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第一部分　网络存储概述1

第1章 存储网络意义1

1.1 作为商业财富的数据角色的变化1

1.2 存储网络的基本概念2

1.2.1 存储网络的特点2

1.2.2 存储网络的主要成分3

1.3 传统开放系统的存储方法概述5

1.4 SCSI：开放系统存储的主要技术8

1.4.1 传统的系统连接：SCSI总线8

1.4.2 SCSL总线的实现10

1.5 扩展I/O通道的新的存储连接技术14

1.5.1 网络连接存储15

1.5.2 光纤通道16

1.5.3 存储区域网络17

1.6 小结20

1.7 练习21

第2章 建立存储I/O通道22

2.1 认识物理I/O构件22

2.1.1 系统内存总线22

2.1.2 主机I/O总线23

2.1.3 主机I/O控制器和网络接口卡25

2.1.4 存储网络和总线28

2.1.5 存储设备和子系统30

2.1.6 介质34

2.2 I/O通道的逻辑成分34

2.2.1 应用软件34

2.2.2 操作系统35

2.2.3 文件系统和数据库系统35

2.2.4 卷管理器36

2.2.5 设备驱动程序37

2.3 组合硬件和逻辑成分使之成为一个I/O栈38

2.4 小结41

2.5 练习41

第3章 图解I/O通道42

3.1 本地存储的I/O通道42

3.1.1 本地I/O42

3.1.2 本地I/O通道详解42

3.1.3 网络服务器的I/O49

3.1.4 本地I/O路径的讨论及变化51

3.2 客户／服务器I/O通道52

3.2.1 客户I/O重定向53

3.2.2 服务器端的客户／服务器存储I/O56

3.3 在I/O路径中实现设备虚拟化58

3.3.1 设备虚拟化在I/O路径中的位置59

3.3.2 通道虚拟化60

3.4 小结61

3.5 练习61

第二部分 主要的网络存储应用第4章 提供数据冗余的磁盘镜像和复制63

4.1 磁盘镜像的数据保护63

4.1.1 磁盘镜像原理64

4.1.2 在I/O路径上实现磁盘镜像69

4.2 镜像的性能特征73

4.2.1 使用磁盘镜像增加I/O性能74

4.2.2 规划镜像配置77

4.3 镜像外部磁盘子系统78

4.3.1 基于镜像的数据快照78

4.3.2 本地以外的子系统镜像80

4.3.3 广域网环境的磁盘镜像81

4.4 小结87

4.5 练习87

第5章 使用缓存实现性能的增强88

5.1 缓存基础88

5.1.1 缓存命中和缓存未命中89

5.1.2 缓存及变化90

5.2 读、写和算法94

5.2.1 缓存的读算法94

5.2.2 缓存的写算法98

5.2.3 磁盘缓存组成101

5.3 标记命令排队106

5.3.1 在磁盘驱动器中使用智能处理器106

5.3.2 标记命令排队的效果107

5.4 I/O通道对系统性能提高的重要性107

5.5 小结109

5.6 练习109

第6章 使用RAID增强可用性110

6.1 使用RAID的三个原因110

6.2 RAID的容量和可管理性111

6.2.1 容量的扩展111

6.2.2 RAID在管理上的优势112

6.3 RAID的性能113

6.4 RAID的可靠性和可用性优势116

6.4.1 通过冗余提高数据可靠性116

6.4.2 电源保护117

6.4.3 热备用和热交换120

6.4.4 RAID子系统中的内部I/O通道122

6.5 组织RAID阵列中的数据：分区、分块和分条124

6.6 校验在分条的数据上的应用128

6.6.1 使用XOR函数建立校验数据128

6.6.2 联锁访问RAID的校验131

6.6.3 独立访问RAID的校验131

6.7 各级RAID的比较134

6.7.1 RAID咨询委员会134

6.7.2 RAID0：分条135

6.7.3 RAID1：镜像135

6.7.4 RAID2：使用专有磁盘的联锁访问136

6.7.5 RAID3：使用专有校验磁盘的同步访问136

6.7.6 RAID4：使用专用校验磁盘的独立访问136

6.7.7 RAID5：使用分布式校验的独立访问138

