大話存儲Ⅱ：存儲系統(tǒng)架構與底層原理極限剖析

第1章  混沌初開——存儲系統(tǒng)的前世今生 
1.1  存儲歷史 
1.2  信息、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲 
1.2.1  信息 
1.2.2  什么是數(shù)據(jù) 
1.2.3  數(shù)據(jù)存儲 
1.3  用計算機來處理信息、保存數(shù)據(jù) 
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(nèi)部通信 
2.2.1  IO總線是否可以看作網(wǎng)絡 
2.2.2  CPU、內(nèi)存和磁盤之間通過網(wǎng)絡2.3  來通信 
2.3  網(wǎng)中之網(wǎng) 
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(shù)據(jù)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概論 
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(nèi)部傳輸速率和外部傳輸速率 
3.7.1  內(nèi)部傳輸速率 
3.7.2  外部傳輸速率 
3.8  并行傳輸和串行傳輸 
3.8.1  并行傳輸 
3.8.2  串行傳輸 
3.9  磁盤的IOPS和傳?帶寬（吞吐量） 
3.9.1  IOPS 
3.9.2  傳輸帶寬 
3.10  固態(tài)存儲介質和固態(tài)硬盤 
3.10.1  SSD固態(tài)硬盤的硬件組成 
3.10.2  從Flash芯片讀取數(shù)據(jù)的過程 
3.10.3  向Flash芯片中寫入數(shù)據(jù)的過程 
3.10.4  Flash芯片的通病 
3.10.5  SSD給自己開的五劑良藥，藥到是否病除 
3.10.6  SSD的前景 
3.10.7  SSD如何處理Cell損壞 
3.11  小結：網(wǎng)中有網(wǎng)，網(wǎng)中之網(wǎng) 
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(tǒng)實戰(zhàn) 
5.1  操作系統(tǒng)中RAID的實現(xiàn)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
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  操作系統(tǒng)如何看待邏輯磁盤 
5.4.4  RAID控制器如何管理邏輯磁盤 
5.5  卷管理層 
5.5.1  有了邏輯盤就萬事大吉 
5.5.2  深入卷管理層 
5.5.3  Linux下配置LVM實例 
5.5.4  卷管理軟件的實現(xiàn) 
5.5.5  低級VM和高級VM 
5.5.6  VxVM卷管理軟件配置簡介 
5.6  大話文件系統(tǒng) 
5.6.1  成何體統(tǒng)——沒有規(guī)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?！O計也要像心胸一樣寬 
5.6.6  老將出馬——權威發(fā)布 
5.6.7  一統(tǒng)江湖——所有操作系統(tǒng)都在用 
5.7  文件系統(tǒng)中的IO方式 
第6章  陣列之行——大話磁盤陣列 
6.1  初露端倪——外置磁盤柜應用探索 
6.2  精益求精——結合RAID卡實現(xiàn)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——連接多個擴展柜 
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(wǎng)——SAN 
第7章  熟讀寶典——系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的語言OSI 
7.1  人類模?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(tǒng)與系統(tǒng)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(wǎng)絡層 
7.3.6  數(shù)據(jù)鏈路層 
7.3.7  物理層 
7.4  OSI與網(wǎng)絡 
第8章  勇破難關——Fibre Channel協(xié)議詳解 
8.1  FC網(wǎng)絡——極佳的候選角色 
8.1.1  物理層 
8.1.2  鏈路層 
8.1.3  網(wǎng) 絡 層 
8.1.4  傳輸層 
8.1.5  上三層 
8.1.6  小結 
8.2  FC協(xié)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之后 
8.6  多路徑訪問目標 
第9章  天翻地覆——FC協(xié)議的巨大力量 
9.1  FC交換網(wǎng)絡替代并行SCSI總線的必然性 
9.1.1  面向連接與面向無連接 
9.1.2  串行和并行 
9.2  不甘示弱——后端也升級換代為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?同時連入兩個控制器的Loop中 
9.3.3  共享環(huán)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(wǎng)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(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn) 
9.5  中高端磁盤陣列整體架構簡析 
9.5.1  IBM DS4800和DS5000控制器架構簡析 
9.5.2  NetApp FAS系列磁盤陣列控制器簡析 
9.5.3  IBM DS8000簡介 
9.5.4  富士通ETERNUS DX8000磁盤陣列控制器結構簡析 
9.5.5  EMC公司Clariion CX/CX3及DMX系列盤陣介紹 
9.5.6  HDS公司AMS2000和USP系列盤陣介紹 
9.5.7  HP公司MSA2000和EVA8000存儲系統(tǒng)架構簡介 
9.5.8  傳統(tǒng)磁盤陣列架構總結 
9.6  磁盤陣列配置實踐 
9.6.1  基于IBM的DS4500盤陣的配置實例 
9.6.2  基于EMC的CX700磁盤陣列配置實? 
