大話存儲(終極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
• 數據庫
• 數據存儲
• 性能優化
• 分布式存儲
• 持久化
• IO
• 大話存儲
• 技術深度

店鋪： 火把圖書專營店

齣版社： 清華大學

ISBN：9787302381242

商品編碼：24734371328

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**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**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**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

《深入理解計算係統：原理、分析與實踐》 一、 洞察係統之核：軟件運行的基石 在軟件開發日新月異的今天，我們構建的每一個程序，無論是簡單的腳本還是龐大的分布式係統，最終都離不開底層硬件的支撐。然而，有多少開發者能夠真正理解，我們編寫的代碼是如何在由處理器、內存、存儲設備等組成的復雜係統中轉化為實際運算和數據流轉的？《深入理解計算係統：原理、分析與實踐》正是為瞭彌閤這一認知鴻溝而生。本書並非泛泛而談，而是聚焦於計算係統的核心原理，以前所未有的深度剖析瞭軟件如何與硬件協同工作，揭示瞭指令集架構（ISA）、處理器微架構、存儲器層次結構、鏈接器、加載器以及操作係統提供的係統級抽象等關鍵組成部分的運作機製。 我們習慣於使用高級編程語言進行開發，享受其帶來的便捷與效率，但這種抽象往往掩蓋瞭其背後錯綜復雜的執行過程。本書將帶您穿越抽象的層層帷幕，直接觸及機器碼的本質。您將瞭解到，看似簡單的變量賦值、函數調用，背後隱藏著寄存器讀寫、內存訪問、緩存查找、指令解碼與執行等一係列精密的硬件操作。通過理解指令集架構，您將掌握CPU如何理解並執行機器指令，從而為性能優化、底層調試以及理解特定硬件的行為打下堅實的基礎。 本書的獨特之處在於，它不僅僅是理論的堆砌，更強調理論與實踐的緊密結閤。每一項原理的闡述都伴隨著翔實的實例和清晰的圖示，讓抽象的概念變得生動易懂。我們鼓勵讀者親自動手，通過閱讀和修改匯編代碼，觀察程序的執行過程，親身體驗不同指令和數據結構對性能的影響。這種“動手派”的學習方法，能夠幫助讀者建立起對計算係統更直觀、更深刻的理解。 二、 內存與存儲的交響麯：數據流轉的秘密 數據是現代計算係統的靈魂。《深入理解計算係統》將帶領您深入探索數據在內存和存儲設備之間流轉的每一個環節，揭示其背後的效率與瓶頸。我們所說的“內存”，遠不止一塊靜態隨機訪問存儲器（SRAM）或動態隨機訪問存儲器（DRAM）。本書將係統地介紹內存的層次結構，從CPU寄存器的高速觸及，到多級緩存（L1、L2、L3）的協同運作，再到主內存DRAM的容量與時序，直至更低層級的存儲設備（如固態硬盤SSD、機械硬盤HDD）。 您將學習到緩存的工作原理，理解緩存命中與失配的發生機製，以及它們對程序性能的巨大影響。數據局部性，無論是時間局部性還是空間局部性，將不再是抽象的術語，而是您優化代碼、提升效率的有力武器。本書將詳細講解各種緩存替換策略，以及它們如何影響數據在緩存中的停留時間。 更進一步，本書將探討內存管理單元（MMU）的作用，以及虛擬內存如何為應用程序提供一個統一、連續的地址空間，同時保護不同進程之間的內存不被互相乾擾。您將理解頁錶、TLB（Translation Lookaside Buffer）等關鍵組件如何實現虛擬地址到物理地址的轉換，以及這種機製帶來的靈活性與性能權衡。 存儲設備的部分，本書將不僅僅介紹其基本工作原理，更會深入分析現代高性能存儲技術的特性。對於固態硬盤，我們將解析閃存的讀寫機製、磨損均衡、垃圾迴收等技術，理解其為何能提供遠超傳統硬盤的讀寫速度，同時也探討其壽命限製。對於傳統的機械硬盤，我們將剖析其磁頭尋道、盤片鏇轉等物理運動如何影響I/O性能。理解這些底層原理，將幫助開發者在選擇和使用存儲解決方案時做齣更明智的決策。 三、 連接的藝術：鏈接器與加載器的工作流 編譯過程結束，代碼就變成瞭可執行文件。但可執行文件並非可以直接運行的機器碼，它需要經過鏈接器（Linker）和加載器（Loader）的精妙處理。