存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用

前言

從固定的直接附接的存儲向存儲網(wǎng)絡(luò)的過渡對IT行業(yè)產(chǎn)生了重要的影響。IT系統(tǒng)也因此正在由以服務(wù)器為中心的體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯橹行牡捏w系結(jié)構(gòu)。第一代光纖通道SAN最初只被大的企業(yè)采用，現(xiàn)在已向更大范圍的中小企業(yè)發(fā)展。同時在存儲網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域又涌現(xiàn)出如IP SAN、存儲虛擬化和基于CIM和SMI-s的全面的SAN管理等新技術(shù)。這些新的SAN技術(shù)在提供更多的基于SAN智能化和存儲過程自動化的應(yīng)用產(chǎn)品的同時，也推動存儲網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入IT市場的主流。從當(dāng)前各個企事業(yè)單位對構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的熱情和對SAN交換機(jī)以及相關(guān)存儲設(shè)備的不斷增長的需求就可以清楚地看到這一趨勢。本書為適應(yīng)存儲網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的工程設(shè)計人員，特別是企事業(yè)單位存儲網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置和管理維護(hù)人員的需求而編寫，介紹了存儲網(wǎng)絡(luò)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，并重點討論面向企事業(yè)單位的存儲網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、解決方案、設(shè)備配置和維護(hù)管理。全書共有11章，包括共享存儲的基本概念和SNIA模型、SCSI總線和協(xié)議、磁盤子系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)附接存儲、光纖通道和存儲區(qū)域網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)存儲和Infini.Band網(wǎng)絡(luò)、存儲虛擬化、存儲網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)備份、可移動介質(zhì)的管理和存儲網(wǎng)絡(luò)管理。每一章都通過通俗易懂的描述和具有實際意義的圖表闡明原理、標(biāo)準(zhǔn)、方案和運用技術(shù)。本書最突出的特色是理論與技術(shù)相結(jié)合，注重實用技術(shù)的介紹，可提高讀者參加實際網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)、配置使用和管理的能力。本書可供存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員和設(shè)備工程師用作相關(guān)的技術(shù)參考資料，也可作為信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)的研究生和大學(xué)高年級的教學(xué)參考書。

內(nèi)容概要

本書面向存儲網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的工程設(shè)計人員，特別是針對企事業(yè)單位存儲網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置和存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護(hù)人員的需求而編寫，全書以通俗易懂的語言和具有實際意義的圖表介紹了存儲網(wǎng)絡(luò)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，并重點討淪面向企事業(yè)單位的存儲網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、解決方案、設(shè)備配置和維護(hù)管理。　　本書最大的特點是理論與技術(shù)相結(jié)合，注重實用知識的介紹和有據(jù)可循的解決方案，可提高讀者參加實際網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)和配置使用的能力?！　”緯晒┐鎯W(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員和設(shè)備工程師作為技術(shù)參考資料，也可用作信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)的研究生和大學(xué)高年級的教學(xué)參考書。

作者簡介

魯士文　中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員，博士生導(dǎo)師
    1968年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)無線電電子學(xué)系，長期在中國科學(xué)院計算技術(shù)研究聽從事計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)研究。曾參加111、013、1025和757等大型通用電子計算機(jī)的研制工作。
    1986年～1989年作為訪問學(xué)者：在加拿大渥太

