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數據存儲架構與技術(第2版信息存儲技術規劃教材)

  • 作者：編者:舒繼武|責編:鄧昱洲
  • 出版社：人民郵電
  • ISBN：9787115639226
  • 出版日期：2024/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：306
人民幣：RMB 89.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書介紹數據存儲架構與技術，涵蓋存儲盤與存儲介質、存儲陣列、存儲協議、鍵值存儲、文件系統、網路存儲體系結構、分散式存儲系統、存儲可靠性、存儲安全、數據保護等基礎內容，對存儲維護、存儲解決方案、存儲技術趨勢與發展等主題進行了深入討論，以新的研究成果作為案例，同時提供習題幫助讀者加深對數據存儲的理解與運用。
    本書適合電腦及相關專業高年級本科生或研究生閱讀、學習，同時也可供相關專業技術人員參考。
作者介紹
編者:舒繼武|責編:鄧昱洲
    舒繼武     清華大學長聘教授，閩江學院院長，國家傑出青年科學基金獲得者，教育部「長江學者」特聘教授，IEEE Fellow，中國電腦學會會士。兼任中國電腦學會理事、信息存儲專委會主任，北京信息災備技術產業聯盟副理事長。主要研究信息存儲系統、數據存儲可靠性與安全。擔任「十五」國家863計劃重大專項招標課題「新型網路伺服器系統」的負責人、「十一五」國家863計劃信息領域「海量存儲系統關鍵技術」重大項目總體專家組副組長、「十二五」國家863計劃信息領域「面向大數據的先進存儲結構及關鍵技術」主題項目首席專家、「十三五」國家重點研發計劃項目「TB級持久性內存存儲技術與系統」的項目負責人。在FAST、SOSP、OSDI、USENIXATC、EuroSys、ASPLOS、MICRO、SC、SIGMOD、VLDB等重要會議和ACM/IEEE Transaction系列期刊發表學術論文百余篇。獲國家科學技術進步獎二等獎和國家技術發明獎二等獎各1次、省部級一等獎5次，獲華為2020年奧林帕斯獎。
目錄
第1章  數據存儲的背景
  1.1  數據存儲的重要性
  1.2  數據存儲的目標
    1.2.1  高性能
    1.2.2  高易用性
    1.2.3  高可靠性
    1.2.4  其他目標
  參考文獻
第2章  存儲盤與存儲介質
  2.1  磁碟
    2.1.1  磁碟的組成與結構
    2.1.2  磁碟性能
    2.1.3  磁碟固件
  2.2  SSD
    2.2.1  快閃記憶體單元與結構
    2.2.2  FTL
  2.3  主存
    2.3.1  DRAM組成與結構
    2.3.2  DRAM刷新
    2.3.3  內存控制器
    2.3.4  非易失性存儲器
  2.4  其他存儲介質
    2.4.1  光存儲
    2.4.2  磁帶
  2.5  本章小結
  2.6  思考題
  參考文獻
第3章  存儲陣列
  3.1  硬體架構
    3.1.1  整機架構
    3.1.2  控制器模塊
    3.1.3  介面模塊
    3.1.4  硬碟框和硬碟單元
    3.1.5  散熱模塊
  3.2  軟體架構
    3.2.1  RAID子系統
    3.2.2  緩存鏡像子系統
  3.3  高性能與高可靠性設計
    3.3.1  應用場景
    3.3.2  高可靠性冗餘切換子系統
    3.3.3  高性能集群子系統
    3.3.4  重定向寫與垃圾回收技術
  3.4  本章小結
  3.5  思考題
  參考文獻
第4章  存儲協議
  4.1  SCSI協議
    4.1.1  SCSI協議概述
    4.1.2  SCSI服務模型
    4.1.3  SCSI指令集

