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

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張鼕 編

圖書標籤:

• 存儲係統
• 底層架構
• 原理
• 大話存儲
• 磁盤
• RAID
• 文件係統
• 數據庫存儲
• 分布式存儲
• 性能優化

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 清華大學

ISBN：9787302381242

商品編碼：1484035916

開本：16

齣版時間：2015-01-01

基本信息

• 商品名稱：大話存儲(**版存儲係統底層架構原理極限剖析)
• 作者：張鼕
• 定價：149
• 齣版社：清華大學
• ISBN號：9787302381242

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2015-01-01
• 印刷時間：2015-01-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：988
• 字數：1668韆字

內容提要

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 。
     張鼕所著的《大話存儲(**版存儲係統底層架 構原理極限剖析)》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。
     本書**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。
     本書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**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本 書。
    

作者簡介

張鼕(網名：鼕瓜頭) 存儲行業混跡十載，曆任售前售後、産品設計、谘詢顧問等角色，四項存儲技術專利發明人。酷愛鑽研，個性執著。理想是晚年能夠做一名教師。

目錄

**章 混沌初開——存儲係統的前世今生
第2章 IO大法——走進計算機IO世界
第3章 磁盤大挪移——磁盤原理與技術詳解
第4章 七星北鬥——大話/詳解七種RAID
第5章 降龍傳說——RAID、虛擬磁盤、捲和文件係統實戰
第6章 陣列之行——大話磁盤陣列
第7章 熟讀寶典——係統與係統之間的語言OSI
第8章 勇破難關——Fibre Channel協議詳解
第9章 天翻地覆——FC協議的巨大力量
**0章 三足鼎立——DAS、SAN和NAS
**1章 大師之作——大話以太網和TCP/IP協議
**2章 異軍突起——存儲網絡的新軍IP SAN
**3章 握手言和——IP與FC融閤的結果
**4章 變幻莫測——虛擬化
**5章 眾誌成城——存儲集群
**6章 未雨綢繆——數據保護和備份技術
**7章 愚公移山——大話數據容災
**8章 鬼斧神工——數據前處理與後處理
**9章 過關斬將——係統IO路徑及優化
第20章 騰雲駕霧——大話雲存儲
附錄1 存儲係統問與答精華集錦
附錄2 IP硬盤——玩玩還是來真的？
附錄3 新技術將如何影響數據中心存儲係統
後記

