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大話存儲︰網絡存儲系統原理精解與最佳實踐

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為了解決ide轉sata排線的問題，作者張冬 編著 這樣論述：

★51CTO、中國圖書商報和互動出版網聯合主辦 08年十大最佳IT技術圖書排名第二！ 上市3個月即數次加印，銷量破萬冊！ 網絡存儲，是近二十年來的新興行業。從紙帶到硬盤再到大型磁盤陣列，存儲系統經歷了從簡單到復雜，從單塊硬盤到存儲區域網絡（SAN）。網絡存儲行業目前已經是一個步入正軌的IT行業了。 網絡存儲是一個涉及計算機硬件以及網絡協議/技術、操作系統以及專業軟件等各方面綜合知識的領域。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，對存儲系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。 本書以特立獨行的行文

風格向讀者闡述了整個網絡存儲系統。從硬盤到應用程序，這條路徑上的每個節點，作者都進行了闡述。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、卷和文件系統原理，磁盤陣列系統，OSI模型，FC協議，眾多磁盤陣列架構，SAN和NAS系統，TCP和以太網以及IP SAN，協議融合理論，存儲虛擬化，存儲及服務器群集，數據保護和備份技術，快照技術，數據容災技術。 本書用獨特的寫作方式通俗地詮釋了這些晦澀、枯燥的難點技術並提供了許多前所未有的操作實踐和本書作者長期從事存儲工作的一些經驗點滴。 本書適合初入存儲行業

的技術工程師、售前工程師和銷售人員閱讀，同時適合資深存儲行業人士用以提高技能，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合閱讀本書。 第1章 盤古開天——存儲系統的前世今生 1.1 存儲歷史 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——總線 2.2 計算機內部通信 2.2.1 IO總線可以看作網絡麼 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 硬盤控制電路簡介 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評論 3.3.4 關于磁盤緩存 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 磁盤控制器、驅動器控制電路和磁盤控制器驅動程序

3.6.1 磁盤控制器 3.6.2 驅動器控制電路 3.6.3 磁盤控制器驅動程序 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 小結︰網中有網，網中之網 第4章 七星北斗——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、卷和文件系統實戰 5.1 操作系統中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 5.4 實現更高級的RAID 5.4.1 RAID 50 5.4.2 RAID 10和RAID 01 5.5 虛擬磁盤 5.5.1 RAID組的再劃分 5.5.2 同一通道存在多種類型的RAID組 5.5.3 操作系統如何看待邏輯磁盤 5.5.4 RAID控制器如何管理邏輯磁盤 5.6 卷管理層 5.6.1 有了邏輯盤就萬事大吉 5.6.2 卷管理層 5.6.3 Linux下配置LVM實例 5.6.4 卷管理軟件的實現 5.6.5 低級VM和高級VM 5.6.6

VxVM卷管理軟件配置簡介 5.7 大話文件系統 5.7.1 成何體統——沒有規矩的倉庫 5.7.2 慧眼識人——交給下一代去設計 5.7.3 無孔不入——不浪費一點空間 5.7.4 一箭雙雕——一張圖解決兩個難題 5.7.5 寬容似海——設計也要像心胸一樣寬 5.7.6 老將出馬——權威發布 5.7.7 一統江湖——所有操作系統都在用 5.8 文件系統中的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——結合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

控制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家 6.8 天羅地網——SAN（Storage Area Network）存儲區域網絡 第7章 熟讀寶典——系統與系統之間的語言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 系統與系統之間的語言——OSI初步 7.3 OSI模型的七個層次 7.3.1 應用層 7.3.2 表示層 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 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總線的必然性 9.1.1 面向連接與面向無連接 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制器的Loop中 9.3.3 共享環路還是交換——SBOD芯片級詳解 9.4 中高端磁盤陣列整體架構簡析 9.4.1 IBM DS4800控制器架構簡析 9.4.2 NetApp FAS系列磁盤陣列控制器簡析 9.4.3 IBM DS8000簡介

