然後用龍來當作武器,即“龍在我心任逍遙”。
  這顯然給瞭七星大俠很大的啓發,何不把幾塊磁盤也給“橫分竪割”,然後組成“龍”呢?對,就這麼乾!七星大俠賣血換來兩塊磁盤,找瞭個破廟,在後麵搭瞭個草堆,成天擺弄他那兩塊用血換來的磁盤。白天齣去要飯,晚上迴來潛心鑽研!他首先決定把兩塊磁盤都分割成條帶,形成“縧”,可是該怎麼分好呢?閤一刀法的思想主要有兩條路;一條是懶人做法,不想動腦子,即威力小、後勁足那種;另一種是需要動腦子算的,即威力足、後勁也足那種。
  第一種怎麼實現呢?七星大俠冥思苦想,卻發現被誤導瞭。因為第一種根本不需要做“縧”。雙刀大俠的詩隻是描述瞭威力巨大的第二種路子。所以三下五除二,七星大俠寫齣瞭RAID 0陣式中的第一個套路:纍加式。也就是說,磁盤還是那些磁盤,什麼都不動,也不用“橫分竪割”。數據來瞭,先往第一塊磁盤上寫。等寫滿之後,再往第二塊上寫。然後將這兩塊磁盤在心中組成一條龍,這就符閤瞭閤一刀法的思想。隻不過這條龍威力比較弱,因為每次IO隻用到瞭一塊磁盤,另一塊磁盤沒有動作。但是這條龍的後勁,比單個磁盤足瞭,因為容量相對一塊磁盤來說,增大瞭。
  第一套路子實現瞭,可第二套路子就難瞭。其實磁盤已經被分割瞭,扇區不就是被分割的麼?但是一個扇區隻有512B大小,這不符閤閤一刀法。因為閤一刀法中是“縧”而不是“粒”,分割成粒的話,不僅開銷太大,而且組閤起來也很睏難。所以七星大俠決定完全照搬閤一刀法的思想,但是又不能丟棄磁盤已經分割好的扇區,所以七星絞盡腦汁想齣這麼一個辦法,如圖4-1和圖4-2所示。
  圖4-1 正常的4塊硬盤 圖4-2 被分割的4塊硬盤
  圖4-1所示的是4塊普通硬盤,其上布滿瞭扇區。扇區是實實在在存在於盤片上的,具有自己的格式。圖4-2所示的是引入分割思想之後的硬盤。由於許多文件係統或者捲管理軟件都使用塊而不是扇區作為基本存儲單元,所以圖4-2中也使用由4個扇區組成的塊作為基本單元。不同磁盤的相同偏移處的塊組閤成Stripe,也就是條帶。
  塊的編號也是以橫嚮條帶方嚮開始一條一條的嚮下。這樣,對於一個全新的文件係統和RAID 0磁盤組,如果有大塊數據寫入時,則數據在很大幾率上可以以條帶為單位寫入。也就是說數據被分成多塊寫入4個硬盤,而不是單硬盤係統中的順序寫入一個硬盤,這就大大提高瞭速度。圖4-3所示的為多塊磁盤組成的邏輯磁盤示意圖。
  圖4-3 心中之龍
  提示:磁盤上實實在在存在的隻有扇區結構,Stripe並不是一個實實在在的結構,它隻是由程序根據算法公式現套現用的。就像戴瞭一副有格子的眼鏡看一張白紙,那麼會認為這張白紙被格式化瞭,其實並沒有。另外,條帶化之後的多塊硬盤,數據是被並行寫入所有磁盤的,也就是多管齊下,而不是橫嚮寫滿一個條帶,再寫下一個條帶。
  七星大俠就這樣埋頭苦苦思考瞭整整1年,基於閤一刀法的橫分竪割的思想,完成瞭“七星北鬥陣”的第一個陣式——RAID 0陣式。
  ……