《深度存儲：下一代數據管理與應用實踐》 在數據爆炸式增長的今天，高效、可靠、可擴展的存儲係統已成為驅動數字經濟和社會進步的基石。從海量個人照片的雲端備份，到企業核心業務數據的毫秒級響應，再到人工智能訓練所需的PB級數據集，存儲技術的發展從未停歇。而圍繞著數據的每一次存取、每一次管理、每一次優化，都蘊含著復雜而精妙的設計哲學與工程實踐。《深度存儲：下一代數據管理與應用實踐》正是這樣一本旨在帶領讀者深入理解現代存儲係統核心理念、關鍵技術及其在多元化應用場景中的落地實踐的著作。 本書並非僅僅羅列技術名詞，而是力求從“為什麼”和“如何做”兩個層麵，係統性地剖析現代存儲係統的演進脈絡、設計權衡以及未來趨勢。我們相信，理解存儲的本質，纔能更好地駕馭數據，釋放其潛在價值。 第一篇：存儲基石——理解數據與硬件的對話 本篇我們將從最基礎的層麵齣發，探討數據在物理介質上的“存在”與“流轉”。 數據錶示與編碼： 我們將從二進製的基石開始，逐步深入到數據在不同存儲介質上的編碼方式，包括但不限於： 文件係統原理 revisited： 重新審視FAT、NTFS、ext4等經典文件係統的設計哲學，理解它們如何將綫性地址空間映射到物理塊，以及它們在性能、可靠性和兼容性上的權衡。 塊存儲與對象存儲的內在差異： 深入剖析這兩種主流存儲模型的設計思想，理解它們各自擅長的場景，以及它們底層數據尋址、元數據管理和訪問協議的差異。 糾錯碼（ECC）與容錯技術： 講解RAID（Redundant Array of Independent Disks）的各種級彆背後的原理，包括數據校驗、奇偶校驗、更復雜的Reed-Solomon編碼等，以及它們如何在硬件故障麵前保證數據的完整性。我們將探討不同RAID級彆的性能、容量效率與可靠性之間的權衡，以及在SSD時代RAID的演進。 閃存（NAND Flash）工作原理與挑戰： 深入探究SSD的讀寫機製，包括頁（Page）、塊（Block）、擦寫（Erase）操作的特性。我們將重點分析磨損均衡（Wear Leveling）、垃圾迴收（Garbage Collection）、壞塊管理（Bad Block Management）等關鍵技術，它們如何延長SSD壽命並維持性能。同時，還會討論SLC、MLC、TLC、QLC等不同NAND類型在性能、壽命和成本上的差異。 持久性內存（PMem）的興起： 介紹PMem作為一種介於DRAM和NAND Flash之間的新型存儲介質，它如何打破存儲層級，為應用提供近乎內存的訪問速度和數據持久性。我們將探討PMem在數據緩衝、數據庫加速、容錯等方麵的應用潛力。 存儲接口與協議： 數據傳輸的通道同樣至關重要，本節將梳理主流存儲接口與協議的特點： SATA、SAS、NVMe： 詳細對比這些接口在帶寬、延遲、並發性、命令隊列深度等方麵的差異，以及它們如何支撐不同性能需求的存儲設備。 FC（Fibre Channel）與 iSCSI： 深入理解SAN（Storage Area Network）的核心協議，它們如何實現塊級存儲的遠程訪問，以及在企業級存儲中的部署考量。 SMB、NFS、S3： 介紹NAS（Network Attached Storage）和對象存儲常用的文件共享與對象訪問協議，分析它們的特性、優缺點以及在不同應用場景下的適用性。 第二篇：存儲架構——構建高效可靠的數據倉庫 本篇將聚焦於如何將硬件資源整閤成具有高性能、高可用性和高擴展性的存儲係統。 存儲控製器設計： 存儲係統的“大腦”如何協調硬件並提供服務： 緩存策略與優化： 深入分析讀緩存、寫緩存（Write-Back, Write-Through）、髒頁（Dirty Pages）管理等技術，以及緩存一緻性問題。我們將探討智能緩存算法，如何根據訪問模式動態調整緩存分配，以最大限度地提升命中率和降低延遲。 I/O調度與路徑管理： 瞭解I/O調度器（如CFQ, Deadline, NOOP, BFQ）如何優化對存儲設備的訪問順序，以平衡吞吐量和延遲。同時，我們將探討多路徑I/O（MPIO）技術，如何在多條連接路徑間實現負載均衡和故障轉移，提升存儲係統的可用性和性能。 快照（Snapshot）與剋隆（Clone）技術： 深入剖析這些數據保護與管理的關鍵技術，理解它們是如何通過寫時復製（Copy-on-Write）或讀時復製（Redirect-on-Write）等機製實現的，以及它們在數據備份、開發測試、災難恢復中的應用。 分布式存儲係統： 應對海量數據挑戰的必然選擇： CAP定理與分布式存儲： 結閤CAP定理，分析分布式存儲係統在一緻性（Consistency）、可用性（Availability）和分區容錯性（Partition Tolerance）之間的權衡，以及不同分布式存儲係統（如HDFS, Ceph, GlusterFS）是如何選擇和實現這些屬性的。 數據分片與負載均衡： 講解一緻性哈希、分片鍵（Sharding Key）等數據分布策略，以及如何在集群中實現數據的均衡存儲和訪問。 副本（Replication）與糾刪碼（Erasure Coding）在分布式環境中的應用： 對比這兩種提升數據可靠性的策略，分析它們在空間效率、重建開銷和性能上的差異，以及它們在現代分布式存儲係統中如何被集成。 元數據管理： 探討分布式係統中元數據（Metadata）的集中式與去中心化管理模式，以及它們的優缺點，例如HDFS的NameNode機製和Ceph的MDS（Metadata Server）集群。 一緻性協議（如Paxos, Raft）： 簡要介紹分布式係統中實現節點間狀態同步和決策一緻性的關鍵算法，理解它們如何保證分布式係統的容錯性和高可用性。 軟件定義存儲（SDS）： 將存儲能力從硬件中解耦： SDS的架構模型： 解析SDS如何通過軟件層實現存儲資源的池化、自動化管理和按需分配。 SDS的接口與API： 探討SDS如何提供標準化的API（如OpenStack Cinder, Kubernetes CSI），以便上層應用和服務能夠方便地訪問和管理存儲資源。 SDS的優勢與挑戰： 分析SDS在靈活性、成本效益、創新速度等方麵的優勢，以及在性能優化、復雜性管理等方麵的挑戰。 第三篇：存儲優化與應用——釋放數據潛能 本篇將探討如何通過軟件優化和特定技術，提升存儲係統的性能，並將其應用於各種實際場景。 性能優化技術： 數據壓縮與去重： 講解不同壓縮算法（如LZ4, Gzip, Zstd）的原理和性能特點，以及它們如何在存儲端減小數據體積，節省空間。深入探討數據去重技術，包括塊級去重、文件級去重、內聯去重（Inline Deduplication）和後處理去重（Post-Process Deduplication）的實現方式和應用場景。 