大話存儲：網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)原理精解與最佳實踐

第1章 盤古開天——存儲系統(tǒng)的前世今生 1
1.1 存儲歷史. 2
1.2 信息. 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲 5
1.2.1 信息 5
1.2.2 什么是數(shù)據(jù) 7
1.2.3 數(shù)據(jù)存儲 7
1.3 用計算機來處理信息. 保存數(shù)據(jù) 8
第2章 IO大法——走進計算機IO世界 11
2.1 IO的通路——總線 12
2.2 計算機內(nèi)部通信 13
2.2.1 IO總線可以看作網(wǎng)絡么 14
2.2.2 CPU. 內(nèi)存和磁盤之間通過網(wǎng)絡來通信 15
2.3 網(wǎng)中之網(wǎng) 17
第3章 磁盤大挪移——磁盤原理與技術(shù)詳解 19
3.1 硬盤結(jié)構(gòu) 20
3.1.1 盤片上的數(shù)據(jù)組織 22
3.1.2 硬盤控制電路簡介 28
3.1.3 磁盤的IO單位 29
3.2 磁盤的通俗演繹 30
3.3 磁盤相關(guān)高層技術(shù) 32
3.3.1 磁盤中的隊列技術(shù) 32
3.3.2 無序傳輸技術(shù) 33
3.3.3 幾種可控磁頭掃描方式評論 34
3.3.4 關(guān)于磁盤緩存 36
3.3.5 影響磁盤性能的因素 36
3.4 硬盤接口技術(shù) 37
3.4.1 IDE硬盤接口 37
3.4.2 SATA硬盤接口 40
3.5 SCSI硬盤接口 43
3.6 磁盤控制器. 驅(qū)動器控制電路和磁盤控制器驅(qū)動程序 50
3.6.1 磁盤控制器 50
3.6.2 驅(qū)動器控制電路 51
3.6.3 磁盤控制器驅(qū)動程序 51
3.7 內(nèi)部傳輸速率和外部傳輸速率 53
3.7.1 內(nèi)部傳輸速率 53
3.7.2 外部傳輸速率 54
3.8 并行傳輸和串行傳輸 54
3.8.1 并行傳輸 54
3.8.2 串行傳輸 55
3.9 磁盤的IOPS和傳輸帶寬(吞吐量) 56
3.9.1 IOPS 56
3.9.2 傳輸帶寬 57
3.10 小結(jié)：網(wǎng)中有網(wǎng)， 網(wǎng)中之網(wǎng) 58
第4章 七星北斗——大話/詳解七種RAID 59
4.1 大話七種RAID武器 60
4.1.1 RAID 0陣式 60
4.1.2 RAID 1陣式 62
4.1.3 RAID 2陣式 64
4.1.4 RAID 3陣式 67
4.1.5 RAID 4陣式 71
4.1.6 RAID 5陣式 72
4.1.7 RAID 6陣式 76
4.2 七種RAID技術(shù)詳解 78
4.2.1 RAID 0技術(shù)詳析 80
4.2.2 RAID 1技術(shù)詳析 82
4.2.3 RAID 2技術(shù)詳析 83
4.2.4 RAID 3技術(shù)詳析 85
4.2.5 RAID 4技術(shù)詳析 87
4.2.6 RAID 5技術(shù)詳析 90
4.2.7 RAID 6技術(shù)詳析 93
第5章 降龍傳說——RAID. 虛擬磁盤. 卷和文件系統(tǒng)實戰(zhàn) 95
5.1 操作系統(tǒng)中RAID的實現(xiàn)和配置 96
5.1.1 Windows Server 2003高級磁盤管理 96
5.1.2 Linux下軟RAID配置示例 105
5.2 RAID卡 107
5.3 磁盤陣列 119
5.4 實現(xiàn)更高級的RAID 119
5.4.1 RAID 50 119
5.4.2 RAID 10和RAID 01 120
5.5 虛擬磁盤 120
5.5.1 RAID組的再劃分 121
5.5.2 同一通道存在多種類型的RAID組 121
5.5.3 操作系統(tǒng)如何看待邏輯磁盤 122
5.5.4 RAID控制器如何管理邏輯磁盤 122
5.6 卷管理層 123
5.6.1 有了邏輯盤就萬事大吉 124
5.6.2 卷管理層 125
5.6.3 Linux下配置LVM實例 126
5.6.4 卷管理軟件的實現(xiàn) 128