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  國產(chǎn)中高端磁盤陣列 
9.9  小結 
第10章  三足鼎立——DAS、SAN和NAS 
10.1  NAS也瘋狂 
10.1.1  另辟蹊徑——亂談NAS的起家 
10.1.2  雙管齊下——兩種方式訪問的后端存儲網(wǎng)絡 
10.1.3  萬物歸一——網(wǎng)絡文件系統(tǒng) 
10.1.4  美其名曰——NAS 
10.2  龍爭虎斗——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——將文件系統(tǒng)語言承載于FC網(wǎng)絡傳輸 
10.5  長路漫漫——存儲系統(tǒng)架構演化過程 
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(wǎng)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(tǒng)一整合階段 
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  泰山北斗——NetApp的NAS產(chǎn)品 
10.6.1  WAFL配合RAID 4 
10.6.2  Data ONTAP利用了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)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(shù)據(jù) 
10.7  初露鋒芒——BlueArc公司的NAS產(chǎn)品 
第11章  大師之作——大話以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議 
11.1  共享總線式以太網(wǎng) 
11.1.1  連起來 
11.1.2  找目標 
11.1.3  發(fā)數(shù)據(jù) 
11.2  網(wǎng)橋式以太網(wǎng) 
11.3  交換式?太網(wǎng) 
11.4  TCP/IP協(xié)議 
11.4.1  TCP/IP協(xié)議中的IP 
11.4.2  IP的另外一個作用 
11.4.3  TCP/IP協(xié)議中的TCP和UDP 
11.5  TCP/IP和以太網(wǎng)的關系 
第12章  異軍突起——存儲網(wǎng)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(wǎng)+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?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(tǒng)位圖 
12.5  ISCSI磁盤陣列 
12.6  IP SAN 
12.7  增強以太網(wǎng)和TCP/IP的性能 
12.8  FC SAN節(jié)節(jié)敗退 
12.9  ISCSI配置應用實例 
12.9.1  第一步：在存儲設備上創(chuàng)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(wǎng)的威力初顯 
12.12  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(xié)議融合的迫切性 
13.3  網(wǎng)絡通信協(xié)議的四級結構 
13.4  協(xié)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(xié)議之間的融合 
13.7  無處不在的協(xié)議融合 
13.8  交叉融合 
13.9  IFCP和FCIP的具體實現(xiàn) 
13.10  局部隔離/全局共享的存儲網(wǎng)絡 
13.11  多協(xié)議混雜的存儲網(wǎng)絡 
13.12  IP Over FC 
13.13  FCoE 
13.13.1  FCoE的由來 
13.13.2  FcoE的設計框架 
13.13.3  FcoE卡 
13.13.4  FCoE交換機 
13.13.5  解剖FCoE交換機 
13.13.6  存儲陣列設備端的改動 
13.13.7  FCoE與iSCSI 
13.13.8  FcoE的前景 
13.13.9  Open FCoE 
第14章  變幻莫測——虛擬化 
14.1  操作系統(tǒng)對硬件的虛擬化 
14.2  計算機存儲子系統(tǒng)的虛擬化 
14.3  帶內(nèi)虛擬化和帶外虛擬化 
14.4  硬網(wǎng)絡與軟網(wǎng)絡 
14.5  用多臺獨立的計算機模擬成一臺虛擬計算機 
14.6  用一臺獨立的計算機模擬出多臺虛擬計算機 
14.7  用磁盤陣列來虛擬磁帶庫 
14.8  用控制器來虛擬其他磁盤陣列 
第15章  眾志成城——存儲集? 
