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介绍一本有关存储的好书《大话存储》

原创 Linux操作系统 作者:x_win 时间:2009-05-19 17:04:02 0 删除 编辑

【转】在《大话存储》即将上市之际,敝人(注:作者)作诗一首以表激动之情:

   大话存储
闭关两载修此书,
练得秘籍献江湖。
七星降龙独孤掌,
多少豪杰醉其中!

 

“主要介绍的是存储的哪一方面的,侧重点是什么,目标读者定位是谁?”

回老兄:
介绍网络存储系统基本原理的,从磁盘到盘阵再到上层软件,以这个为主线,描绘了存储是怎么到网络化的,存储和网络,以及其后的协议融合的三步走理论。这是个主线,其中描述各个技术细节,包括芯片级详解,各种细化概念等。这里不能一一列出了,甚至目录中也不能估计到本书的全貌,只能查看内容方可。
侧重点就是深入理解网络存储是个什么东西和其复杂多变的各种概念。
针对读者:理科大学毕业者均可阅读。
某种意义上说,我自卖自夸一把,这书我一开始是定位成科普书籍的,但是算科普,又有点偏重具体细节,所以,算是一本IT界科普吧。


内容简介:
网络存储,是近二十几年来新兴起的一个行业。从纸带到硬盘,再到大型磁盘阵列,存储系统经历了从简单到复杂,从单块硬盘到存储区域网络(SAN)。网络存储行业目前已经是一个步入正轨的IT行业了。网络存储是一个涉及计算机硬件以及网络技术、操作系统以及操作系统之上的软件等各方面综合知识的领域。目前国内阐述网络存储的书籍少之又少,大部分是翻译国外的作品。而所有国内出现的书籍中,对存储系统底层细节的描述又是少之又少,加之术语太多,初学者很难真正理解网络存储的精髓。本书以详实的内容以及通俗易懂的语言,特立独行的行文风格,向读者阐述了整个网络存储系统。从硬盘,到应用程序,这条路径上的每个细节,作者都尽量进行了阐述。书中内容具体涉及了:计算机IO的基本概念,最基本的硬盘物理结构、盘片上的数据结构和工作原理细节,七种常见RAID的原理详析以及性能细节对比,虚拟磁盘、卷和文件系统原理,磁盘阵列系统详述,OSI模型详述,FC协议详述,FC协议是怎么对磁盘阵列系统进行革命的,众多磁盘阵列架构简析,SAN和NAS系统详述,TCP和以太网以及IP SAN的详述,以及协议融合理论的综合阐述,协议融合的三部曲,存储虚拟化,存储及服务器集群,数据保护和备份技术,快照技术原理详述,数据容灾技术。 上述的每一个专题中,作者都用了详尽和及其细腻的知识点来阐述每一个细节,不放过任何一个细节。本书绝对杜绝泛泛而谈的晦涩描述,每个细节都用了通俗易懂的语言力求向读者描述清楚。