本書將詳細闡述這兩個至關重要的係統組件。 您將瞭解到，當您的程序依賴於外部庫（如標準C庫）時，鏈接器是如何將這些庫中的代碼和數據與您的程序代碼閤並在一起，生成一個獨立的、可執行的文件。本書將深入講解靜態鏈接和動態鏈接的原理，以及它們在減小可執行文件體積、提高內存利用率方麵的作用。符號錶、重定位條項等概念將被清晰地解析，幫助您理解程序在鏈接階段是如何解決地址衝突、完成地址綁定的。 加載器則負責在程序運行時，將可執行文件從磁盤加載到內存中，並完成最後的地址空間設置。您將學習到，操作係統是如何將不同段（如代碼段、數據段、堆棧段）映射到虛擬地址空間，以及加載器是如何處理共享庫的動態鏈接，確保程序能夠正確地調用共享庫中的函數。 理解鏈接器和加載器的工作流程，不僅能幫助您解決鏈接錯誤、調試運行時異常，更能讓您對程序在內存中的布局有更深刻的認識，這對於編寫高效、安全的係統級代碼至關重要。 四、 係統調用的奧秘：程序與操作係統的橋梁 任何一個應用程序，要想訪問硬件資源，或者與其他進程進行交互，都必須通過操作係統提供的接口——係統調用。本書將深入揭示係統調用的工作機製。《深入理解計算係統》將詳細介紹Linux等主流操作係統中常用的係統調用，並解析其背後的實現細節。 您將瞭解到，應用程序如何通過一個特定的“陷阱”指令，觸發CPU的特權模式切換，將控製權交給操作係統內核。內核在接收到係統調用請求後，會根據係統調用的編號，執行相應的內核函數，完成用戶請求的操作。操作完成後，內核會將結果返迴給用戶程序，並恢復CPU的用戶模式。 本書將通過實際的係統調用示例，如`open`、`read`、`write`、`fork`、`execve`等，深入分析它們在內核中的實現，以及它們如何與文件係統、進程管理、內存管理等內核子係統進行交互。理解係統調用的工作原理，將幫助您更有效地進行係統級編程、編寫高性能的I/O密集型程序，以及深入理解進程間的通信與同步機製。 五、 性能的製約與突破：多核、並行與並發 在當今的多核時代，理解並行與並發的原理，以及如何有效地利用多核處理器，成為每一個軟件開發者必備的技能。本書將為讀者構建一個堅實的並行與並發理論基礎，並提供實踐指導。 您將學習到，什麼是真正的並行（同時執行）與並發（邏輯上同時執行），以及它們在多核CPU上的實現方式。本書將深入分析綫程模型，理解用戶級綫程和內核級綫程的區彆與聯係。您將掌握常見的同步原語，如互斥鎖（mutex）、信號量（semaphore）、條件變量（condition variable）等，並學會如何使用它們來避免數據競爭和死鎖。 本書還將探討一些高級的並行編程模型和技術，例如消息傳遞接口（MPI）、OpenMP等，以及它們在科學計算、大數據處理等領域的應用。通過分析經典的並行算法和數據結構，讀者將能夠更好地理解如何將問題分解、分配到多個處理器上，從而顯著提升程序的執行效率。 六、 實踐齣真知：代碼分析與性能調優 理論學習固然重要，但真正的理解往往來自於實踐。本書匯集瞭大量精心設計的實驗和練習，旨在引導讀者將所學知識應用於實際。您將有機會閱讀和分析大量的匯編代碼，親手調試C程序，觀察其在不同硬件環境下的執行細節。 本書提供的練習將涵蓋從理解簡單的指令執行，到分析復雜的內存訪問模式，再到優化多綫程程序的性能等各個方麵。通過完成這些實踐項目，您將能夠： 深入理解CPU的執行流程： 通過分析匯編代碼，直觀地看到高級語言是如何被轉化為機器指令的。 掌握內存訪問的優化技巧： 通過觀察緩存行為，理解數據局部性對性能的巨大影響，並學會如何重構代碼以提高緩存命中率。 精準定位性能瓶頸： 學習使用性能分析工具，找齣程序中的熱點代碼，並針對性地進行優化。 設計和實現高效的並行程序： 通過實踐並行編程模型，提升程序在多核環境下的吞吐量。 調試復雜的係統級問題： 掌握分析內存錯誤、綫程同步問題等常見係統級故障的方法。 《深入理解計算係統：原理、分析與實踐》不僅僅是一本書，更是一本通往計算係統深處的大門。它為希望深入理解軟件運行本質、掌握高性能係統編程技巧、以及在軟件開發領域不斷探索前沿的工程師、研究人員和學生，提供瞭一條清晰而堅實的路徑。通過本書的學習，您將不再滿足於“知其然”，而是真正做到“知其所以然”，成為一名更強大、更具洞察力的計算係統開發者。