5.6.5 低級VM和高級VM 130
5.6.6 VxVM卷管理軟件配置簡介 131
5.7 大話文件系統(tǒng) 134
5.7.1 成何體統(tǒng)——沒有規(guī)矩的倉庫 134
5.7.2 慧眼識人——交給下一代去設計 135
5.7.3 無孔不入——不浪費一點空間 136
5.7.4 一箭雙雕——一張圖解決兩個難題 137
5.7.5 寬容似海——設計也要像心胸一樣寬 139
5.7.6 老將出馬——權(quán)威發(fā)布 139
5.7.7 一統(tǒng)江湖——所有操作系統(tǒng)都在用 140
5.8 文件系統(tǒng)中的IO方式 140
第6章 陣列之行——大話磁盤陣列 143
6.1 初露端倪——外置磁盤柜應用探索 144
6.2 精益求精——結(jié)合RAID卡實現(xiàn)外置磁盤陣列 145
6.3 獨立宣言——獨立的外部磁盤陣列 147
6.4 雙龍戲珠——雙控制器的高安全性磁盤陣列 149
6.5 龍頭鳳尾——連接多個擴展柜 150
6.6 錦上添花——完整功能的模塊化磁盤陣列 152
6.7 一脈相承——主機和磁盤陣列本是一家 153
6.8 天羅地網(wǎng)——SAN(Storage Area Network)存儲區(qū)域網(wǎng)絡 154
第7章 熟讀寶典——系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的語言OSI 155
7.1 人類模型與計算機模型的對比剖析 156
7.1.1 人類模型 156
7.1.2 計算機模型 157
7.1.3 個體間交流是群體進化的動力 158
7.2 系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的語言——OSI初步 158
7.3 OSI模型的七個層次 159
7.3.1 應用層 160
7.3.2 表示層 160
7.3.3 會話層 160
7.3.4 傳輸層 160
7.3.5 網(wǎng)絡層 161
7.3.6 數(shù)據(jù)鏈路層 162
7.3.7 物理層 165
7.4 OSI與網(wǎng)絡 166
第8章 勇破難關(guān)——Fibre Channel協(xié)議詳解 169
8.1 FC網(wǎng)絡——極佳的候選角色 170
8.1.1 物理層 170
8.1.2 鏈路層 171
8.1.3 網(wǎng)絡層 172
8.1.4 傳輸層 178
8.1.5 上三層 179
8.1.6 小結(jié) 179
8.2 FC協(xié)議中的七種端口類型 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適配器 184
8.4 改造盤陣前端通路——SCSI遷移到FC 185
8.5 引入FC之后 186
第9章 天翻地覆——FC協(xié)議的巨大力量 191
9.1 FC交換網(wǎng)絡替代并行SCSI總線的必然性 192
9.1.1 面向連接與面向無連接 192
9.1.2 串行和并行 193
9.2 不甘示弱——后端也升級換代為FC 193
9.3 FC革命——完整的盤陣解決方案 195
9.3.1 FC磁盤接口結(jié)構(gòu).. 195
9.3.2 一個磁盤同時連入兩個控制器的Loop中 196
9.3.3 共享環(huán)路還是交換——SBOD芯片級詳解 197
9.4 中高端磁盤陣列整體架構(gòu)簡析 208
9.4.1 IBM DS4800控制器架構(gòu)簡析 209
9.4.2 NetApp FAS系列磁盤陣列控制器簡析 212
9.4.3 IBM DS8000簡介 213
9.4.4 富士通ETERNUS6000磁盤陣列控制器結(jié)構(gòu)簡析 214
9.4.5 EMC公司CX及DMX系列盤陣介紹 216
9.4.6 HDS公司USP系列盤陣介紹 217
9.5 磁盤陣列配置實踐 218
9.5.1 基于IBM的DS4500盤陣的配置實例 218
9.5.2 基于EMC的CX700磁盤陣列配置實例 227
9.6 小結(jié) 230
第10章 三足鼎立——DAS， SAN和NAS 233
10.1 NAS也瘋狂 234