目    录


第1章  盘古开天——
存储系统的前世今生.... 1
1.1
存储历史..... 2
1.2
信息、数据和数据存储..... 5
1.2.1
信息..... 5
1.2.2
什么是数据..... 7
1.2.3
数据存储..... 7
1.3
用计算机来处理信息、保存数据..... 8
第2章
IO**——
走进计算机IO世界.... 11
2.1
IO的通路——总线..... 12
2.2
计算机内部通信..... 13
2.2.1
IO总线可以看作网络么..... 14
2.2.2
CPU、内存和磁盘之间通过
网络来通信..... 15
2.3
网中之网..... 17
第3章  磁盘大挪移——磁盘原理与
技术详解.... 19
3.1
硬盘结构..... 20
3.1.1
盘片上的数据组织..... 22
3.1.2
硬盘控制电路简介..... 28
3.1.3
磁盘的IO单位..... 29
3.2
磁盘的通俗演绎..... 30
3.3
磁盘相关高层技术..... 32
3.3.1
磁盘中的队列技术..... 32
3.3.2
无序传输技术..... 33
3.3.3
几种可控磁头
扫描方式评论..... 34
3.3.4
关于磁盘缓存..... 36
3.3.5
影响磁盘性能的因素..... 36
3.4
硬盘接口技术..... 37
3.4.1
IDE硬盘接口..... 37
3.4.2
SATA硬盘接口..... 40
3.5
SCSI硬盘接口..... 43
3.6
磁盘控制器、驱动器控制电路和
磁盘控制器驱动程序..... 50
3.6.1
磁盘控制器..... 50
3.6.2
驱动器控制电路..... 51
3.6.3
磁盘控制器驱动程序..... 51
3.7
内部传输速率和外部传输速率..... 53
3.7.1
内部传输速率..... 53
3.7.2
外部传输速率..... 54
3.8
并行传输和串行传输..... 54
3.8.1
并行传输..... 54
3.8.2
串行传输..... 55
3.9
磁盘的IOPS和传输带宽(吞吐量). 56
3.9.1
IOPS.. 56
3.9.2
传输带宽..... 57
3.10
小结:网中有网,网中之网..... 58
第4章  七星北斗——
大话/详解七种RAID.. 59
4.1
大话七种RAID武器..... 60
4.1.1
RAID 0阵式..... 60
4.1.2
RAID 1阵式..... 62
4.1.3
RAID 2阵式..... 64
4.1.4
RAID 3阵式..... 67
4.1.5
RAID 4阵式..... 71
4.1.6
RAID 5阵式..... 72
4.1.7
RAID 6阵式..... 76
4.2
七种RAID技术详解..... 78
4.2.1
RAID 0技术详析..... 80
4.2.2
RAID 1技术详析..... 82
4.2.3
RAID 2技术详析..... 83
4.2.4
RAID 3技术详析..... 85
4.2.5
RAID 4技术详析..... 87
4.2.6
RAID 5技术详析..... 90
4.2.7
RAID 6技术详析..... 93
第5章  降龙传说——RAID、虚拟磁盘、
卷和文件系统实战.... 95
5.1
操作系统中RAID的实现和配置..... 96
5.1.1
Windows Server 2003
高级磁盘管理..... 96
5.1.2
Linux下软RAID
配置示例..... 105
5.2
RAID卡..... 107
5.3
磁盘阵列..... 119
5.4
实现更高级的RAID... 119
5.4.1
RAID 50.. 119
5.4.2
RAID 10和RAID 01.. 120
5.5
虚拟磁盘..... 120
5.5.1
RAID组的再划分..... 121
5.5.2
同一通道存在多种类型的
RAID组..... 121
5.5.3
操作系统如何看待
逻辑磁盘..... 122
5.5.4
RAID控制器如何管理
逻辑磁盘..... 122
5.6
卷管理层..... 123
5.6.1
有了逻辑盘就万事大吉..... 124
5.6.2
卷管理层..... 125
5.6.3
Linux下配置LVM实例..... 126
5.6.4
卷管理软件的实现..... 128
5.6.5
低级VM和高级VM.... 130
5.6.6
VxVM卷管理软件
配置简介..... 131
5.7
大话文件系统..... 134
5.7.1
成何体统——没有规矩的
仓库..... 134
5.7.2
慧眼识人——交给下一代去
设计..... 135
5.7.3
无孔不入——不浪费一点
空间..... 136
5.7.4
一箭双雕——一张图解决
两个难题..... 137
5.7.5
宽容似海——设计也要像
心胸一样宽..... 139
5.7.6
老将出马——权威发布..... 139
5.7.7
一统江湖——所有操作系统
都在用..... 140
5.8
文件系统中的IO方式..... 140
第6章  阵列之行——
大话磁盘阵列.... 143
6.1
初露端倪——外置磁盘柜
应用探索..... 144
6.2
精益求精——结合RAID卡
实现外置磁盘阵列..... 145
6.3
独立宣言——独立的
外部磁盘阵列..... 147
6.4
双龙戏珠——双控制器的
高安全性磁盘阵列..... 149
6.5
龙头凤尾——连接多个扩展柜..... 150
6.6
锦上添花——完整功能的
模块化磁盘阵列..... 152
6.7
一脉相承——主机和磁盘
阵列本是一家..... 153
6.8
天罗地网——
SAN(Storage Area Network)
存储区域网络..... 154
第7章  熟读宝典——
系统与系统之间的语言OSI
155
7.1
人类模型与计算机模型的
对比剖析..... 156
7.1.1
人类模型..... 156
7.1.2
计算机模型..... 157
7.1.3
个体间交流是群体进化的
动力..... 158
7.2
系统与系统之间的语言——
OSI初步..... 158
7.3
OSI模型的七个层次..... 159
7.3.1
应用层..... 160
7.3.2
表示层..... 160
7.3.3
会话层..... 160
7.3.4
传输层..... 160
7.3.5
网络层..... 161
7.3.6
数据链路层..... 162
7.3.7
物理层..... 165
7.4
OSI与网络..... 166
第8章  勇破难关——
Fibre Channel协议详解.... 169
8.1
FC网络——极佳的候选角色..... 170
8.1.1
物理层..... 170
8.1.2
链路层..... 171
8.1.3
网络层..... 172
8.1.4
传输层..... 178
8.1.5
上三层..... 179
8.1.6
小结..... 179
8.2
FC协议中的七种端口类型..... 180
8.2.1
N端口和F端口..... 180
8.2.2
L端口..... 180
8.2.3
NL端口和FL端口..... 181
8.2.4
E端口..... 183
8.2.5
G端口..... 183
8.3
FC适配器..... 184
8.4
改造盘阵前端通路——
SCSI迁移到FC.. 185
8.5
引入FC之后..... 186
第9章  天翻地覆——FC协议的
巨大力量.... 191
9.1
FC交换网络替代并行SCSI总线的
必然性..... 192
9.1.1
面向连接与面向无连接..... 192
9.1.2
串行和并行..... 193
9.2
不甘示弱——后端也
升级换代为FC.. 193
9.3
FC革命——完整的
盘阵解决方案..... 195
9.3.1
FC磁盘接口结构..... 195
9.3.2
一个磁盘同时连入
两个控制器的Loop中..... 196
9.3.3
共享环路还是交换——SBOD芯片级详解
197
9.4
中高端磁盘阵列整体架构简析..... 208
9.4.1
IBM DS4800控制器架构
简析..... 209
9.4.2
NetApp FAS系列磁盘
阵列控制器简析..... 212
9.4.3
IBM DS8000简介..... 213
9.4.4
富士通ETERNUS6000磁盘
阵列控制器结构简析..... 214
9.4.5
EMC公司CX及DMX系列盘
阵介绍..... 216
9.4.6
HDS公司USP系列盘阵
介绍..... 217
9.5
磁盘阵列配置实践..... 218
9.5.1
基于IBM的DS4500盘阵的
配置实例..... 218
9.5.2
基于EMC的CX700磁盘
阵列配置实例..... 227
9.6
小结..... 230
第10章  三足鼎立——
DAS,SAN和NAS.. 233
10.1
NAS也疯狂..... 234
10.1.1
另辟蹊径——乱弹NAS的
起家..... 234
10.1.2
双管齐下——两种方式
访问的后端存储网络..... 237
10.1.3
万物归一——
网络文件系统..... 238
10.1.4
美其名曰——NAS(Network
Attached Storage
网络附加存储). 246
10.2
龙争虎斗——NAS与SAN之争..... 247
10.3
三足鼎立——DAS、SAN和NAS.. 250
10.4
最终幻想——将文件系统语言
承载于FC网络传输..... 251
10.5
长路漫漫——系统架构进化过程..... 251
10.5.1
第一阶段:全整合阶段..... 252
10.5.2
第二阶段:磁盘外置阶段..... 252
10.5.3
第三阶段:外部独立磁盘
  阵列阶段..... 252
10.5.4
第四阶段:网络化独立磁盘
阵列阶段..... 253
10.5.5
第五阶段:瘦服务器主机、
独立NAS阶段..... 253
10.5.6
第六阶段:
全分离式架构..... 253
10.5.7
第七阶段:能量积聚,
混沌阶段..... 254
10.5.8
第八阶段:收缩阶段..... 254
10.5.9
第九阶段:强烈坍缩阶段..... 255
10.6
泰山北斗——
NetApp的NAS产品..... 255
10.6.1
WAFL配合RAID 4.. 256
10.6.2
Data ONTAP利用了数据库
管理系统的设计..... 257
10.6.3
利用NVRAM来记录
操作日志..... 257
10.6.4
WAFL从不覆写数据..... 258
10.7
初露锋芒——BlueArc公司的

