本书介绍数据存储架构与技术，涵盖了存储盘与存储介质、存储阵列、存储协议、键值存储，文件系统、网络存储体系结构、分布式存储系统、存储可靠性、存储安全、数据保护等基础内容，对存储维护、存储解决方案、存储技术趋势与发展等主题进行了深入讨论，并提供目前新的研究成果作为案例，帮助读者加深对数据存储的理解与运用。本书内容丰富，适合计算机及相关专业高年级本科生或研究生阅读和学习，同时也可供专业技术人员参考。
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内容简介
本书介绍数据存储架构与技术，涵盖存储盘与存储介质、存储阵列、存储协议、键值存储、文件系统、网络存储体系结构、分布式存储系统、存储可靠性、存储安全、数据保护等基础内容，对存储维护、存储解决方案、存储技术趋势与发展等主题进行了深入讨论，以新的研究成果作为案例，同时提供习题帮助读者加深对数据存储的理解与运用。
本书适合计算机及相关专业高年级本科生或研究生阅读、学习，同时也可供相关专业技术人员参考。
章节目录
- 版权信息
- 版 权
- 内容提要
- 序一
- 序二
- 第2版前言
- 前言
- 致谢
- 第1章 数据存储的背景
- 1.1 数据存储的重要性
- 1.2 数据存储的目标
- 1.2.1 高性能
- 1.2.2 高易用性
- 1.2.3 高可靠性
- 1.2.4 其他目标
- 参考文献
- 第2章 存储盘与存储介质
- 2.1 磁盘
- 2.1.1 磁盘的组成与结构
- 2.1.2 磁盘性能
- 2.1.3 磁盘固件
- 2.2 SSD
- 2.2.1 闪存单元与结构
- 2.2.2 FTL
- 2.3 主存
- 2.3.1 DRAM组成与结构
- 2.3.2 DRAM刷新
- 2.3.3 内存控制器
- 2.3.4 非易失性存储器
- 2.4 其他存储介质
- 2.4.1 光存储
- 2.4.2 磁带
- 2.5 本章小结
- 2.6 思考题
- 参考文献
- 第3章 存储阵列
- 3.1 硬件架构
- 3.1.1 整机架构
- 3.1.2 控制器模块
- 3.1.3 接口模块
- 3.1.4 硬盘框和硬盘单元
- 3.1.5 散热模块
- 3.2 软件架构
- 3.2.1 RAID子系统
- 3.2.2 缓存镜像子系统
- 3.3 高性能与高可靠性设计
- 3.3.1 应用场景
- 3.3.2 高可靠性冗余切换子系统
- 3.3.3 高性能集群子系统
- 3.3.4 重定向写与垃圾回收技术
- 3.4 本章小结
- 3.5 思考题
- 参考文献
- 第4章 存储协议
- 4.1 SCSI协议
- 4.1.1 SCSI协议概述
- 4.1.2 SCSI服务模型
- 4.1.3 SCSI指令集
- 4.1.4 SCSI读写流程解析
- 4.2 SCSI链路承载协议
- 4.2.1 SAS协议
- 4.2.2 FC协议
- 4.2.3 iSCSI协议
- 4.3 NVMe协议
- 4.3.1 NVMe设备模型
- 4.3.2 NVMe队列模型
- 4.3.3 NVMe指令集
- 4.3.4 NVMe over PCI-e
- 4.4 NVMe over Fabrics
- 4.4.1 NVMe over RDMA
- 4.4.2 NVMe over TCP
- 4.4.3 NVMe over FC
- 4.5 内存互连协议
- 4.5.1 CXL协议概述
- 4.5.2 CXL类型1
- 4.5.3 CXL类型2
- 4.5.4 CXL 类型3
- 4.6 本章小结
- 4.7 思考题
- 参考文献
- 第5章 键值存储
- 5.1 基本操作
- 5.2 键值索引
- 5.2.1 散列索引
- 5.2.2 B+树索引
- 5.2.3 LSM树索引
- 5.3 数据布局
- 5.3.1 原地更新的数据组织
- 5.3.2 日志结构的数据组织
- 5.4 崩溃一致性
- 5.4.1 WAL
- 5.4.2 影子页
- 5.5 本章小结
- 5.6 思考题
- 参考文献
- 第6章 文件系统
- 6.1 文件系统基本操作
- 6.2 文件系统实现
- 6.2.1 一个简单的文件系统
- 6.2.2 命名空间管理
- 6.2.3 存储管理
- 6.3 文件系统实例：ext2
- 6.4 本章小结
- 6.5 思考题
- 参考文献
- 第7章 网络存储体系结构
- 7.1 DAS
- 7.2 NAS
- 7.2.1 架构特点
- 7.2.2 网络文件协议
- 7.2.3 应用场景
- 7.3 SAN
- 7.3.1 架构特点
- 7.3.2 核心组件
- 7.3.3 应用场景
- 7.3.4 NAS与SAN对比
- 7.4 对象存储
- 7.4.1 架构特点
- 7.4.2 核心组件
- 7.5 并行存储
- 7.5.1 架构特点
- 7.5.2 关键技术
- 7.6 P2P存储
- 7.6.1 架构特点
- 7.6.2 关键技术
- 7.6.3 应用场景
- 7.7 云存储
- 7.7.1 架构特点
- 7.7.2 应用场景
- 7.8 存储虚拟化
- 7.8.1 基本概念
- 7.8.2 关键技术
- 7.9 软件定义存储
- 7.9.1 基本概念
- 7.9.2 代表性系统
- 7.9.3 关键挑战
- 7.10 超融合架构
- 7.10.1 基本概念
- 7.10.2 关键技术
- 7.10.3 代表性系统
- 7.10.4 概念对比
- 7.11 本章小结
- 7.12 思考题
- 参考文献
- 第8章 分布式存储系统
- 8.1 分布式存储系统的典型架构