15.1  集群概述 
15.1.1  高可用性集群（HAC） 
15.1.2  負載均衡集群（LBC） 
15.1.3  高性能集群（HPC） 
15.2  集群的適用范圍 
15.3  系統(tǒng)路徑上的集群各論 
15.3.1  硬件層面的集群 
15.3.2軟件層面的集群 
15.4  實例：Microsoft MSCS軟件實現(xiàn)應用集群 
15.4.1  在Microsoft Windows Server 2003上安裝MSCS 
15.4.2  配置心跳網(wǎng)絡 
15.4.3  測試安裝 
15.4.4  測試故障轉移 
15.5  實例：SQL Server集群安裝配置 
15.5.1  安裝SQL Server 
15.5.2  驗證SQL 數(shù)據(jù)庫集群功能 
15.6  塊級集群存儲系統(tǒng) 
15.6.1  IBM XIV集群存儲系統(tǒng) 
15.6.2  3PAR公司Inserv-T800集群存儲系統(tǒng) 
15.6.3  EMC公司SymmetrixV-MAX集群存儲系統(tǒng) 
15.7  集群NAS系統(tǒng)和集群文件系統(tǒng) 
15.7.1  HP公司的Ibrix集群NAS系統(tǒng) 
15.7.2  Panasas和pNFS 
15.7.3  此“文件系統(tǒng)”非彼“文件系統(tǒng)” 
15.7.4  什么是Single Name Space 
15.7.5  Single Filesystem Image與Single Path Image 
15.7.6  集群中的分布式鎖機制 
15.7.7  集群文件系統(tǒng)的緩存一致性 
15.7.8  集群NAS的本質 
15.7.9  塊級集群與NAS集群的融合猜想 
15.8  對象存儲系統(tǒng) 
15.9  當前主流的集群文件系統(tǒng)架構分類與對比 
15.9.1  共享與非共享存儲型集群 
15.9.2  對稱式與非對稱式集群 
15.9.3  自助型與服務型集群 
15.9.4  SPI與SFI型集群 
15.9.5  串行與并行集群 
15.9.6  集群/并行/分布式/共享文件系統(tǒng)各論 
15.9.7  集群NAS系統(tǒng)的三層架構 
15.9.8  實際中的各種集群拓撲一覽 
15.10  藍鯨集群文件系統(tǒng)（BWFS）——國產(chǎn)的驕傲 
15.10.1  SAN共享文件系統(tǒng) 
15.10.2  針對NAS和SAN文件系統(tǒng)的并行化改造 
15.10.3  目無全鯨——中科藍鯨公司BWFS系統(tǒng)底層架構剖析 
15.10.4  基于BWFS的產(chǎn)品形態(tài) 
15.10.5  中科藍鯨BWFS的其他技術優(yōu)勢 
15.10.6  中科藍鯨BWFS的未來 
15.10.7  國產(chǎn)化的重要性 
15.11  集群的本質——一種自組自控輪回的Raid 
15.11.1  三統(tǒng)理論 
15.11.2  并行的不僅可以是文件 
15.11.3  集群底層與上層解耦 
15.11.4  云基礎架構 
15.12  互聯(lián)網(wǎng)運營商的特殊集群——NoSQL 
第16章  未雨綢繆——數(shù)據(jù)保護和備份技術 
16.1  數(shù)據(jù)保護 
16.1.1  文件級備份 
16.1.2  塊級備份 
16.2  高級數(shù)據(jù)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  快（塊）照數(shù)據(jù)保護 
16.2.4  卷Clone 
16.2.5  Continuous Data Protect（CDP，連續(xù)數(shù)據(jù)保護） 
16.2.6  VSS公共快照服務 
16.2.7  快照、克隆、CDP與平行宇宙 
16.3  數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的基本要件 
16.3.1  備份目標 
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(shù)據(jù)備份系統(tǒng)案例一 
16.3.6  數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)案例二 
16.3.7  NetBackup配置指南 
16.3.8  配置DB2數(shù)據(jù)庫備份 
16.4  與業(yè)務應用相結合的快照備份和容災 
第17章  愚公移山——大話數(shù)據(jù)容災 
17.1  容災概述 
17.2  生產(chǎn)資料容災——原始數(shù)據(jù)的容災 
17.2.1  通過主機軟件實現(xiàn)前端專用網(wǎng)絡或者前端公用網(wǎng)絡同步 
17.2.2  案例：DB2數(shù)據(jù)的HADR組件容災 
17.2.3  通過主機軟件實現(xiàn)后端專用網(wǎng)絡同步 
17.2.4  通過數(shù)據(jù)存儲設備軟件實現(xiàn)專用網(wǎng)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(shù)據(jù)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  容災系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性保證與故障恢復機制 