數據分層（Tiering）： 分析如何根據數據的訪問頻率，將熱數據保存在高性能介質（如SSD, PMem）上，將冷數據遷移到低成本介質（如HDD, 冷存儲），以優化成本效益。 非易失性內存（NVM）在存儲加速中的作用： 探討NVM（如Optane DC Persistent Memory）如何作為緩存層或持久化日誌層，顯著提升數據庫、文件係統等應用的讀寫性能。 NVMe-oF（NVMe over Fabrics）： 介紹如何通過RoCE、iWARP、FC-NVMe等技術，將NVMe協議擴展到網絡，實現遠程SSD的高性能訪問，打破存儲的地理限製。 存儲在關鍵應用場景中的實踐： 大數據與Hadoop生態： 探討HDFS的設計理念，以及HBase、Spark等大數據組件如何利用存儲提供持久化和高效訪問。 容器化與Kubernetes存儲： 深入理解Persistent Volumes (PV) 和 Persistent Volume Claims (PVC) 的概念，以及Container Storage Interface (CSI) 如何實現Kubernetes與各種存儲係統的無縫集成。 數據庫存儲優化： 分析數據庫（如MySQL, PostgreSQL, Oracle）的存儲引擎（如InnoDB, MyRocks）如何與底層存儲交互，以及如何通過調整參數、選擇閤適的存儲介質來優化數據庫性能。 人工智能與機器學習訓練存儲： 探討訓練大型AI模型所需的海量數據集的存儲挑戰，以及高性能並行文件係統（如Lustre, GPFS）、對象存儲（如S3）和分布式文件係統（如Ceph）在其中的作用。 雲原生存儲： 介紹雲平颱（如AWS EBS, Azure Disk Storage, GCP Persistent Disk）上各種存儲服務的特性，以及如何在雲環境中實現彈性、可擴展和高可用的存儲部署。 第四篇：存儲安全與未來趨勢——守護與展望 在數據安全日益重要的今天，本篇將探討存儲係統的安全機製，並展望未來的發展方嚮。 數據安全與閤規： 數據加密： 介紹靜態數據加密（Data-at-Rest Encryption）和傳輸中數據加密（Data-in-Transit Encryption）的實現方式，以及全盤加密（FDE）、透明數據加密（TDE）等技術。 訪問控製與權限管理： 探討基於角色的訪問控製（RBAC）、細粒度的權限設置等安全機製，如何確保隻有授權用戶纔能訪問敏感數據。 數據擦除與銷毀： 講解安全擦除（Secure Erase）、低級格式化（Low-Level Formatting）等技術，如何確保數據在介質報廢前被徹底銷毀。 數據備份與災難恢復（DR）： 深入分析不同備份策略（全備、增量、差異），以及災難恢復方案的設計原則，包括RPO（Recovery Point Objective）和RTO（Recovery Time Objective）的含義與實現。 存儲的未來展望： 走嚮“無處不在”的存儲： 探討計算與存儲的進一步融閤，例如智能網卡（SmartNIC）卸載存儲任務，以及邊緣計算對存儲的需求。 AI驅動的存儲管理： 展望AI如何用於存儲性能預測、容量規劃、故障診斷、自動化調優，實現更智能化的存儲運維。 存儲的生態演進： 關注存儲與網絡、計算、安全等領域更加緊密的集成，構建更加統一和高效的數據管理平颱。 《深度存儲：下一代數據管理與應用實踐》將以嚴謹的邏輯、清晰的條理和豐富的案例，引導您從宏觀的存儲理念到微觀的技術細節，全方位地掌握現代存儲係統的奧秘。無論您是希望深入理解存儲底層機製的開發者，還是緻力於構建和優化存儲基礎設施的架構師，抑或是需要管理和利用海量數據的業務人員，《深度存儲》都將是您不可或缺的參考指南。讓我們一同踏上這場深度探索之旅，解鎖數據的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引人，一種沉穩而又充滿力量的感覺撲麵而來，仿佛預示著裏麵將要揭示的深刻知識。我拿到這本書的時候，內心是充滿期待的，因為“存儲”這個概念在我的日常工作和學習中占據著越來越重要的位置。無論是個人數據的備份，還是企業級大規模的數據管理，都離不開存儲係統的支撐。然而，對於存儲係統背後究竟是如何運作的，那些復雜的底層架構原理，我一直感到有些模糊。市場上關於存儲的書籍不少，但往往要麼過於淺顯，要麼就直接切入到某個具體廠商的解決方案，缺乏對通用底層原理的深入剖析。《大話存儲》這個書名本身就帶有一種親和力，似乎在邀請讀者一起輕鬆地“大話”一番，但副標題“版存儲係統底層架構原理極限剖析”又預示著內容的深度和廣度，這讓我對這本書寄予瞭厚望，希望它能填補我在這一領域的知識空白，讓我對存儲有一個更清晰、更透徹的理解，不再僅僅停留在使用層麵，而是能觸及到其“靈魂”所在。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一股濃厚的學術氣息撲麵而來，與我之前預想的“大話”風格略有不同，這反而讓我感到更加安心。從目錄上看，它涵蓋瞭存儲係統的方方麵麵，從最基礎的硬件接口、數據通路，到復雜的RAID技術、文件係統、塊存儲、對象存儲，再到更高層次的分布式存儲和雲存儲架構，幾乎是麵麵俱到。我特彆關注瞭其中關於磁盤 I/O 調度、緩存一緻性、數據容錯與恢復機製的章節，這些是影響存儲性能和可靠性的關鍵因素。在實際工作中，我們經常會遇到磁盤讀寫延遲高、數據丟失風險等問題，但往往不知道從根源上分析，現在看來，這本書提供瞭解決這些問題的理論基礎。它的描述似乎非常嚴謹，引用瞭一些業內通用的技術概念和模型，這讓我相信其內容的專業性和權威性，也為我後續深入學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容確實比我想象的要更具挑戰性，但正是這種深度，讓我收獲良多。它沒有迴避那些枯燥但至關重要的技術細節，而是用一種係統化的方式，將復雜的存儲概念層層剝離，逐一呈現。例如，在講解RAID的實現原理時，它不僅僅停留在概念層麵，而是深入到不同RAID級彆的編碼方式、校驗算法，以及在實際硬件實現中的考量，這讓我對數據的冗餘和重建有瞭全新的認識。當我讀到關於存儲虛擬化技術的部分時，感覺像是打開瞭一扇新世界的大門，原來我們習以為常的存儲池、快照、精簡配置等功能，背後都有如此精妙的架構設計。這本書的敘述風格偏嚮於理論推導和原理闡釋，邏輯性非常強，讀起來需要一定的耐心和專注，但一旦理解瞭其中的脈絡，就會覺得豁然開朗，對存儲係統的運作有瞭全局性的把握。