- 8.2 分布式存储系统的关键衡量指标
- 8.2.1 性能
- 8.2.2 可扩展性
- 8.2.3 一致性
- 8.2.4 可用性
- 8.3 分布式键值存储系统
- 8.3.1 典型分布式键值存储系统
- 8.3.2 分布式键值存储系统关键技术
- 8.4 分布式对象存储系统
- 8.4.1 典型分布式对象存储系统
- 8.4.2 分布式对象存储系统关键技术
- 8.5 分布式块存储系统
- 8.5.1 典型分布式块存储系统
- 8.5.2 分布式块存储系统关键技术
- 8.6 分布式文件系统
- 8.6.1 典型分布式文件系统
- 8.6.2 分布式文件系统关键技术
- 8.7 本章小结
- 8.8 思考题
- 参考文献
- 第9章 存储可靠性
- 9.1 存储可靠性概述
- 9.1.1 可靠性指标及其计算方法
- 9.1.2 可靠性分层设计
- 9.1.3 可靠性与可用性的区别
- 9.2 硬盘可靠性
- 9.2.1 硬盘出错特征分析
- 9.2.2 硬盘故障预警和监测
- 9.2.3 面向环境因素的硬盘可靠性设计
- 9.3 闪存介质可靠性
- 9.3.1 闪存介质错误源
- 9.3.2 闪存可靠性优化关键技术
- 9.4 纠删码技术
- 9.4.1 多副本原理
- 9.4.2 纠删码原理
- 9.4.3 典型的纠删码介绍及分析
- 9.4.4 纠删码技术发展趋势
- 9.5 分布式存储系统可靠性
- 9.5.1 数据冗余技术
- 9.5.2 故障恢复技术
- 9.5.3 数据一致性协议
- 9.5.4 负载均衡技术
- 9.6 本章小结
- 9.7 思考题
- 参考文献
- 第10章 存储安全
- 10.1 理念和安全体系
- 10.2 系统安全
- 10.2.1 硬件安全
- 10.2.2 容器安全
- 10.2.3 系统韧性
- 10.3 数据安全
- 10.3.1 数据加密
- 10.3.2 数据完整
- 10.3.3 权限管理
- 10.3.4 数据安全销毁
- 10.3.5 数据安全计算
- 10.4 安全管理
- 10.4.1 系统访问控制（认证管理）
- 10.4.2 用户身份和访问管理
- 10.4.3 证书管理和密钥管理
- 10.4.4 网络安全管理
- 10.5 本章小结
- 10.6 思考题
- 参考文献
- 第11章 数据保护
- 11.1 数据保护背景
- 11.1.1 数据保护标准
- 11.1.2 数据保护技术特点
- 11.2 数据保护技术
- 11.2.1 镜像
- 11.2.2 快照
- 11.2.3 克隆
- 11.3 数据保护场景
- 11.3.1 备份
- 11.3.2 归档
- 11.3.3 容灾
- 11.4 本章小结
- 11.5 思考题
- 参考文献
- 第12章 存储维护
- 12.1 概述
- 12.2 预防性维护
- 12.2.1 硬盘健康预测
- 12.2.2 容量趋势预测
- 12.2.3 性能异常检测
- 12.2.4 性能潮汐分析
- 12.3 纠正性维护
- 12.3.1 主动问题处理
- 12.3.2 升级
- 12.3.3 扩容
- 12.4 思考题
- 参考文献
- 第13章 存储解决方案
- 13.1 运营商行业解决方案
- 13.1.1 运营商大数据解决方案
- 13.1.2 运营商BOM域生产业务备份
- 13.2 政务融合存储资源池解决方案
- 13.2.1 场景需求
- 13.2.2 融合资源池解决方案
- 13.3 金融行业容灾解决方案
- 13.3.1 场景需求
- 13.3.2 容灾建设需求
- 13.3.3 两地三中心容灾解决方案
- 13.4 医疗行业解决方案
- 13.4.1 场景需求
- 13.4.2 PACS影像系统存储解决方案
- 13.5 教育行业解决方案
- 13.5.1 场景需求
- 13.5.2 教育科研高性能计算和数据分析
- 13.6 思考题
- 参考文献
- 第14章 存储技术趋势与发展
- 14.1 闪存存储系统
- 14.1.1 OC SSD
- 14.1.2 ZNS SSD
- 14.2 存内计算
- 14.2.1 近存计算
- 14.2.2 存算一体化
- 14.3 持久性内存
- 14.3.1 文件系统
- 14.3.2 键值存储系统
- 14.3.3 分布式存储系统
- 14.4 在网存储
- 14.4.1 在网数据协调
- 14.4.2 在网数据调度
- 14.4.3 在网数据缓存
- 14.5 智能存储
- 14.5.1 AI for Storage
- 14.5.2 Storage for AI
- 14.6 边缘存储
- 14.6.1 边缘存储设备
- 14.6.2 边缘存储I/O栈
- 14.6.3 边缘数据组织与检索
- 14.7 区块链存储
- 14.7.1 区块链存储系统简介
- 14.7.2 区块链存储系统优化
- 14.8 分离式数据中心架构
- 14.8.1 背景
- 14.8.2 架构特点及关键技术
- 14.8.3 未来趋势
- 14.9 高密度新型存储
- 14.9.1 叠瓦式磁性存储
- 14.9.2 高密光存储
- 14.9.3 DNA存储
- 14.10 本章小结
- 14.11 思考题
- 参考文献
- 缩略语表
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数据存储架构与技术（第2版）是2024年由人民邮电出版社出版,作者编著。
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