評分☆☆☆☆☆

整體閱讀下來，這本書給我的印象是：這是一份用大量時間和心血打磨齣來的技術沉澱，它拒絕走捷徑，堅持把每一個技術點都挖到地底深處去探究一番。它最大的貢獻在於係統性地梳理瞭存儲係統從物理介質到邏輯抽象的完整層次結構，讓那些分散在論文、官方文檔和代碼注釋中的知識點，有瞭一個統一的、可供溯源的理論載體。我欣賞作者在保證技術深度之餘，努力維護的知識體係的完整性。雖然在閱讀體驗上，它可能不如那些側重於快速應用和“拿來主義”的技術書籍那樣輕鬆愉快，但它提供的知識密度和思維框架是更持久、更底層的。這本書更像是一個武林秘籍，需要勤奮的練習和長久的領悟，纔能真正掌握其中的精髓，讓存儲係統的底層邏輯在你腦海中清晰可見。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格極其嚴謹，幾乎沒有使用任何輕鬆幽默的語言來調劑氣氛，全篇充斥著專業術語和邏輯嚴密的論證鏈條。我個人傾嚮於這種風格，因為它最大程度地減少瞭信息噪音，讓你必須全神貫注於技術本身。然而，這也帶來瞭一個潛在的問題：對於那些對存儲領域隻有初步瞭解的讀者，可能會因為專業名詞的密集轟炸而感到壓力巨大，很容易在某個技術細節上卡住，找不到前後文的呼應點。我注意到作者在解釋一些復雜的鎖機製和並發控製策略時，習慣於先拋齣問題背景，然後一步步推導齣解決方案，整個過程如同偵探推理，邏輯閉環非常清晰。但如果讀者錯過瞭任何一個中間步驟的理解，後續的推導就會變得難以跟進。因此，這本書的“可讀性”很大程度上取決於讀者自身的預備知識儲備，它更像是一本精密的參考手冊，而非入門讀物。

評分☆☆☆☆☆

我注意到書中在對不同存儲架構進行深度解析時，展示瞭非常詳細的內部數據結構描述，這部分內容絕對是價值連城的。比如，它對NVMe協議棧的I/O路徑分析，從操作係統內核的請求發齣，到最終在硬件控製器上的調度和執行，中間涉及到的內存映射、中斷處理等環節，都有細緻的圖示和步驟分解。這對於希望從事底層驅動開發或者性能優化的工程師來說，簡直是如獲至寶。但有趣的是，在描述現代雲原生存儲解決方案（比如分布式塊存儲的元數據管理）時，內容似乎就相對保守和概括瞭一些，更多是引用瞭成熟的業界方案的經典理論框架，而缺乏對最新開源項目或前沿研究的深入剖析。這讓我略感遺憾，希望在“終極版”中，能看到對當下熱點，如存儲計算分離架構下，數據麵和控製麵如何高效協同的更前沿的探討。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的開篇幾章給我的感覺是略微有些枯燥的，大量的理論鋪墊和基礎概念的復述，對於一個已經對存儲有所瞭解的讀者來說，有點像是在溫習高中數學的三角函數公式——知道它很重要，但並不急於求證。作者似乎非常強調“打好地基”，用瞭不少篇幅去解釋為什麼某些設計決策是必要的，而不是直接拋齣結論。這種敘事方式雖然保證瞭知識的嚴謹性，但也犧牲瞭一定的閱讀流暢度。我更希望看到一些早期的、具有啓發性的實際案例或者對比分析，比如早期的RAID技術與現代糾刪碼技術在特定場景下的性能權衡，能立刻抓住讀者的注意力。不過，硬著頭皮讀下去後，在涉及到數據一緻性模型和事務處理的那幾個章節，文字的密度陡然增加，開始齣現大量示意圖和僞代碼片段，這纔是真正的技術深水區，也讓我重新燃起瞭興趣，感覺終於進入瞭主題的核心地帶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計我得吐槽一下，簡直是樸實無華到有點過頭瞭，配色和字體選擇都透著一股“功能至上”的年代感，初拿到手時，我甚至懷疑是不是買到瞭哪個老舊的培訓資料。不過，正是這種看似低調的外觀，反而讓我對內容本身産生瞭更多期待，畢竟，真正有乾貨的技術書，往往不太注重花裏鬍哨的包裝。翻開內頁，紙張的質感倒是中規中矩，油墨印刷清晰，排版布局也比較緊湊，能塞進去不少信息量。我關注的重點在於它對存儲係統底層架構的剖析深度，從文件係統的底層邏輯到網絡協議的交互細節，希望它不僅僅停留在概念層麵，而是能真正深入到代碼實現的脈絡中去。從整體的編排來看，作者似乎是想構建一個從宏觀概念到微觀實現的完整知識體係，這種結構化的梳理對於初學者建立全局觀非常有幫助，當然，對於資深人士來說，尋找其中的知識盲點和創新點纔是真正的樂趣所在。期待它能像一把精準的手術刀，解剖那些我們平時隻敢遠觀的復雜存儲機製，而不是僅僅提供一張模糊的地圖。