大話存儲Ⅱ：存儲系統架構與底層原理極限剖析

第1章  混沌初開——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  什么是數據 
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總線是否可以看作網絡 
2.2.2  CPU、內存和磁盤之間通過網絡2.3  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  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芯片讀取數據的過程 
3.10.3  向Flash芯片中寫入數據的過程 
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(zhàn) 
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 
5.3.1  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 
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 
5.6.1  成何體統——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  一統江湖——所有操作系統都在用 
5.7  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——外置磁盤柜應用探索 
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——SAN 
第7章  熟讀寶典——系統與系統之間的語言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之后 
8.6  多路徑訪問目標 
第9章  天翻地覆——FC協議的巨大力量 
9.1  FC交換網絡替代并行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存儲系統架構簡介 
9.5.8  傳統磁盤陣列架構總結 
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絡 
10.1.3  萬物歸一——網絡文件系統 
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——將文件系統語言承載于FC網絡傳輸 
10.5  長路漫漫——存儲系統架構演化過程 
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(fā)數據 
11.2  網橋式以太網 
11.3  交換式?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?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(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 
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軟件實現應用集群 
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集群安裝配置 
15.5.1  安裝SQL Server 
15.5.2  驗證SQL 數據庫集群功能 
15.6  塊級集群存儲系統 
15.6.1  IBM XIV集群存儲系統 
15.6.2  3PAR公司Inserv-T800集群存儲系統 
15.6.3  EMC公司SymmetrixV-MAX集群存儲系統 
15.7  集群NAS系統和集群文件系統 
15.7.1  HP公司的Ibrix集群NAS系統 
15.7.2  Panasas和pNFS 
15.7.3  此“文件系統”非彼“文件系統” 
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 
15.9  當前主流的集群文件系統架構分類與對比 
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/共享文件系統各論 
15.9.7  集群NAS系統的三層架構 
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（BWFS）——國產的驕傲 
15.10.1  SAN共享文件系統 
15.10.2  針對NAS和SAN文件系統的并行化改造 
15.10.3  目無全鯨——中科藍鯨公司BWFS系統底層架構剖析 
15.10.4  基于BWFS的產品形態(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  互聯網運營商的特殊集群——NoSQL 
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  文件級備份 
16.1.2  塊級備份 
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  快（塊）照數據保護 
16.2.4  卷Clone 
16.2.5  Continuous Data Protect（CDP，連續(xù)數據保護） 
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  數據備份系統的基本要件 
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  數據備份系統案例一 
16.3.6  數據備份系統案例二 
16.3.7  NetBackup配置指南 
16.3.8  配置DB2數據庫備份 
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  通過主機軟件實現后端專用網絡同步 
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  容災系統數據一致性保證與故障恢復機制 
17.4.1  數據一致性問題的產生 
17.4.2  對異步數據復制過程中一致性保證的實現方式 
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  四大廠商的數據容災系統方案概述 
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  生產者的容災——服務器應用程序的容災 
17.6.1  生產者容災概述 
17.6.2  案例一：基于Symantec公司的應用容災產品VCS 
17.6.3  案例二：基于Symantec公司的應用容災產品VCS 
17.7  虛擬容災技術 
17.8  一體化先行軍——愛數一體化備份存儲柜 
17.8.1  愛數備份存儲柜3.5產品架構分析 
17.8.2  ?數備份存儲柜v3.5獨特技術 
17.8.3  國產存儲的方向 
17.10  帶寬、延遲及其影響 
第18章  鬼斧神工——數據前處理與后處理 
18.1  數據存儲和數據管理 
18.2  存儲系統之虛實陰陽論 
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（重復數據刪除） 
18.3.5  磁盤數據一致性保護及錯誤恢復 
第19章  過關斬將——系統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  文件系統層 
19.1.3  卷管理層 
19.1.4  層與層之間的調度員：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  數據前處理和后處理層 
19.2.9  存儲系統處理一個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)現系統癥狀 
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 
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  云對外表現為一種商業(yè)模式 
20.3  落地生根——以需求為導向的系統架構變化 
20.3.1  云對內表現為一種技術架構 
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彈性數據中心 
20.7.6  彈性層的出現將會讓數據中心擁有兩套性能指標 
20.8  塵埃落定——云所體現出來的哲學思想 
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 
存儲系統問與答精華集錦 
后記