6.7.8 RAID6：使用双校验的独立访问139

6.7.9 组合不同分级的RAID141

6.7.10 多层RAID阵列的目标141

6.7.11 分条和镜像的组合——RAID0+1/RAID10142

6.8 RAID功能在I/O路径上的位置143

6.8.1 基于主机卷管理软件的RAID143

6.8.2 基于主机I/O控制器的RAID144

6.8.3 基于磁盘子系统的RAID145

6.9 设置容错标准：RAID咨询委员会145

6.10 小结146

6.11 练习146

第7章 网络备份：存储管理的基础147

7.1 网络备份和恢复147

7.1.1 用于网络备份系统的硬件147

7.1.2 网络备份的介质成分151

7.1.3 软件组成155

7.2 备份161

7.2.1 备份操作类型161

7.2.2 对运行的系统备份162

7.2.3 映像备份特例164

7.3 数据恢复165

7.3.1 恢复与文件系统和数据库的集成165

7.3.2 恢复操作类型165

7.3.3 介质管理对恢复的重要性167

7.4 备份和恢复安全数据168

7.5 磁带循环171

7.5.1 磁带循环的必要性171

7.5.2 常用的磁带循环模型171

7.5.3 备份和恢复存在的问题174

7.5.4 备份可测的因素176

7.6 小结178

7.7 练习178

第三部分 存储区域网络179

第8章 作为存储和文件组织应用的SAN和NAS179

8.1 连接、存储和文件组织层的结构179

8.1.1 存储网络是一种应用179

8.1.2 连接层180

8.1.3 存储翻新181

8.1.4 文件组织层182

8.2 存储网络中的连接、存储和文件组织层的集成182

8.3 排列存储网络的构件185

8.4 小结187

8.5 练习188

第9章 SAN结构和拓扑189

9.1 使用SAN转换网络存储通道189

9.1.1 可扩展的结构189

9.1.2 可用性结构193

9.2 SAN的网络拓扑结构194

9.2.1 传输帧结构194

9.2.2 交换网络195

9.2.3 环状网198

9.3 SAN结构的变化和扩展201

9.3.1 隔离SAN中的存储访问201

9.3.2 在存储子系统中嵌入网络连接206

9.3.3 存储域控制器207

9.4 小结209

9.5 练习209

第10章 SAN解决方案210

10.1 使用SAN解决存储问题210

10.1.1 存储池210

10.1.2 通过寻径技术实现高可用性215

10.1.3 数据移动220

10.2 使用SAN进行备份223

10.2.1 SAN备份发展的三个阶段223

10.2.2 第一阶段：LAN-free，虚拟私有备份网络223

10.2.3 第二阶段：集成介质和设备228

10.2.4 第三阶段：无服务器备份231

10.2.5 结合集成SAN备份与无服务器特性234

10.3 基于子系统的备份235

10.4 小结236

10.5 练习237

第四部分 连接技术239

第11章 使用光纤通道连接SAN239

11.1 光纤通道的结构239

11.2 光纤通道连接的物理方面240

11.2.1 线缆240

11.2.2 收发器：系统到网络的接口243

11.2.3 FC-1中的编码和错误发现243

11.3 光纤通道中的逻辑层面243

11.3.1 光纤通道的端口类型244

11.3.2 光纤通道中的流量控制247

11.3.3 服务等级248

11.3.4 光纤通道中的名字和地址251

11.3.5 在光纤通道网络中建立连接252

11.3.6 光纤通道中的通信语法255

11.3.7 光纤通道中的FC-4协议映射256

11.4 使用通用名字的两个不同网络257

11.5 光纤结构260

11.5.1 延迟260

11.5.2 光纤结构中的交换机260

11.5.3 环通信264

11.5.4 环的内部264

11.6 小结267

11.7 练习268

第12章 使用以太网和TCP/IP网络连接存储269

12.1 存储和以太网／TCP/IP网络历史回顾269

12.1.1 以太网和TCP/IP网络中使用的名词解释269

12.1.2 以太网和TCP/IP概述270