17.4.1  數(shù)據(jù)一致性問題的產(chǎn)生 
17.4.2  對異步數(shù)據(jù)復制過程中一致性保證的實現(xiàn)方式 
17.4.3  災難后的切換與回切同步過程 
17.4.4  周期性異步復制與連續(xù)異步復制 
17.5  四大廠商的數(shù)據(jù)容災系統(tǒng)方案概述 
17.5.1  IBM公司的PPRC 
17.5.2  EMC公司的MirrorView、SanCopy和SRDF 
17.5.3  HDS公司的Truecopy 
17.5.4  NetApp公司的Snapmirror 
17.6  生產(chǎn)者的容災——服務器應用程序的容災 
17.6.1  生產(chǎn)者容災概述 
17.6.2  案例一：基于Symantec公司的應用容災產(chǎn)品VCS 
17.6.3  案例二：基于Symantec公司的應用容災產(chǎn)品VCS 
17.7  虛擬容災技術 
17.8  一體化先行軍——愛數(shù)一體化備份存儲柜 
17.8.1  愛數(shù)備份存儲柜3.5產(chǎn)品架構分析 
17.8.2  ?數(shù)備份存儲柜v3.5獨特技術 
17.8.3  國產(chǎn)存儲的方向 
17.10  帶寬、延遲及其影響 
第18章  鬼斧神工——數(shù)據(jù)前處理與后處理 
18.1  數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理 
18.2  存儲系統(tǒng)之虛實陰陽論 
18.3  Data Cooker各論 
18.3.1  Thin Provision/Over Allocation 
18.3.2  LUN Space Reclaiming（Unprovision/Deprovision，GetThin） 
18.3.3  Tier（分級）/Migrating（遷移） 
18.3.4  Deduplication（重復數(shù)據(jù)刪除） 
18.3.5  磁盤數(shù)據(jù)一致性保護及錯誤恢復 
第19章  過關斬將——系統(tǒng)IO路徑及優(yōu)化 
19.1  理解并記憶主機端IO路徑架構圖 
19.1.1  應用程序層 
19.1.2  文件系統(tǒng)層 
19.1.3  卷管理層 
19.1.4  層與層之間的調(diào)度員：IO Manager 
19.1.5  底層設備驅動層 
19.2  理解并記憶存儲端IO路徑架構圖 
19.2.1  物理磁盤層 
19.2.2  物理磁盤組織層 
19.2.3  后端磁盤控制器/適配器層 
19.2.4  RAID管理層 
19.2.5  Lun管理層 
19.2.6  前端接口設備及驅動層 
19.2.7  緩存管理層 
19.2.8  數(shù)據(jù)前處理和后處理層 
19.2.9  存儲系統(tǒng)處理一個IO的一般典型流程 
19.3  IO性能問題診斷總論 
19.3.1  所謂“優(yōu)化”的含義 
19.3.2  如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)癥狀 
19.3.3  六劑良藥治愈IO性能低下 
19.3.4  面向SSD的IO處理過程優(yōu)化 
19.4  小結：再論機器世界與人類世界 
第20章  騰云駕霧——大話云存儲 
20.1  太始之初——“云”的由來 
20.1.1  觀點1：云即設備 
20.1.2  觀點2：云即集群 
20.1.3  觀點3：云即IT系統(tǒng) 
20.1.4  觀點4：云即服務 
20.1.5  云目前最主流的定義 
20.2  混沌初開——是誰催生了云 
20.2.1  一切皆以需求為導向 
20.2.2  云對外表現(xiàn)為一種商業(yè)模式 
20.3  落地生根——以需求為導向的系統(tǒng)架構變化 
20.3.1  云對內(nèi)表現(xiàn)為一種技術架構 
20.3.2  云到底是模式還是技術 
20.3.3  公有云和私有云 
20.4  撥云見日——云系統(tǒng)架構及其組成部分 
20.4.1  物理支撐層 
20.4.2  基礎IT架構層 
20.4.3  基礎架構/集群管理層 
20.4.4  資源部署層 
20.4.5  中間件層 
20.4.6  應用引擎層 
20.4.7  業(yè)務展現(xiàn)與運營層 
20.5  真相大白——實例說云 
20.5.1  3Tera Applogic 
20.5.2  IBM Blue Could 
20.6  乘風破浪——困難還是非常多的 
20.6.1 云的優(yōu)點 
20.6.2 云目前存在的問題 
20.7  千年之夢——云今后的發(fā)展 
20.7.1  云本質思考 
20.7.2  身邊的各種云服務 
20.7.3  進化還是退化 
20.7.4  云發(fā)展展望 
20.7.5  Micro、Mini、Normal、Huge、Gird彈性數(shù)據(jù)中心 
20.7.6  彈性層的出現(xiàn)將會讓數(shù)據(jù)中心擁有兩套性能指標 
20.8  塵埃落定——云所體現(xiàn)出來的哲學思想 
20.8.1  輪回往復——云的哲學形態(tài) 
20.8.2  智慧之云——云的最終境界 
20.8.3  云在哲學上所具有的性質 
20.8.4  云基礎架構的藝術與哲學意境 
20.8.5  縱觀存儲發(fā)展時代——云發(fā)展預測 
20.9  結束語 
附錄 
存儲系統(tǒng)問與答精華集錦 
后記