大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冬瓜头 著

图书标签:

• 存储系统
• 存储架构
• 底层原理
• 数据存储
• 磁盘技术
• RAID
• 闪存
• 分布式存储
• 性能优化
• IO优化

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302249894

版次：1

商品编码：10638972

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-05-01

用纸：胶版纸

页数：893

正文语种：中文

内容简介

　　网络存储是一个涉及计算机硬件以及网络协议/技术、操作系统以及专业软件等各方面综合知识的领域。目前国内阐述网络存储的书籍少之又少，大部分是国外作品，对存储系统底层细节的描述不够深入，加之术语太多，初学者很难真正理解网络存储的精髓。《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》以特立独行的行文风格向读者阐述了整个网络存储系统。从硬盘到应用程序，对这条路径上的每个节点，作者都进行了阐述。书中内容涉及：计算机IO基本概念，硬盘物理结构、盘片数据结构和工作原理，七种常见RAID原理详析以及性能细节对比，虚拟磁盘、卷和文件系统原理，磁盘阵列系统，OSI模型，FC协议，众多磁盘阵列架构等。另外，《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》囊括了存储领域几乎所有的新兴技术，比如机械磁盘、SSD、FC/SAS协议、HBA卡、存储控制器、集群存储系统、FC SAN、NAS、iSCSI、FCoE、快照、镜像、虚拟化、同步/异步远程复制、Thin Provision自动精简配置、VTL虚拟磁带库、数据容灾、应用容灾、业务容灾、性能优化、存储系统IO路径、云计算与云存储等。
　　
　　其中每一项技术作者都进行了建模和分析，旨在帮助读者彻底理解每一种技术的原理和本质。《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》结尾，作者精心总结和多年来在论坛以及各大媒体发表的帖子内容，超过一百条的问与答，这些内容都是与实际紧密结合的经验总结，颇具参考价值。
　　
　　《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》适合初入存储行业的研发人员、技术工程师、售前工程师和销售人员阅读，同时适合资深存储行业人士用以互相切磋交流提高。另外，网络工程师、网管、服务器软硬件开发与销售人员、Web开发者、数据库开发者以及相关专业师生等也非常适合阅读《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》。

作者简介

　　冬瓜头，资深系统工程师，多年来一直就职于存储设备公司，一直对存储技术孜孜不倦的研究探索并且乐于帮助存储初学者提高。著有畅销书《大话存储》，该书屡次获奖，包括2008年十大IT畅销书、2009年全国技术品种畅销书，版权被输出至台湾地区。

　　作者长于文字表达，能够从初学者的角度切入，文字通俗易懂。目前担任大版主、版主，多年来醉心于存储技术的研究与讨论。曾在多个杂志报刊发表存储相关的文章，担任多家存储媒体的特约编辑/翻译。作者致力于发展国产存储，构建国内存储行业的知识根基，振兴民族科教，鞠躬尽瘁，死而后已。

精彩书评

　　冬瓜头是DOSTOR存储论坛的热心人多年来一直战斗在网络存储领域前线相信《大话存储》是一本对中国存储行业很有价值的图书。
　　
　　——存储在线(Dostor.com)总裁兼CEO 郑信武
　　
　　
　　
　　认识冬瓜头的日子不算短了印象中他一直是一个很勤奋好学的人涉足很多领域结交了不少国内外工程师理论和实践都很棒也时常从他的一些文章中学到不少东西。那些刚走上这个行业的同学或许还不知道如何面对各种挑战那么我建议阅读这本书。不同于填鸭式的教育也不同于那些所谓纸上谈兵的秘籍。这是一个从业多年的工程师的经验与感悟相信不会让大家失望……
　　
　　——Cisco网络技术论坛(Net130)站长：Cisconet
　　
　　
　　
　　这本书对网络存储行业很有影响力博大精深的内容难以想象用这种方式来诠释。我绝对相信这是行业里非常有价值的一本书。
　　
　　——LoveUnix站长：老农
　　
　　
　　
　　从冬瓜头在CU论坛存储版的人气可以知道，这是一位热血高手！欲知如何把网络存储的方方面面融会贯通成一本书？让我们来共同关注《大话存储》
　　
　　——ChinauUnix.net站长、樊强