10.1.1 另辟蹊徑——亂彈NAS的起家 234
10.1.2 雙管齊下——兩種方式訪問的后端存儲網(wǎng)絡 237
10.1.3 萬物歸一——網(wǎng)絡文件系統(tǒng) 238
10.1.4 美其名曰——NAS(Network Attached Storage網(wǎng)絡附加存儲) 246
10.2 龍爭虎斗——NAS與SAN之爭 247
10.3 三足鼎立——DAS. SAN和NAS 250
10.4 最終幻想——將文件系統(tǒng)語言承載于FC網(wǎng)絡傳輸 251
10.5 長路漫漫——系統(tǒng)架構(gòu)進化過程 251
10.5.1 第一階段：全整合階段 252
10.5.2 第二階段：磁盤外置階段 252
10.5.3 第三階段：外部獨立磁盤陣列階段 252
10.5.4 第四階段：網(wǎng)絡化獨立磁盤陣列階段 253
10.5.5 第五階段：瘦服務器主機. 獨立NAS階段 253
10.5.6 第六階段：全分離式架構(gòu) 253
10.5.7 第七階段：能量積聚， 混沌階段 254
10.5.8 第八階段：收縮階段 254
10.5.9 第九階段：強烈坍縮階段 255
10.6 泰山北斗——NetApp的NAS產(chǎn)品 255
10.6.1 WAFL配合RAID 4 256
10.6.2 Data ONTAP利用了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計 257
10.6.3 利用NVRAM來記錄操作日志 257
10.6.4 WAFL從不覆寫數(shù)據(jù) 258
10.7 初露鋒芒——BlueArc公司的NAS產(chǎn)品 258
第11章 大師之作——大話以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議 261
11.1 共享總線式以太網(wǎng) 262
11.1.1 連起來 262
11.1.2 找目標 262
11.1.3 發(fā)數(shù)據(jù) 263
11.2 網(wǎng)橋式以太網(wǎng) 264
11.3 交換式以太網(wǎng) 265
11.4 TCP/IP協(xié)議 266
11.4.1 TCP/IP協(xié)議中的IP 266
11.4.2 IP的另外一個作用 267
11.4.3 TCP/IP協(xié)議中的TCP和UDP 268
11.5 TCP/IP和以太網(wǎng)的關(guān)系 271
第12章 異軍突起——存儲網(wǎng)絡的新軍IP SAN 273
12.1 橫眉冷對——TCP/IP與FC 274
12.2 自嘆不如——為何不是以太網(wǎng)+TCP/IP 274
12.3 天生我才必有用——攻陷Disk SAN陣地 275
12.4 ISCSI交互過程簡析 275
12.4.1 實例一：初始化磁盤過程 276
12.4.2 實例二：新建一個文本文檔 278
12.4.3 實例三：文件系統(tǒng)位圖 281
12.5 ISCSI磁盤陣列 283
12.6 IP SAN 284
12.7 增強以太網(wǎng)和TCP/IP的性能 285
12.8 FC SAN節(jié)節(jié)敗退 286
12.9 ISCSI配置應用實例 287
12.9.1 第一步：在存儲設備上創(chuàng)建LUN 287
12.9.2 第二步：在主機端掛載LUN 289
12.10 小結(jié) 292
第13章 握手言和——IP與FC融合的結(jié)果 293
13.1 FC的窘境 294
13.2 協(xié)議融合的迫切性 295
13.3 網(wǎng)絡通信協(xié)議的四級結(jié)構(gòu) 299
13.4 協(xié)議融合的三種方式 300
13.5 Tunnel和Map融合方式各論 301
13.5.1 Tunnel方式 302
13.5.2 Map方式 303
13.6 FC與IP協(xié)議之間的融合 305
13.7 無處不在的協(xié)議融合 306
13.8 交叉融合 306
13.9 IFCP和FCIP的具體實現(xiàn) 307
13.10 局部隔離/全局共享的存儲網(wǎng)絡 309
13.11 多協(xié)議混雜的存儲網(wǎng)絡 310