前言/序言

  研究生而言,確實是一本網絡存儲技術入門的好書,另一方麵我還有一個用意,就是讓他們知道,要從事科學研究,強烈的興趣比什麼都重要。
  信息存儲是信息跨越時間的傳遞,也是人類傳承知識的主要手段。在信息存儲技術上,人類有超過萬年的發明創造史。早期就地取材,人類利用石刻、泥闆、竹簡和羊皮等來記錄信息,後來發明瞭紙張和活字印刷來保存和傳播信息,近代發明瞭照相、錄音和錄像技術來存儲信息。利用這些發明和創造,人類留下瞭極為豐富的文字、繪畫、圖像、語音和視頻信息。正是這些信息,記錄瞭人類創造的知識體係,使我們能夠傳承文明,並在此基礎上創造新的文明。
  從計算機的發明為開端,人類的信息技術進入瞭一個以數字化為特徵的曆史性新階段。各種形式的信息被轉換成數字後,以統一的方式進行處理、傳輸和存儲,然後再轉換為各種形式的信息被人們所利用。這種前所未有的方式發明之後,一個以數字化為特徵的信息革命浪潮就波瀾壯闊地形成。各種信息都被大規模數字化,使數字化的信息呈爆炸性增長。特彆是互聯網的興起和普及,大大加快瞭信息的流通過程,使數字信息加速産生。圖靈奬獲得者Jim Gary觀察這種數據急速增長的趨勢後,總結齣一個規律:人類每18個月新增的數據量,將是曆史上所有數據量之和!如此下去,對信息存儲的需求將是無止境的,信息存儲技術在這種強烈的需求驅動下得到瞭空前的發展。
  為瞭保存數字化的信息,當代的科學傢和工程師在最近的幾十年中發明瞭磁存儲、光存儲、半導體存儲等多種存儲技術,其中大容量的硬盤在海量信息存儲中扮演瞭主要的角色。硬盤的密度在短短幾十年中增長瞭一百萬倍以上,在近期,硬盤密度每年增長都接近一倍,而且還有不小的增長空間。由硬盤作為基本單元,通過各種總綫、網絡將硬盤連接成不同層次和不同規模的存儲係統,就構成瞭我們目前的網絡存儲係統。例如由硬盤組加上冗餘糾錯技術構成磁盤陣列,再由磁盤陣列通過局部高速網絡連接形成存儲區域網;又如通過包含硬盤的大規模集群和文件係統形成的海量存儲係統成為大型網站和數據中心新的存儲架構。人們發明瞭各種技術來提高存儲係統的容量、性能、效率、可用性、安全性和可管理性。存儲虛擬化、歸檔存儲、集群存儲、雲存儲、綠色存儲等新名詞不斷湧現,SSD固態存儲、重復數據刪除、連續數據保護、數據備份與容災、數據生命周期管理等新技術層齣不窮,令人應接不暇。
  在這種情況下,廣大的信息領域的從業人員,信息係統的用戶,以及學習信息技術的大學生和研究生,迫切需要一本既全麵論述網絡存儲技術原理,又有豐富實例;既反映最新技術進展,又通俗易懂的書來滿足他們的需求。鼕瓜頭的《大話存儲》就是這樣一本恰逢其時的好書。
  《大話存儲》已在業界産生瞭很大的影響,對存儲技術在我國的普及起到瞭良好的推動作用。該書還被引進到我國的寶島颱灣,可見其影響深遠。張鼕再接再厲,以他對技術的癡迷繼續鑽研,對第一本書作瞭工作量巨大的改動與增補,並增加瞭雲存儲等全新的三章內容,全麵反映瞭他對技術的重新思考和對最新技術的深刻理解。我相信,這些新的內容將給讀者帶來驚喜。
  在技術發展十分迅速的領域,趕時髦的書籍多如牛毛,書店裏充滿瞭應景之作,真正經過深入思考、用心寫作的書是不多的。而《大話存儲終極版》卻是一位技術高手的嘔心瀝血之作,書中對每一項技術的介紹都經過深入的思考和反復的推敲,這在當前浮躁的氣氛中顯得彌足珍貴。在《大話存儲終極版》即將齣版之際,我要嚮作者錶示深深的敬意和衷心的祝賀,並鄭重嚮讀者推薦這本學習網絡存儲技術的好書。
  華中科技大學計算機學院 教授
  信息存儲係統教育部重點實驗室 主任
  謝長生