目录

第1章 混沌初开——存储系统的前世今生
1.1 存储历史
1.2 信息、数据和数据存储
1.2.1 信息
1.2.2 什么是数据
1.2.3 数据存储
1.3 用计算机来处理信息、保存数据
第2章 IO大法——走进计算机IO世界
2.1 IO的通路——总线
2.2 计算机内部通信
2.2.1 IO总线是否可以看作网络
2.2.2 CPU、内存和磁盘之间通过网络来通信
2.3 网中之网
第3章 磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解
3.1 硬盘结构
3.1.1 盘片上的数据组织
3.1.2 硬盘控制电路简介
3.1.3 磁盘的IO单位
3.2 磁盘的通俗演绎
3.3 磁盘相关高层技术
3.3.1 磁盘中的队列技术
3.3.2 无序传输技术
3.3.3 几种可控磁头扫描方式概论
3.3.4 关于磁盘缓存
3.3.5 影响磁盘性能的因素
3.4 硬盘接口技术
3.4.1 IDE硬盘接口
3.4.2 SATA硬盘接口
3.5 SCSI硬盘接口
3.6 磁盘控制器、驱动器控制电路和磁盘控制器驱动程序
3.6.1 磁盘控制器
3.6.2 驱动器控制电路
3.6.3 磁盘控制器驱动程序
3.7 内部传输速率和外部传输速率
3.7.1 内部传输速率
3.7.2 外部传输速率
3.8 并行传输和串行传输
3.8.1 并行传输
3.8.2 串行传输
3.9 磁盘的IOPS和传输带宽(吞吐量)
3.9.1 IOPS
3.9.2 传输带宽
3.10 固态存储介质和固态硬盘
3.10.1 SSD固态硬盘的硬件组成
3.10.2 从Flash芯片读取数据的过程
3.10.3 向Flash芯片中写入数据的过程
3.10.4 Flash芯片的通病
3.10.5 SSD给自己开的五剂良药,药到是否病除
3.10.6 SSD的前景
3.10.7 SSD如何处理Cell损坏
3.11 小结:网中有网,网中之网
第4章 七星北斗——大话/详解七种RAID
4.1 大话七种RAID武器
4.1.1 RAID 0阵式
4.1.2 RAID 1阵式
4.1.3 RAID 2阵式
4.1.4 RAID 3阵式
4.1.5 RAID 4阵式
4.1.6 RAID 5阵式
4.1.7 RAID 6阵式
4.2 七种RAID技术详解
4.2.1 RAID 0技术详析
4.2.2 RAID 1技术详析
4.2.3 RAID 2技术详析
4.2.4 RAID 3技术详析
4.2.5 RAID 4技术详析
4.2.6 RAID 5技术详析
4.2.7 RAID 6技术详析
第5章 降龙传说——RAlD、虚拟磁盘、卷和文件系统实战
5.1 操作系统中RAID的实现和配置
5.1.1 WindowsServer2003高级磁盘管理
5.1.2 Linux下软RAID配置示例
5.2 RAID卡
5.3 磁盘阵列
5.3.1 RAID50
5.3.2 RAID10和RAID01
5.4 虚拟磁盘
5.4.1 RAID组的再划分
5.4.2 同一通道存在多种类型的RAID组
5.4.3 操作系统如何看待逻辑磁盘
5.4.4 RAID控制器如何管理逻辑磁盘
5.5 卷管理层
5.5.1 有了逻辑盘就万事大吉
5.5.2 深入卷管理层
5.5.3 Linux下配置LVM实例
5.5.4 卷管理软件的实现
5.5.5 低级VM和高级VM
5.5.6 VxVM卷管理软件配置简介
5.6 大话文件系统
5.6.1 成何体统——没有规矩的仓库
5.6.2 慧眼识人——交给下一代去设计
5.6 -3无孔不入——不浪费一点空间
5.6.4 一箭双雕——一张图解决两个难题
5.6.5 宽容似海——设计也要像心胸一样宽
5.6.6 老将出马——权威发布
5.6.7 一统江湖——所有操作系统都在用
5.7 文件系统中的IO方式
第6章 阵列之行——大话磁盘阵列
6.1 初露端倪——外置磁盘柜应用探索
6.2 精益求精——结合RAID卡实现外置磁盘阵列
6.3 独立宣言——独立的外部磁盘阵列
6.4 双龙戏珠——双控制器的高安全性磁盘阵列
6.5 龙头风尾——连接多个扩展柜
6.6 锦上添花——完整功能的模块化磁盘阵列
6.7 一脉相承——主机和磁盘阵列本是一家
6.8 天罗地网
……
第7章 熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI
7.4 OSI与网络
第8章 勇破难关——Fibre Channel协议详解
第9章 天翻地覆——FC协议的巨大力量
第10章 三足鼎立——DAS、SAN和NAS
第11章 大师之作——大话以太网和TCP/IP协议
第13章 握手言和——IP与FC融合的结果
第14章 变幻莫测——虚拟化
第15章 众志成城——存储集群
第16章 未雨绸缪——数据保护和备份技术
第17章 愚公移山——大话数据容灾
第19章 过关斩将——系统IO路径及优化
第20章 腾云驾雾——大话云存储
附录
后记