12.2 存储网络和以太网／TCP/IP的结合272

12.2.1 服务器边界整合272

12.2.2 存储隧道273

12.2.3 以太网／TCP/IP存储网络通道277

12.2.4 通过光纤通道网络以隧道的方式传输以太网／TCP/IP流量284

12.3 本地以太网／TCP/IP存储网络286

12.3.1 本地局域存储网络286

12.3.2 可选的本地广域存储网络286

12.3.3 用于存储连接的千兆以太网特性286

12.3.4 以太网／TCP/IP网络中的延迟问题287

12.3.5　TCP/IP协议族的特性287

12.3.6 处理TCP算法的性能289

12.3.7 网络协议处理器290

12.3.8 网络协议处理器的保留291

12.3.9 iSCSI291

12.4 小结292

12.5 练习293

第13章 用InfiniBand技术连接存储网络和集群294

13.1 替代PCI的InfiniBand294

13.2 集群概述296

13.2.1 集群的市场情况297

13.2.2 集群的理由298

13.3 集群处理300

13.4 集群网络中的InfiniBand306

13.4.1 InfiniBand网络的组件306

13.4.2 使用VI协议管理远程系统存储311

13.5 用存储网络实现InfiniBand314

13.5.1 InfiniBand集群314

13.5.2 PCI替代结构315

13.6 小结317

13.7 练习317

第14章 网络连接存储装置318

14.1 NAS软件318

14.2 NAS的硬件实现322

14.2.1 NAS装置的硬件组件322

14.2.2 NAS应用及配置322

14.2.3 NAS的网络特性324

14.2.4 NAS装置的存储应用326

14.2.5 NAS装置的备份和恢复328

14.3 NAS的协议及文件系统操作334

14.3.1 NAS通信和文件组织方法的比较334

14.3.2 NFS服务器的CIFS仿真337

14.4 网络连接存储的新技术：NASD和DAFS338

14.4.1 NASD338

14.4.2 DAFS340

14.5 小结342

14.6 练习343

第15章 文件组织：存储网络的最新领域344

15.1 存储网络中文件系统的需求344

15.1.1 日志文件系统344

15.1.2 软件快照345

15.1.3 动态文件组织系统扩展348

15.2 数据库文件组织技术349

15.2.1 直接文件I/O349

15.2.2 数据库镜像及复制350

15.3 在存储设备和子系统中集成智能352

15.3.1 分析文件组织功能352

15.3.2 网络存储中的文件组织功能353

15.3.3 磁盘驱动器中基于对象的存储354

15.4 存储网络文件组织系统设计355

15.5 数据共享：存储管理的神圣目标362

15.5.1 数据共享文件组织系统的价值362

15.5.2 数据共享实现问题363

15.5.3 数据共享文件组织系统的数据结构函数364

15.6 解决锁定和语义差异366

15.7 文件级虚拟化368

15.7.1 文件级虚拟化的始祖：HSM368

15.7.2 在线文件级虚拟化369

15.8 小结370

15.9 练习370

第16章 在公用网上存储和检索数据371

16.1 Internet基础存储371

16.2 Internet存储服务378

16.3 个人存储服务和技术381

16.3.1 Internet存储方法382

16.3.2 基于Web的存储384

16.3.3 个人的Internet备份软件及服务386

16.4 小结388

16.5 练习388

第17章 管理存储网络389

17.1 管 理设计389

17.1.1 灾难、异常与漏洞389

17.1.2 SNMP企业网络管理391

17.1.3 存储网络中的SNMP392

17.1.4 基于网络的管理394

17.1.5 存储管理394

17.1.6 存储资源管理394

17.1.7 SCSI内部服务395

17.1.8 虚拟作为SAN的管理工具395

17.2 小结397

17.3 练习397