《數據洪流中的堅實基石:深度解析現代存儲係統》 在信息爆炸的時代,數據已成為我們生活、工作乃至社會運轉不可或缺的血液。從社交媒體的海量圖片、視頻,到企業核心業務的事務記錄,再到科學研究的海量計算成果,數據的增長速度呈現指數級攀升。然而,支撐這一切的,是那些隱藏在幕後、默默奉獻的存儲係統。它們是數據可靠性、訪問速度、容量擴展以及安全保障的最後一道防綫,也是整個數字生態係統的基石。 本書《數據洪流中的堅實基石:深度解析現代存儲係統》並非對某個具體技術或産品的簡單介紹,而是緻力於為您揭示構成現代存儲係統核心的通用原理、底層架構和關鍵技術。它將帶您穿透紛繁復雜的商業産品外衣,深入探究數據如何在物理介質上被記錄、組織、管理和讀取,以及支撐這些操作的嚴謹邏輯與精妙設計。 為何我們需要理解存儲的底層架構? 在日常應用中,我們往往隻需瞭解如何調用存儲接口,而無需關心數據是如何在硬盤上鏇轉,或是如何在閃存芯片上以電信號的形式存在。然而,當麵臨係統性能瓶頸、數據丟失風險、成本優化難題,或是需要構建高可用、可擴展的企業級存儲解決方案時,對底層架構的深刻理解就變得至關重要。 性能優化: 瞭解不同存儲介質(HDD, SSD, NVMe等)的工作原理、I/O路徑、緩存策略、調度算法,能夠幫助您做齣最優化的配置選擇,顯著提升應用程序的響應速度和吞吐量。 可靠性保障: 數據損壞、丟失是任何係統最令人擔憂的風險。理解RAID(獨立磁盤冗餘陣列)的容錯機製、糾錯碼(ECC)的原理、快照和剋隆技術的實現,以及數據備份和恢復策略,是構建高可用、耐損存儲係統的基礎。 容量管理與擴展: 隨著數據量的不斷增長,如何高效地利用存儲空間、實現無縫的容量擴展,同時兼顧成本效益,是所有存儲管理者麵臨的挑戰。本書將剖析邏輯捲管理(LVM)、精簡配置(Thin Provisioning)、數據去重(Deduplication)和數據壓縮(Compression)等技術,為您提供解決之道。 成本控製: 存儲成本往往占據IT預算的相當比例。通過理解不同存儲層級(Tiering)、固態硬盤與機械硬盤的性能與成本權衡、以及雲存儲的定價模型,您可以製定更經濟的存儲策略。 技術選型與演進: 存儲技術日新月異,從DAS、NAS、SAN到如今的SDS(軟件定義存儲)、雲存儲,再到最新的NVMeoF(NVMe over Fabrics),理解其背後的技術驅動和架構演進,有助於您做齣明智的技術選型,並預測未來的發展趨勢。 本書將帶您深入探索哪些核心領域? 本書的結構精心設計,旨在循序漸進地引導您掌握存儲係統的全貌。我們將從最基礎的層麵開始,逐步深入到復雜的係統設計: 第一部分:數據存儲的物理基礎與介質解析 存儲介質的演進與原理: 機械硬盤(HDD): 深入剖析磁頭、盤片、音圈馬達的工作原理,理解尋道時間、鏇轉延遲等性能瓶頸的根源。 固態硬盤(SSD): 詳細解讀NAND閃存的單元結構(SLC, MLC, TLC, QLC),瞭解其讀寫機製、磨損均衡、垃圾迴收(Garbage Collection)以及TRIM命令的重要性。 新興存儲技術: 簡要介紹DNA存儲、相變存儲(PCM)等前沿概念,展望未來的存儲可能性。 接口與總綫: SATA/SAS: 理解其接口協議、傳輸方式以及在傳統存儲設備中的應用。 PCIe: 深入剖析PCIe的總綫架構、通道、鏈路速率,以及其如何成為高速存儲(如NVMe SSD)的必經之路。 NVMe: 詳細講解NVMe協議,理解其如何繞過傳統AHCI層,實現低延遲、高並發的SSD訪問。 第二部分:數據組織與邏輯管理 塊(Block)、扇區(Sector)與文件係統: 塊設備: 理解操作係統如何將物理存儲抽象為塊設備,以及塊的讀寫操作。 文件係統(FS): 傳統文件係統: 深入分析FAT32, NTFS, ext4等文件係統的元數據結構(inode, dentry等)、目錄組織、日誌記錄(Journaling)機製,以及它們在數據一緻性與性能上的優劣。 現代文件係統: 探討ZFS, Btrfs等文件係統帶來的數據校驗、寫時復製(Copy-on-Write, CoW)、快照、捲管理等高級特性,理解其如何實現更高級的數據保護和管理。 邏輯捲管理(LVM): 核心概念: 物理捲(PV)、捲組(VG)、邏輯捲(LV)的定義與關係。 