書籍目錄

第1章　共享存儲的基本概念和SNIA共享存儲模型　　1.1　以服務(wù)器為中心的汀體系結(jié)構(gòu)　　1.2　以存儲為中心的汀體系結(jié)構(gòu)　　1.3　SNIA共享存儲模型　　1.4　共享存儲配置方案示例　第2章　SCSI總線和協(xié)議　　2.1　I／O通路　　2.2　并行SCSI總線　　　2.2.1　SCSI類型　　　2.2.2　SCSI控制器、設(shè)備和電纜　　　2.2.3　終接器　　2.3　SCSI協(xié)議　　　2.3.1　SCSI域　　　2.3.2　SCSI協(xié)議模型　　　2.3.3　尋址機(jī)制　　　2.3.4　交互方式　　　2.3.5　SCSI總線信號　　　2.3.6　SCSI總線的使用階段　　　2.3.7　異步傳輸和同步傳輸　　　2.3.8　SCSI命令描述塊　　　2.3.9　SCSI的讀操作和寫操作過程　　2.4　使用多端口存儲設(shè)備構(gòu)建SCSI存儲網(wǎng)絡(luò)示例　第3章　磁盤子系統(tǒng)　　3.1　硬盤和內(nèi)部I／O通道　　3.2　JBOD磁盤陣列　　3.3　使用RAID的存儲虛擬化　　3.4　RAID等級及配置示例　　　3.4.1　RAID　0：按塊條帶　　　3.4.2　RAID　1：按塊鏡像　　　3.4.3　RAID　0+1和RAID　10：結(jié)合條帶與鏡像　　　3.4.4　RAID　4和RAID　5：用校驗位代替鏡像　　　3.4.5　RAID　2和RAID　3　　　3.4.6　RAID等級的比較　　3.5　使用緩存加速對磁盤的訪問　　　3.5.1　在硬盤上的緩存　　　3.5.2　在RAID控制器中的寫緩存　　　3.5.3　在RAID控制器中的讀緩存　　3.6　智能磁盤子系統(tǒng)　　　3.6.1　即時復(fù)制　　　3.6.2　遠(yuǎn)程鏡像　　　3.6.3　邏輯設(shè)備號掩蓋　　3.7　磁盤子系統(tǒng)的可提供性　第4章　文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)附接存儲　　4.1　本地文件系統(tǒng)　　4.2　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)附接存儲的摹本概念　　4.3　NFS文件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)　　　4.3.1　NFS通信協(xié)議　　　4.3.2　掛載協(xié)議　　　4.3.3　文件操作協(xié)議　　　4.3.4　NFS的安全機(jī)制　　4.4　NFS在UNIX系統(tǒng)上的配置示例　　　4.4.1　NFS守護(hù)程序　　　4.4.2　文件系統(tǒng)的輸出　　　4.4.3　掛載遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)　　4.5　CIFS文件系統(tǒng)　　　4.5.1　SMB協(xié)議　　　4.5.2　CIFS操作　　　4.5.3　CIFS的安全機(jī)制　　4.6　CIFS在Linux系統(tǒng)卜的配置示例　　　4.6.1　Samba的主要成分　　　4.6.2　Samba服務(wù)器的配置文件　　　4.6.3　共享Linux目錄　　　4.6.4　從Linux系統(tǒng)中訪問Windows的共享日錄　　　4.6.5　共享Linux打印機(jī)　　　4.6.6　從Linux系統(tǒng)中訪問Windows的共享打印機(jī)　　4.7　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的演變和發(fā)展　　　4.7.1　客戶標(biāo)識符和會話　　　4.7.2　服務(wù)器名字空間　　　4.7.3　文件句柄　　　4.7.4　并行網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)　　4.8　網(wǎng)絡(luò)附接存儲的結(jié)構(gòu)及其發(fā)展趨勢　　4.9　NAS和DAS的性能比較　第5章　光纖通道和存儲區(qū)域網(wǎng)　　5.1　光纖通道層次模型　　5.2　物理結(jié)構(gòu)　　5.3　FC-0：物理接口和介質(zhì)　　5.4　FC-1：傳輸協(xié)議　　5.5　FC-2：成幀和信令協(xié)議　　　5.5.1　交換、序列和幀　　　5.5.2　流控制　　　5.5.3　服務(wù)類別　　5.6　FC-3：公共服務(wù)　　5.7　鏈路服務(wù)　　　5.7.1　登錄　　　5.7.2　編址　　5.8　交換網(wǎng)服務(wù)：名字服務(wù)器和控制器　　5.9　FC-4：上層協(xié)議映射　　5.10　存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)　　　5.10.1　SAN與DAS和NAS的比較　　　5.10.2　采用光纖通道網(wǎng)絡(luò)的原因　　　5.10.3　光纖通道SAN的組成結(jié)構(gòu)　　5.11　仲裁環(huán)SAN　　5.12　交換網(wǎng)SAN　　　