第14章 變幻莫測——虛擬化 313
14.1 操作系統(tǒng)對硬件的虛擬化 314
14.2 計算機存儲子系統(tǒng)的虛擬化 316
14.3 帶內(nèi)虛擬化和帶外虛擬化 319
14.4 硬網(wǎng)絡與軟網(wǎng)絡 323
14.5 用多臺獨立的計算機模擬成一臺虛擬計算機 323
14.6 用一臺獨立的計算機模擬出多臺虛擬計算機 324
14.7 用磁盤陣列來虛擬磁帶庫 324
14.7.1 NetApp VTL700配置使用實例 325
第15章 眾志成城——存儲群集 337
15.1 群集概述 338
15.1.1 高可用性群集(HAC) 338
15.1.2 負載均衡群集(LBC) 338
15.1.3 高性能群集(HPC) 338
15.2 群集的適用范圍 339
15.3 系統(tǒng)路徑上的群集各論 339
15.3.1 硬件層面的群集 339
15.3.2 軟件層面的群集 341
15.4 實例：Microsoft MSCS軟件實現(xiàn)應用群集 341
15.4.1 在Microsoft Windows Server 2003上安裝MSCS 342
15.4.2 配置心跳網(wǎng)絡 344
15.4.3 測試安裝 344
15.4.4 測試故障轉(zhuǎn)移 345
15.5 實例：SQL Server群集安裝配置 345
15.5.1 安裝SQL Server 345
15.5.2 驗證SQL 數(shù)據(jù)庫群集功能 348
15.6 小結(jié)：世界本身就是一個群集 351
第16章 未雨綢繆——數(shù)據(jù)保護和備份技術(shù) 353
16.1 數(shù)據(jù)保護 354
16.1.1 數(shù)據(jù)保護的方法 354
16.2 高級數(shù)據(jù)保護方法 355
16.2.1 遠程文件復制 355
16.2.2 遠程磁盤(卷)鏡像 356
16.2.3 塊(快)照數(shù)據(jù)保護 356
16.2.4 Continuous Data Protect(CDP， 連續(xù)數(shù)據(jù)保護) 363
16.3 數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的基本要件 367
16.3.1 備份目的 368
16.3.2 備份通路 371
16.3.3 備份引擎 373
16.3.4 三種備份方式 377
16.3.5 數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)案例一 378
16.3.6 數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)案例二 379
16.3.7 NetBackup配置指南 380
16.3.8 配置DB2數(shù)據(jù)庫備份 392
第17章 愚公移山——大話數(shù)據(jù)容災 399
17.1 容災概述 400
17.2 生產(chǎn)資料容災——原始數(shù)據(jù)的容災 401
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 402
17.2.2 案例：DB2數(shù)據(jù)的HADR組件容災 405
17.2.3 通過主機軟件實現(xiàn)后端專用網(wǎng)絡同步 411
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 415
17.2.5 案例：IBM公司Remote Mirror容災實施 416
17.2.6 小結(jié) 421
17.3 容災中數(shù)據(jù)的同步復制和異步復制 421
17.3.1 同步復制例解 421
17.3.2 異步復制例解 423
17.4 生產(chǎn)者的容災——服務器應用程序的容災 424
17.4.1 生產(chǎn)者容災概述 424
17.4.2 案例一：基于Symantec公司的應用容災產(chǎn)品VCS 428
17.4.3 案例二：基于Symantec公司的應用容災產(chǎn)品VCS 431
附錄 五百年后——系統(tǒng)架構(gòu)將
走向何方 435
后記