9.4.4 富士通ETERNUS6000磁盤陣列控制器結構簡析 9.4.5 EMC公司CX及DMX系列盤陣介紹 9.4.6 HDS公司USP系列盤陣介紹 9.5 磁盤陣列配置實踐 9.5.1 基于IBM的DS4500盤陣的配置實例 9.5.2 基于EMC的CX700磁盤陣列配置實例 9.6 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——亂彈NAS的起家 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——網絡文件系統 10.1.4 美其名曰——NAS（Network Att

ached Storage網絡附加存儲） 10.2 龍爭虎斗——NAS與SAN之爭 10.3 三足鼎立——DAS、SAN和NAS 10.4 最終幻想——將文件系統語言承載于FC網絡傳輸 10.5 長路漫漫——系統架構進化過程 10.5.1 第一階段︰全整合階段 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︰全分離式架構 10.5.7 第七階段︰能量積聚，混沌階段 10.5.8 第八階段︰收縮階

段 10.5.9 第九階段︰強烈坍縮階段 10.6 泰山北斗——NetApp的NAS產品 10.6.1 WAFL配合RAID 4 10.6.2 Data ONTAP利用了數據庫管理系統的設計 10.6.3 利用NVRAM來記錄操作日志 10.6.4 WAFL從不覆寫數據 10.7 初露鋒芒——BlueArc公司的NAS產品 第11章 大師之作——大話以太網和TCP/IP協議 11.1 共享總線式以太網 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和以太網的關系 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 天生我才必有用——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︰文件系統位圖 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 小結 第13章 握手言和——IP與FC融合的結果 13.1 FC的窘境 13.2 協議融合的迫切性 13.3 網絡通信協議的四級結構 13.4 協議融合的三種方式 13.5 Tunnel和Map融合方式各論 13.5.1 Tunnel方式 13.5.2 Map方式 13.6 FC與IP協議之間的融合 13.7 無處不在的協議融合 13.8 交叉融合 13.

9 IFCP和FCIP的具體實現 13.10 局部隔離/全局共享的存儲網絡 13.11 多協議混雜的存儲網絡 第14章 變幻莫測——虛擬化 14.1 操作系統對硬件的虛擬化 14.2 計算機存儲子系統的虛擬化 14.3 帶內虛擬化和帶外虛擬化 14.4 硬網絡與軟網絡 14.5 用多台獨立的計算機模擬成一台虛擬計算機 14.6 用一台獨立的計算機模擬出多台虛擬計算機 14.7 用磁盤陣列來虛擬磁帶庫 14.7.1 NetApp VTL700配置使用實例 第15章 眾志成城——存儲群集 15.1 群集概述 15.1.1 高可用性群集（HAC） 15.1.2 負載均

衡群集（LBC） 15.1.3 高性能群集（HPC） 15.2 群集的適用範圍 15.3 系統路徑上的群集各論 15.3.1 硬件層面的群集 15.3.2 軟件層面的群集 15.4 實例︰Microsoft MSCS軟件實現應用群集 15.4.1 在Microsoft Windows Server 2003上安裝MSCS 15.4.2 配置心跳網絡 15.4.3 測試安裝 15.4.4 測試故障轉移 15.5 實例︰SQL Server群集安裝配置 15.5.1 安裝SQL Server 15.5.2 驗證SQL 數據庫群集功能 15.6 小結︰世