操作與優勢: 講解LVM如何實現存儲的抽象化、動態擴容、縮容、創建快照以及跨多塊設備創建邏輯捲。 磁盤陣列(RAID)原理深度剖析: RAID 0, 1, 5, 6, 10: 詳細解析各種RAID級彆的實現原理、數據分布、奇偶校驗計算、性能優勢、容錯能力及缺點。 熱備盤(Hot Spare): 理解其在RAID係統中的作用,以及如何實現自動故障恢復。 分布式RAID: 簡要介紹其在大規模存儲集群中的應用。 第三部分:網絡存儲架構與協議 DAS(Direct Attached Storage): 定義與局限: 強調其直接連接性,以及在可擴展性、共享性上的不足。 NAS(Network Attached Storage): 工作原理: 講解NAS如何通過網絡提供文件級共享服務。 關鍵協議: 深入剖析NFS(Network File System)和SMB/CIFS(Server Message Block)的協議細節、工作流程、以及它們在跨平颱文件共享中的應用。 性能優化: 討論文件緩存、網絡吞吐量等影響NAS性能的因素。 SAN(Storage Area Network): 核心優勢: 理解SAN提供的塊級存儲訪問,以及其高性能、高可擴展性。 Fibre Channel (FC): 詳細解讀FC的物理層、交換機、HBA(Host Bus Adapter)卡,以及FC協議棧(如FCP)。 iSCSI(Internet Small Computer System Interface): 講解如何通過IP網絡實現塊級存儲訪問,以及其在成本與部署靈活性上的優勢。 FCoE(Fibre Channel over Ethernet): 介紹其融閤網絡的概念。 第四部分:現代存儲係統的高級特性與設計理念 軟件定義存儲(SDS): 概念與目標: 理解SDS如何將存儲硬件與管理軟件解耦,實現更靈活、智能的存儲管理。 關鍵組件: 探討SDS中的存儲控製器、數據服務層、API接口等。 優勢分析: 成本效益、硬件無關性、敏捷性、自動化等。 分布式存儲係統: 架構模式: 講解主從(Master-Slave)、對等(Peer-to-Peer)等分布式架構。 數據分布與一緻性: 深入理解一緻性哈希(Consistent Hashing)、Quorum機製(法定人數)、Paxos/Raft等分布式一緻性協議在數據分布和高可用性中的作用。 對象存儲: 剖析對象存儲(Object Storage)的原理、元數據管理、RESTful API接口,以及其在海量非結構化數據存儲中的應用。 數據高效性技術: 數據去重(Deduplication): 講解塊級、文件級去重算法,以及其在節省存儲空間方麵的原理與局限。 數據壓縮(Compression): 介紹LZ4, Gzip等壓縮算法在存儲領域的應用,以及其對性能的影響。 精簡配置(Thin Provisioning): 分析其如何實現按需分配存儲空間,提高存儲利用率。 存儲虛擬化: 概念與目的: 理解存儲虛擬化如何屏蔽底層硬件細節,提供統一的存儲池。 類型: 解釋主機級、網絡級(如SAN交換機)和陣列級虛擬化。 數據保護與容災: 快照(Snapshot)與剋隆(Clone): 深入理解寫時復製(CoW)等技術如何實現數據的快速備份與版本管理。 數據復製(Replication): 講解同步復製與異步復製的區彆,以及其在構建災備係統中的作用。 備份與恢復: 討論增量備份、全量備份、冷備份與熱備份等策略。 本書的特色與價值 原理為本: 我們不迷信任何特定廠商的技術細節,而是專注於揭示其背後的普遍適用的原理。 邏輯嚴謹: 章節之間環環相扣,從物理層到應用層,構建完整的知識體係。 圖文並茂(假設): (此句用於模擬真實書籍的描述,實際內容會包含圖示)通過清晰的圖示和流程圖,幫助您直觀理解復雜的技術概念。 案例啓發: (此句用於模擬真實書籍的描述)通過對典型應用場景的分析,展現理論知識如何轉化為實際解決方案。 麵嚮讀者: 無論您是存儲工程師、係統管理員、開發人員,還是對數據存儲技術充滿好奇的技術愛好者,都能從中受益。 通過閱讀《數據洪流中的堅實基石:深度解析現代存儲係統》,您將不再滿足於“知其然”,而是能夠真正“知其所以然”,掌握理解、評估、設計和優化現代存儲係統的核心能力,從而在快速發展的數據時代,為您的應用和業務構建堅實可靠的數據基石。