NAS产品..... 258
第11章  大师之作——

大话以太网和TCP/IP协议.... 261
11.1
共享总线式以太网..... 262
11.1.1
连起来..... 262
11.1.2
找目标..... 262
11.1.3
发数据..... 263
11.2
网桥式以太网..... 264
11.3
交换式以太网..... 265
11.4
TCP/IP协议..... 266
11.4.1
TCP/IP协议中的IP.. 266
11.4.2
IP的另外一个作用..... 267
11.4.3
TCP/IP协议中的

TCP和UDP.. 268
11.5
TCP/IP和以太网的关系..... 271
第12章  异军突起——
  存储网络的新军IP SAN.. 273
12.1
横眉冷对——TCP/IP与FC.. 274
12.2
自叹不如——为何不是
以太网+TCP/IP.. 274
12.3
天生我才必有用——
攻陷Disk SAN阵地..... 275
12.4
ISCSI交互过程简析..... 275
12.4.1
实例一:初始化磁盘过程..... 276
12.4.2
实例二:新建一个
文本文档..... 278
12.4.3
实例三:文件系统位图..... 281
12.5
ISCSI磁盘阵列..... 283
12.6
IP SAN... 284
12.7
增强以太网和TCP/IP的性能..... 285
12.8
FC SAN节节败退..... 286
12.9
ISCSI配置应用实例..... 287
12.9.1
第一步:在存储设备上
创建LUN... 287
12.9.2
第二步:在主机端
挂载LUN... 289
12.10
小结..... 292
第13章  握手言和——