5.12.1　名字服務(wù)器　　　5.12.2　交換機(jī)的種類和主交換機(jī)　　　5.12.3　路由選擇　　　5.12.4　存儲分區(qū)　　5.13　采用存儲區(qū)域網(wǎng)的企業(yè)信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置示例　第6章　IP存儲網(wǎng)絡(luò)和InfiniBand網(wǎng)絡(luò)　　6.1　因特網(wǎng)SCSI　　　6.1.1　iSCSI體系結(jié)構(gòu)　　　6.1.2　目標(biāo)方發(fā)現(xiàn)　　　6.1.3　iSCSI會話　　　6.1.4　iSCSI會話協(xié)議數(shù)據(jù)單元　　6.2　在TCP／IP上的光纖通道　　6.3　因特網(wǎng)光纖通道協(xié)議　　6.4　多協(xié)議環(huán)境和相關(guān)的解決方案　　　6.4.1　主要術(shù)語的精確含義　　　6.4.2　需要特別考慮的事項　　　6.4.3　多協(xié)議解決方案　　6.5　IP存儲網(wǎng)絡(luò)配置示例　　6.6　InfiniBand網(wǎng)絡(luò)　第7章　存儲虛擬化　　7.1　在I／O通路上的虛擬化　　7.2　塊級和文件級的存儲虛擬化　　7.3　在應(yīng)用服務(wù)器中的存儲虛擬化　　7.4　在存儲設(shè)備中的存儲虛擬化　　7.5　在網(wǎng)絡(luò)中的存儲虛擬化　　　7.5.1　對稱的存儲虛擬化　　　7.5.2　非對稱的存儲虛擬化　　7.6　文件系統(tǒng)和NAS虛擬化　　7.7　存儲虛擬化產(chǎn)品及其應(yīng)用　第8章　存儲網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用　　8.1　存儲共享　　　8.1.1　磁盤存儲池　　　8.1.2　動態(tài)磁帶庫共享　　　8.1.3　數(shù)據(jù)共享　　8.2　數(shù)據(jù)可提供性　　　8.2.1　預(yù)防I／O總線故障　　　8.2.2　預(yù)防服務(wù)器故障　　　8.2.3　預(yù)防磁盤子系統(tǒng)故障　　　8.2.4　預(yù)防虛擬化故障　　　8.2.5　預(yù)防數(shù)據(jù)中心的崩潰　　8.3　對汀系統(tǒng)的企業(yè)適應(yīng)性和易于擴(kuò)展性的支持　　　8.3.1　負(fù)載分布的集群　　　8.3.2　Web體系結(jié)構(gòu)　　　8.3.3　Web應(yīng)用的實現(xiàn)　　8.4　園區(qū)存儲網(wǎng)絡(luò)配置　　8.5　因特網(wǎng)提供商的存儲網(wǎng)絡(luò)　第9章　網(wǎng)絡(luò)備份　　9.1　網(wǎng)絡(luò)備份服務(wù)　　9.2　備份服務(wù)器　　　9.1.1　作業(yè)調(diào)度程序　　　9.1.2　錯誤處理程序　　　9.1.3　元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫　　　9.1.4　介質(zhì)管理程序　　9.3　備份客戶　　9.4　網(wǎng)絡(luò)備份有助于系統(tǒng)性能的提升　　9.5　網(wǎng)絡(luò)備份的性能瓶頸　　9.6　提高網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)性能的技術(shù)途徑　　　9.6.1　針對以服務(wù)器為中心的汀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的措施　　　9.6.2　面向新一代網(wǎng)絡(luò)備份的措施　　9.7文件系統(tǒng)備份　　　9.7.1　文件服務(wù)器備份　　　9.7.2文件系統(tǒng)備份　　　9.7.3　NAS服務(wù)器備份　　　9.7.4　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理協(xié)議NDMP　　9.8　數(shù)據(jù)庫備份　　　9.8.1　數(shù)據(jù)庫的操作方法　　　9.8.2　經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫備份　　　9.8.3　下一代數(shù)據(jù)庫備份　第10章　可移動介質(zhì)的管理　　10.1　可移動介質(zhì)　　10.2　常用術(shù)語　　10.3　介質(zhì)庫和驅(qū)動器　　　10.3.1　驅(qū)動器　　　10.3.2介質(zhì)更換器　　　10.3.3　對介質(zhì)更換器的控制　　10.4　可移動介質(zhì)管理的問題和需求　　　10.4.1　對可提供資源的有效使用　　　10.4.2　訪問控制　　　10.4.3　訪問同步　　　10.4.4　訪問優(yōu)先級和安裝請求隊列　　　10.4.5　介質(zhì)跟蹤　　　10.4.6　組合　　　10.4.7　監(jiān)視　　　10.4.8　報告　　　10.4.9　壽命周期管理　　　10.4.10　儲藏庫管理　　10.5　IEEE　