用戶評價

評分

這是一本讓我“欲罷不能”的書。我通常閱讀電子書,但拿到《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)》這本書的紙質版後,就忍不住立刻沉浸其中,甚至放下瞭其他正在閱讀的電子書。作者的寫作風格非常有“感染力”,仿佛每一句話都在敲打你的思維,讓你不由自主地去思考。我最喜歡的部分是關於SSD的NAND Flash工作原理的講解,作者不僅僅是描述瞭TLC、MLC、SLC的區彆,更深入地分析瞭它們在讀寫速度、擦寫壽命、成本等方麵的權衡,甚至還模擬瞭Flash Controller的內部邏輯,讓我們得以窺探到SSD內部的“智慧”。這本書還特彆強調瞭“邊界”的重要性,例如,在講到網絡存儲時,就詳細分析瞭網絡協議、擁塞控製、傳輸延遲對存儲性能的影響,讓我認識到存儲並非孤立存在,而是與整個IT基礎設施緊密相連。而且,書中還穿插瞭大量關於“優化”的討論,比如如何通過調整IO調度器、優化文件係統掛載參數等來提升存儲性能,這些都是非常實用、可以直接應用到生産環境中的技巧。讀完這本書,我感覺自己對“存儲”這個詞的理解,已經從一個單純的數據容器,變成瞭一個復雜、精密的“信息處理係統”。

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說實話,我拿到《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)》之前,內心是忐忑的。畢竟“底層架構原理極限剖析”這幾個字,聽起來就不是那麼容易啃下來的骨頭,我一直以為這類書離我這樣的普通開發者太遠瞭。然而,這本書卻給瞭我一個巨大的驚喜。它不是那種擺架子、故弄玄虛的書,而是實實在在地把問題擺在你麵前,然後一步步帶你解決。我尤其欣賞書中的“循序漸進”和“舉一反三”的教學方法。比如,在講解文件係統時,它不是直接扔齣EXT4、XFS的源碼實現,而是先從最簡單的磁盤結構、inode、block組等基本概念講起,讓你徹底理解瞭文件是如何在磁盤上“安傢落戶”的。然後,再逐步引入日誌、寫時復製等高級特性,讓你明白這些特性是如何提升性能和可靠性的。這本書還有一個很大的優點,就是它的“實戰性”。作者沒有停留在理論層麵,而是經常結閤實際的存儲設備和場景,來解釋原理。比如,在講到緩存一緻性時,就聯係到瞭CPU緩存和內存之間的交互,以及分布式存儲中節點間的一緻性問題,這讓我感覺所學的知識可以直接應用到工作中。讀完這本書,我感覺自己就像完成瞭一次“係統級”的思維重塑,對整個IT係統中的數據流有瞭更清晰的認識,再看其他技術資料時,也能觸類旁通,理解得更快更深。

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這本《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)》真是讓我大開眼界!之前對存儲的認識,頂多停留在SSD、HDD這些名詞層麵,總覺得它是個“幕後英雄”,默默無聞地承載著海量數據。但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它不像市麵上很多技術書籍那樣,枯燥乏味地堆砌概念,而是用一種非常生動、接地氣的方式,將那些復雜到令人望而卻步的底層架構原理,一層層地剝開,展現在我麵前。就好像在聽一位經驗豐富的老技術專傢,坐在你旁邊,一邊喝著茶,一邊繪聲繪色地給你講故事。從最基礎的物理介質如何存儲信息,到數據在閃存顆粒中如何流動、如何被讀取,再到RAID的演進、糾錯碼的奧秘,每一個細節都被講得明明白白。尤其是關於NVMe協議的部分,我以前隻知道它比SATA快,但具體快在哪裏,為什麼快,書中通過大量的類比和深入淺齣的圖示,讓我豁然開朗。我最喜歡的部分是作者對“磨損均衡”的講解,這完全是一個我從未思考過但又至關重要的概念,它直接關係到SSD的壽命和性能,作者的講解讓我深刻理解瞭為何SSD不像HDD那樣“一勞永逸”。這本書絕對是每一個想深入瞭解存儲技術,或者正在從事相關工作的朋友們必備的枕邊書,它會讓你對“數據”這個抽象的概念,産生全新的敬畏和理解。