界本身就是一個群集 第16章 未雨綢繆——數據保護和備份技術 16.1 數據保護 16.1.1 數據保護的方法 16.2 高級數據保護方法 16.2.1 遠程文件復制 16.2.2 遠程磁盤（卷）鏡像 16.2.3 塊（快）照數據保護 16.2.4 Continuous Data Protect（CDP，連續數據保護） 16.3 數據備份系統的基本要件 16.3.1 備份目的 16.3.2 備份通路 16.3.3 備份引擎 16.3.4 三種備份方式 16.3.5 數據備份系統案例一 16.3.6 數據備份系統案例二 16.3.7 NetB

ackup配置指南 16.3.8 配置DB2數據庫備份 第17章 愚公移山——大話數據容災 17.1 容災概述 17.2 生產資料容災——原始數據的容災 17.2.1 通過主機軟件實現前端專用網絡或者前端公用網絡同步 17.2.2 案例︰DB2數據的HADR組件容災 17.2.3 通過主機軟件實現後端專用網絡同步 17.2.4 通過數據存儲設備軟件實現專用網絡同步 17.2.5 案例︰IBM公司Remote Mirror容災實施 17.2.6 小結 17.3 容災中數據的同步復制和異步復制 17.3.1 同步復制例解 17.3.2 異步復制例解 17

.4 生產者的容災——服務器應用程序的容災 17.4.1 生產者容災概述 17.4.2 案例一︰基于Symantec公司的應用容災產品VCS 17.4.3 案例二︰基于Symantec公司的應用容災產品VCS 附錄 五百年後——系統架構將走向何方 後記 第一次接觸張冬，是在2007年8月，張冬QQ加我，說有本書問我感不感興趣。所有編輯可能都對送上門的沒有經手策劃的書主觀的輕視，況且是這樣一個“非主流”的選題。經過長時間的溝通，我發現這是個真誠且嚴謹的家伙，同時在論壇中我發現張冬的作品負面評價很少，而且人氣很高。記得無論我什麼時候上線，他總在，這又是一個十

分努力的家伙。另外，我了解到，張冬在IT行業算是半路出家，他是化學專業出身，但就是這樣一個跨行業的人，卻能用清晰的文筆來描述網絡存儲這樣相對晦澀的技術！ 一個真誠、嚴謹且努力的技術高手……這樣的人的作品怎麼會不好呢？ 一個脫離技術多年的策劃編輯憑什麼為一本技術性很強的IT圖書作序？汗顏……我以前也研究過“存儲”，僅僅局限于硬盤結構，10年前寫的《實戰DEBUG》、 《匯編語言超濃縮教程》系列文章涉及到對硬盤的分析和操作，這些文章現在在網上還能找到，也經常有朋友或作者跟我聊起來，得意洋洋……曾經立志成為存儲達人，然而天賦有限，未遂。 張冬的作品從收到稿件閱讀第一章開

始，我就感覺這一定是本好書。是當年夢寐以求的資源。難得的是，這本書的行文異乎尋常的流暢，以致我曾經問過張冬:“小樣兒，你是學中文的吧？”一本專業性極強的圖書，最關鍵的就是要把問題講清楚。 張冬用一種“另類”的方式對一些晦澀的概念和理論進行了重新包裝。充斥著“庸俗的”解釋與描述，比如︰數據包在網絡中的流動過程——是對照快遞公司的業務流程比對講解的，容易理解而且印象深刻。 另外，這本書提供了一些培訓級別的操作。大家知道類似網絡存儲這種規模的部分操作，很少能在家里用PC來進行實際操作（當然模擬練習還是可以的），張冬有條件在這樣的專業操作環境進行操作步驟的整理，這些細致的重量級操作

也是本書另外的價值所在。 信息存儲是這個世界的未來，將來我們的一舉一動的背後都會伴隨大量的信息存儲行為，存儲已經成為了一個行業，任何動作都離不開它。現在，網絡工程師，網管，Web開發者，數據庫開發者，軟件開發（特別是網絡應用）者都必須掌握網絡存儲的一些細節，可以說基本上所有IT技術從業者都需要或多或少地了解存儲。這一定會是個廣大的市場，或者說已經是廣大市場了。 這樣的一本書，我希望並且相信會給大家的學習帶來幫助，也相信這樣一本特立獨行的好書能夠讓大家很多年以後還能回憶起來並津津樂道地向朋友推薦。 清華大學出版社 欒大

成