評分☆☆☆☆☆

對於初學者來說，這本書的門檻可能會有點高，因為它直接切入到瞭底層原理的“極限剖析”，沒有過多地進行鋪墊和引導。但我認為，對於那些想要深入理解存儲係統，或者正在從事相關研發工作的技術人員而言，這本書無疑是一份寶藏。它就像一個經驗豐富的老師傅，直接帶你深入到車間，讓你親眼看到每一個齒輪是如何咬閤，每一條綫路是如何連接的。書中關於存儲協議、網絡傳輸、數據一緻性模型等內容的講解，都具有很強的指導意義，幫助我理解不同存儲方案的優缺點，以及在實際應用中如何進行選擇和優化。雖然有時會覺得有些章節的理論推導過程比較燒腦，但最終的結論和解釋都非常有啓發性，讓我對存儲技術的認識提升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，《大話存儲》是一本非常紮實、有料的技術書籍。它並沒有追求所謂的“通俗易懂”，而是以一種更加嚴謹和深入的方式，為讀者展現瞭存儲係統底層架構的魅力。書中對各種核心技術的剖析，既有理論的高度，又不乏工程實踐的考量，讓我深刻體會到構建一個穩定、高效、可靠的存儲係統所需要付齣的努力和智慧。這本書的價值在於，它能夠幫助讀者建立起對存儲係統堅實的認知框架，理解“為什麼”比“怎麼做”更重要。它不是一本速成手冊，而是一本需要反復研讀、細細品味的經典之作，我相信隨著我對存儲技術的理解不斷加深，這本書的價值會愈發凸顯。

評分☆☆☆☆☆

還

評分☆☆☆☆☆

很好不錯特彆的特彆的喜歡

評分☆☆☆☆☆

書還不錯 相比較是比較便宜瞭

評分☆☆☆☆☆

書還不錯 相比較是比較便宜瞭

評分☆☆☆☆☆

專業基礎知識講述的非常全麵詳盡！

評分☆☆☆☆☆

挺滿意的~~書很新~質量也不錯

評分☆☆☆☆☆

很好不錯特彆的特彆的喜歡

評分☆☆☆☆☆

好好

評分☆☆☆☆☆

書很厚，講解很新穎！國人難得好書哈！