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《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)》這本書,絕對是那種能讓你“沉浸其中”的佳作。我平時閱讀技術書籍,很容易分心,或者被一些晦澀的術語勸退,但這本書不一樣。作者的語言風格非常“個人化”,就像是在和你進行一次深入的“ tête-à-tête”,用非常通俗易懂的口語,把那些原本可能讓人頭疼的概念,變得像故事一樣引人入勝。例如,在講到SCSI命令集時,作者沒有直接列齣一堆命令,而是用瞭一個非常形象的比喻,把Host Bus Adapter(HBA)比作一個“信息傳遞員”,把Command Queue比作一個“任務列錶”,生動地描繪瞭數據在主機和存儲設備之間是如何被“調度”的。書中還穿插瞭大量的“作者思考”,分享瞭他對某些技術選擇的看法,以及一些“黑科技”背後的哲學。這一點非常寶貴,它不僅僅是知識的傳遞,更是經驗的傳承。讓我印象深刻的是關於SAS(Serial Attached SCSI)和SATA(Serial ATA)的對比部分,作者不僅僅分析瞭它們的物理層和協議層差異,更深入地探討瞭它們在企業級存儲和消費級存儲市場中的定位和原因,這讓我對不同存儲接口的選擇有瞭更深刻的理解。這本書讓我明白瞭,技術學習不僅僅是記住“是什麼”,更重要的是理解“為什麼”。

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我想說,《大話存儲:存儲係統底層架構原理極限剖析(終極版)》這本書,是真的“硬核”,但又“不勸退”。它不像某些書籍那樣,上來就堆砌大量的公式和圖錶,讓你望而生畏。相反,它采用瞭一種非常“啓發式”的引導方式。作者善於從最基礎的“痛點”齣發,例如,當我們麵對海量數據時,如何纔能高效地存儲和訪問?然後,再逐步引齣相關的底層原理。在講解分布式一緻性協議(如Paxos、Raft)時,它沒有直接給齣復雜的數學模型,而是通過一係列精心設計的場景和對話,讓你逐步理解為什麼這些協議是必要的,以及它們是如何在復雜環境下保證數據一緻性的。這本書對我最大的幫助在於,它讓我看到瞭“大局”。我之前可能隻關心我的應用代碼如何訪問文件,但這本書讓我看到瞭數據是如何從應用程序層,經過操作係統、文件係統、塊設備驅動,最終到達物理存儲介質的整個鏈路。這種“全景式”的視角,對於理解性能瓶頸、優化存儲方案至關重要。而且,書中對各種新興存儲技術,如SMR(疊瓦式磁記錄)和HAMR(熱輔助磁記錄)的介紹,讓我對未來存儲技術的發展趨勢有瞭更清晰的認識。這本書絕對是那些想要“知其所以然”的技術人員的福音。

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挺好的,下次再買,我相信京東的品質。抱歉沒有照片。集中評價。

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吾消費京東商城數年,深知各産品琳琅滿目。然,唯此寶物與眾皆不同,為齣淤泥之清蓮。使吾為之動容,心馳神往,以至茶飯不思,寢食難安,輾轉反側無法忘懷。於是乎緊衣縮食,湊齊銀兩,傾吾之所有而能買。東哥之熱心、快遞員之殷切,無不讓人感激涕零,可謂迅雷不及掩耳盜鈴兒響叮當仁不讓世界充滿愛。待打開包裹之時,頓時金光四射,屋內升起七彩祥雲,處處皆是祥和之氣。吾驚訝之餘甚是欣喜若狂,嗚呼哀哉!此寶乃是天上物,人間又得幾迴求!遂沐浴更衣,焚香禱告後與人共賞此寶。人皆贊嘆不已,故生此寶物款型及做工,超高性價比之慨,且贊吾獨具慧眼與時尚品位。産品介紹果然句句實言,毫無誇大欺瞞之嫌。實乃大傢之風範,忠義之商賈。

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這本書,講的非常詳細,收藏。

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又一部經典,五摺入手,內容很不錯,其實電子書也有就是想弄個紙質版的哈哈

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快遞小哥很給力 大概翻瞭一下 內容很不錯

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內容很多現在還不能看懂,但是平時的確需要一本存儲相關的工具書,慢慢學習吧

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暈 買瞭兩本一樣的 也是醉瞭

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很好很滿意,京東值得信賴,好好學習,天天嚮上~

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活動買的,炒雞實惠!送貨也很快

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