IP与FC融合的结果.... 293
13.1
FC的窘境..... 294
13.2
协议融合的迫切性..... 295
13.3
网络通信协议的四级结构..... 299
13.4
协议融合的三种方式..... 300
13.5
Tunnel和Map融合方式各论..... 301
13.5.1
Tunnel方式..... 302
13.5.2
Map方式..... 303
13.6
FC与IP协议之间的融合..... 305
13.7
无处不在的协议融合..... 306
13.8
交叉融合..... 306
13.9
IFCP和FCIP的具体实现..... 307
13.10
局部隔离/全局共享的存储网络..... 309
13.11
多协议混杂的存储网络..... 310
第14章  变幻莫测——虚拟化.... 313
14.1
操作系统对硬件的虚拟化..... 314
14.2
计算机存储子系统的虚拟化..... 316
14.3
带内虚拟化和带外虚拟化..... 319
14.4
硬网络与软网络..... 323
14.5
用多台独立的计算机模拟成
一台虚拟计算机..... 323
14.6
用一台独立的计算机模拟出
  多台虚拟计算机..... 324
14.7
用磁盘阵列来虚拟磁带库..... 324
14.7.1
NetApp VTL700配置
使用实例..... 325
第15章  众志成城——


存储群集.... 337
15.1
群集概述..... 338
15.1.1
高可用性群集(HAC). 338
15.1.2
负载均衡群集(LBC). 338
15.1.3
高性能群集(HPC). 338
15.2
群集的适用范围..... 339
15.3
系统路径上的群集各论..... 339
15.3.1
硬件层面的群集..... 339
15.3.2
软件层面的群集..... 341
15.4
实例:Microsoft MSCS软件
实现应用群集..... 341
15.4.1
在Microsoft Windows Server

2003上安装MSCS.. 342
15.4.2
配置心跳网络..... 344
15.4.3
测试安装..... 344
15.4.4
测试故障转移..... 345
15.5
实例:SQL Server群集
安装配置..... 345
15.5.1
安装SQL Server. 345
15.5.2
验证SQL 数据库
群集功能..... 348
15.6
小结:世界本身就是一个群集..... 351
第16章  未雨绸缪——
  数据保护和备份技术.... 353
16.1
数据保护..... 354
16.1.1
数据保护的方法..... 354
16.2
高级数据保护方法..... 355
16.2.1
远程文件复制..... 355
16.2.2
远程磁盘(卷)镜像..... 356
16.2.3
块(快)照数据保护..... 356
16.2.4
Continuous Data Protect

(CDP,连续数据保护). 363
16.3
数据备份系统的基本要件..... 367
16.3.1
备份目的..... 368
16.3.2
备份通路..... 371
16.3.3
备份引擎..... 373
16.3.4
三种备份方式..... 377
16.3.5
数据备份系统案例一..... 378
16.3.6
数据备份系统案例二..... 379
16.3.7
NetBackup配置指南..... 380
16.3.8
配置DB2数据库备份..... 392
第17章  愚公移山——
  大话数据容灾.... 399
17.1
容灾概述..... 400
17.2
生产资料容灾——
原始数据的容灾..... 401
17.2.1
通过主机软件实现前端
专用网络或者前端公用
网络同步..... 402
17.2.2
案例:DB2数据的

HADR组件容灾..... 405
17.2.3
通过主机软件实现后端
专用网络同步..... 411
17.2.4
通过数据存储设备
软件实现专用网络同步..... 415
17.2.5
案例:IBM公司Remote

Mirror容灾实施..... 416
17.2.6
小结..... 421
17.3
容灾中数据的同步复制和
异步复制..... 421
17.3.1
同步复制例解..... 421
17.3.2
异步复制例解..... 423
17.4
生产者的容灾——服务器
应用程序的容灾..... 424
17.4.1
生产者容灾概述..... 424
17.4.2
案例一:基于Symantec公司
的应用容灾产品VCS.. 428

17.4.3
案例二:基于Symantec公司
的应用容灾产品VCS.. 431
附录  五百年后——系统架构将
走向何方.... 435
后记.... 437

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