1244介質(zhì)管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簡介　　10.6　介質(zhì)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　　10.6.1　介質(zhì)管理模塊　　　10.6.2　庫和驅(qū)動器管理模塊　　　10.6.3　特權(quán)和非特權(quán)客戶　　10.7　介質(zhì)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型　　10.8　JEEE　1244通信協(xié)議　第11章　存儲網(wǎng)絡(luò)管理　　11.1　對管理系統(tǒng)的要求　　11.2　管理接口　　11.3　標(biāo)準(zhǔn)的和專用的機(jī)制　　　11.3.1　標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制　　　11.3.2　專用機(jī)制　　11.4　帶內(nèi)管理　　　11.4.1　管理服務(wù)　　　11.4.2　發(fā)現(xiàn)　　　11.4.3　監(jiān)視　　　11.4.4　消息　　　11.4.5　轄區(qū)問題　　11.5　帶外管理　　　11.5.1　使用SNMP　　　11.5.2　基于Web的企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)WBEM　　　11.5.3　存儲管理倡議規(guī)范　　11.6　對存儲網(wǎng)絡(luò)管理配置的選擇　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：如果計算機(jī)要從存儲設(shè)備上讀取文件或數(shù)據(jù)，那么無論數(shù)據(jù)的大小如何，都至少要經(jīng)歷一個SCSI的讀操作過程。當(dāng)然，操作系統(tǒng)需首先將用戶的讀取操作通過SCSI I／0的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）轉(zhuǎn)化為SCSI的讀操作，并在操作完成后通過相應(yīng)的API返回響應(yīng)的值。在SCSI域內(nèi)，這個操作在傳輸層被簡單地描述成5個主要過程：（1）發(fā)起方通過CDB發(fā)送SCSI的讀命令。（2）目標(biāo)方接收到該命令，通過設(shè)備管理器在指定的邏輯單元中執(zhí)行該命令請求的操作。（3）目標(biāo)方以字節(jié)為單位向發(fā)起方傳送數(shù)據(jù)。（4）在數(shù)據(jù)傳輸完畢后，目標(biāo)方向發(fā)起方發(fā)送命令完成的報告。（5）發(fā)起方接收到命令完成的響應(yīng)。當(dāng)然，這些過程是建立在SCSI互連層的基礎(chǔ)上的。在第一個過程之前，SCSI總線由空閑階段進(jìn)入總線仲裁和選擇階段，完成發(fā)起方對總線使用權(quán)的獲得以及對目標(biāo)方的選擇和尋址。在第一個過程中，目標(biāo)方發(fā)送REQ信號，請求信息傳輸，控制總線進(jìn)入信息傳送的命令階段。目標(biāo)方通過發(fā)送方傳送的CDB獲取“讀”命令。在其后的第2個和第3個過程中，目標(biāo)方從它控制的外圍設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送到發(fā)起方。如目標(biāo)方準(zhǔn)備數(shù)據(jù)需要較長的時間，則可能有多個總線釋放、進(jìn)入空閑和重選階段的輪回。目標(biāo)方在每次完成數(shù)據(jù)傳送后，都控制總線進(jìn)入狀態(tài)階段并返回一個狀態(tài)信息。為進(jìn)一步表示讀命令的全部完成，在第四個過程中，總線進(jìn)入信息傳送的通信階段，目標(biāo)方發(fā)送“命令完成”信息，并可釋放SCSI：總線的BSY信號。在第五個過程中，發(fā)起方接收到目標(biāo)方命令完成的響應(yīng)，總線可恢復(fù)到空閑階段。SCSI的寫操作過程與讀操作過程類似，但數(shù)據(jù)傳送的方向不同，它把數(shù)據(jù)從發(fā)送方向目標(biāo)方傳送。在發(fā)送方系統(tǒng)中有對文件做寫操作的用戶請求時，它先通過文件系統(tǒng)查找該文件在存儲設(shè)備（如磁盤）上的邏輯塊地址（Logical BlockAddress，LBA），接著文件系統(tǒng)把該LBA連同其他一些參數(shù)，如數(shù)據(jù)的指針、數(shù)據(jù)的長度以及邏輯單元號等傳遞給SCSI的API，并指示一個寫操作。例如寫6000字節(jié)到LUNO的邏輯塊地址0001234AB。SCSI的API則具體發(fā)送一個寫命令給LUNO，并將數(shù)據(jù)以存儲設(shè)備認(rèn)可的方式分批或一次性地傳遞到LUNO，直到數(shù)據(jù)全部傳輸完畢。之后，SCSI的API返回，并指示任務(wù)完成。然后，文件系統(tǒng)通知應(yīng)用程序任務(wù)完成。至此，一個文件的寫操作完成。