    4.1.4  SCSI讀寫流程解析
  4.2  SCSI鏈路承載協議
    4.2.1  SAS協議
    4.2.2  FC協議
    4.2.3  iSCSI協議
  4.3  NVMe協議
    4.3.1  NVMe設備模型
    4.3.2  NVMe隊列模型
    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  內存互連協議
    4.5.1  CXL協議概述
    4.5.2  CXL類型1
    4.5.3  CXL類型2
    4.5.4  CXL類型3
  4.6  本章小結
  4.7  思考題
  參考文獻
第5章  鍵值存儲
  5.1  基本操作
  5.2  鍵值索引
    5.2.1  散列索引
    5.2.2  B+樹索引
    5.2.3  LSM樹索引
  5.3  數據布局
    5.3.1  原地更新的數據組織
    5.3.2  日誌結構的數據組織
  5.4  崩潰一致性
    5.4.1  WAL
    5.4.2  影子頁
  5.5  本章小結
  5.6  思考題
  參考文獻
第6章  文件系統
  6.1  文件系統的基本操作
  6.2  文件系統實現
    6.2.1  一個簡單的文件系統
    6.2.2  命名空間管理
    6.2.3  存儲管理
  6.3  文件系統實例：ext2
  6.4  本章小結
  6.5  思考題
  參考文獻
第7章  網路存儲體系結構
  7.1  DAS
  7.2  NAS

    7.2.1  架構特點
    7.2.2  網路文件協議
    7.2.3  應用場景
  7.3  SAN
    7.3.1  架構特點
    7.3.2  核心組件
    7.3.3  應用場景
    7.3.4  NAS與SAN對比
  7.4  對象存儲
    7.4.1  架構特點
    7.4.2  核心組件
  7.5  並行存儲
    7.5.1  架構特點
    7.5.2  關鍵技術
  7.6  P2P存儲
    7.6.1  架構特點
    7.6.2  關鍵技術
    7.6.3  應用場景
  7.7  雲存儲
    7.7.1  架構特點
    7.7.2  應用場景
  7.8  存儲虛擬化
    7.8.1  基本概念
    7.8.2  關鍵技術
  7.9  軟體定義存儲
    7.9.1  基本概念
    7.9.2  代表性系統
    7.9.3  關鍵挑戰
  7.10  超融合架構
    7.10.1  基本概念
    7.10.2  關鍵技術
    7.10.3  代表性系統
    7.10.4  概念對比
  7.11  本章小結
  7.12  思考題
  參考文獻
第8章  分散式存儲系統
  8.1  分散式存儲系統的典型架構
  8.2  分散式存儲系統的關鍵衡量指標
    8.2.1  性能
    8.2.2  可擴展性
    8.2.3  一致性
    8.2.4  可用性
  8.3  分散式鍵值存儲系統
    8.3.1  典型分散式鍵值存儲系統
    8.3.2  分散式鍵值存儲系統關鍵技術
  8.4  分散式對象存儲系統
    8.4.1  典型分散式對象存儲系統
    8.4.2  分散式對象存儲系統關鍵技術
  8.5  分散式塊存儲系統