編輯推薦

《存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用》：嶄新的視野·扎實的理論基礎(chǔ)構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)中心的向?qū)гO(shè)計數(shù)據(jù)災(zāi)難備份的指南實現(xiàn)系統(tǒng)虛擬化存儲的助手IT系統(tǒng)正在由以服務(wù)器為中心的體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯橹行牡捏w系結(jié)構(gòu)，SAN最初只被大的企業(yè)采用，現(xiàn)在已向更大范圍的中小企業(yè)發(fā)展；同時在存儲網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域又涌現(xiàn)出諸如IPSAN、存儲虛擬化、基于CIM和SMI-S的全面的SAN管理等新技術(shù)。這些新的SAN技術(shù)在提供更多的基于SAN智能化和存儲過程自動化的應(yīng)用產(chǎn)品的同時，也推動存儲網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入IT市場的主流。從當(dāng)前各個企事業(yè)單位對構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的熱情和對SAN交換機(jī)以及相關(guān)存儲設(shè)備的不斷增長的需求就可以清楚地看到這一趨勢?！洞鎯W(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用》作者結(jié)合多年教學(xué)與實踐經(jīng)驗向讀者介紹了存儲網(wǎng)絡(luò)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，包括IT體系結(jié)構(gòu)、磁盤存儲系統(tǒng)、SAN、文件系統(tǒng)、光纖通道、存儲區(qū)域網(wǎng)、IP存儲網(wǎng)絡(luò)、InfiniBand網(wǎng)絡(luò)、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)備份、移動介質(zhì)管理等；重點討論面向企事業(yè)單位的存儲網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、解決方案、設(shè)備配置和維護(hù)管理，并提供了有針對陸的配置示例，是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)，存儲網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置和管理維護(hù)，實施現(xiàn)代存儲網(wǎng)絡(luò)的首選工具書。

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