    8.5.1  典型分散式塊存儲系統
    8.5.2  分散式塊存儲系統關鍵技術
  8.6  分散式文件系統
    8.6.1  典型分散式文件系統
    8.6.2  分散式文件系統關鍵技術
  8.7  本章小結
  8.8  思考題
  參考文獻
第9章  存儲可靠性
  9.1  存儲可靠性概述
    9.1.1  可靠性指標及其計算方法
    9.1.2  可靠性分層設計
    9.1.3  可靠性與可用性的區別
  9.2  硬碟可靠性
    9.2.1  硬碟出錯特徵分析
    9.2.2  硬碟故障預警和監測
    9.2.3  面向環境因素的硬碟可靠性設計
  9.3  快閃記憶體介質可靠性
    9.3.1  快閃記憶體介質錯誤源
    9.3.2  快閃記憶體可靠性優化關鍵技術
  9.4  糾刪碼技術
    9.4.1  多副本原理
    9.4.2  糾刪碼原理
    9.4.3  典型的糾刪碼介紹及分析
    9.4.4  糾刪碼技術發展趨勢
  9.5  分散式存儲系統可靠性
    9.5.1  數據冗余技術
    9.5.2  故障恢復技術
    9.5.3  數據一致性協議
    9.5.4  負載均衡技術
  9.6  本章小結
  9.7  思考題
  參考文獻
第10章  存儲安全
  10.1  理念和安全體系
  10.2  系統安全
    10.2.1  硬體安全
    10.2.2  容器安全
    10.2.3  系統韌性
  10.3  數據安全
    10.3.1  數據加密
    10.3.2  數據完整
    10.3.3  許可權管理
    10.3.4  數據安全銷毀
    10.3.5  數據安全計算
  10.4  安全管理
    10.4.1  系統訪問控制（認證管理）
    10.4.2  用戶身份和訪問管理
    10.4.3  證書管理和密鑰管理
    10.4.4  網路安全管理

  10.5  本章小結
  10.6  思考題
  參考文獻
第11章  數據保護
  11.1  數據保護背景
    11.1.1  數據保護標準
    11.1.2  數據保護技術特點
  11.2  數據保護技術
    11.2.1  鏡像
    11.2.2  快照
    11.2.3  克隆
  11.3  數據保護場景
    11.3.1  備份
    11.3.2  歸檔
    11.3.3  容災
  11.4  本章小結
  11.5  思考題
  參考文獻
第12章  存儲維護
  12.1  概述
  12.2  預防性維護
    12.2.1  硬碟健康預測
    12.2.2  容量趨勢預測
    12.2.3  性能異常檢測
    12.2.4  性能潮汐分析
  12.3  糾正性維護
    12.3.1  主動問題處理
    12.3.2  升級
    12.3.3  擴容
  12.4  思考題
  參考文獻
第13章  存儲解決方案
  13.1  運營商行業解決方案
    13.1.1  運營商大數據解決方案
    13.1.2  運營商BOM域生產業務備份
  13.2  政務融合存儲資源池解決方案
    13.2.1  場景需求
    13.2.2  融合資源池解決方案
  13.3  金融行業容災解決方案
    13.3.1  場景需求
    13.3.2  容災建設需求
    13.3.3  兩地三中心容災解決方案
  13.4  醫療行業解決方案
    13.4.1  場景需求
    13.4.2  PACS影像系統存儲解決方案
  13.5  教育行業解決方案
    13.5.1  場景需求
    13.5.2  教育科研高性能計算和數據分析
  13.6  思考題
  參考文獻

第14章  存儲技術趨勢與發展
  14.1  快閃記憶體存儲系統
    14.1.1  OC SSD
    14.1.2  ZNS SSD
  14.2  存內計算
    14.2.1  近存計算
    14.2.2  存算一體化
  14.3  持久性內存
    14.3.1  文件系統
    14.3.2  鍵值存儲系統
    14.3.3  分散式存儲系統
  14.4  在網存儲
    14.4.1  在網數據協調
    14.4.2  在網數據調度
    14.4.3  在網數據緩存
  14.5  智能存儲
    14.5.1  AI for Storage
    14.5.2  Storage for AI
  14.6  邊緣存儲
    14.6.1  邊緣存儲設備
    14.6.2  邊緣存儲I/O棧
    14.6.3  邊緣數據組織與檢索
  14.7  區塊鏈存儲
    14.7.1  區塊鏈存儲系統簡介
    14.7.2  區塊鏈存儲系統優化
  14.8  分離式數據中心架構
    14.8.1  背景
    14.8.2  架構特點及關鍵技術
    14.8.3  未來趨勢
  14.9  高密度新型存儲
    14.9.1  疊瓦式磁性存儲
    14.9.2  高密光存儲
    14.9.3  DNA存儲
  14.10  本章小結
  14.11  思考題
  參考文獻
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