精彩书摘

　　计算机俨然就是一个生物大脑的雏形。
　　大脑用眼睛、耳朵、鼻子、皮肤作为输入设备，获取各种信息，而计算机利用键盘、鼠标、串口、USB接口等作为输入设备从而获得各种信息。
　　大脑利用神经网络将获取到的信息传递到神经中枢，而计算机利用各种总线技术将信息传递给CPU进行计算。
　　大脑利用神经网络，将计算好的信息传递给手臂、腿、肌肉等这些“设备”，从而驱动这些“设备”运动；而计算机同样利用总线，将计算好的数据传递给外部设备，比如显示器、打印机等。
　　人脑可以存储各种数据，而计算机也能利用外部介质来存放数据。从这一点来说，计算机本身就是人脑的一个外部信息存储和处理的工具。
　　计算机存储领域的一些存储虚拟化产品，比如Net App公司的v虚拟化整合设备，本身就模拟了二级智能功能，它可以连接其他任何不同型号品牌的存储设备，从这些存储设备上提取数据，然后传输给主机。IBM、SUN等公司都有自己的这种存储虚拟化整合产品。
　　计算机存储领域所研究的就是怎样为计算机又快又高效地提供数据以便辅助其运算。和人类的存储史一样，计算机存储技术也在不断发展壮大，从早期的软盘、只有几十兆字节大小的硬盘，发展到现在1TB大小的单个民用硬盘、4GB甚至16GB容量的u盘。
　　……

前言/序言

《海纳百川：数据库设计与优化实战》 内容简介 在信息爆炸的时代，数据如同血液般滋养着现代社会的肌体，而数据库则是承载和管理这些血液的关键基础设施。从互联网的飞速发展到人工智能的崛起，再到物联网的广泛应用，对数据的存储、访问、处理和安全的需求与日俱增，对数据库设计与优化的能力提出了前所未有的挑战。《海纳百川：数据库设计与优化实战》一书，深入浅出地探讨了数据库的设计理念、实现细节和性能优化策略，旨在帮助读者构建高效、稳定、可扩展的数据库系统，真正实现数据的价值。 本书并非仅限于理论的陈述，而是以“实战”为导向，将抽象的概念落地，通过详实的案例分析和丰富的实践指导，让读者在掌握核心技术的同时，也能应对实际项目中的各种复杂场景。我们从数据库设计的基石开始，逐步深入到其底层运作机制，并最终聚焦于如何通过精妙的优化手段，将数据库的性能发挥到极致。 第一部分：数据库设计的基础与艺术 本书开篇，我们将一同探索数据库设计的基本原则。从需求分析出发，理解不同业务场景对数据模型的诉求，掌握如何将现实世界的问题抽象为严谨的数据库结构。我们将详细讲解关系型数据库的设计范式，包括第一范式（1NF）到第五范式（5NF）及其应用场景，以及反范式设计的考量，理解在满足数据规范化要求与追求性能之间的权衡。 实体-关系模型（ER模型）的构建将是设计流程中的重要一环。我们将学习如何绘制清晰、准确的ER图，识别实体、属性和关系，并将其转化为具体的表结构、字段定义和约束条件。本书将涵盖各种关系类型的处理，如一对一、一对多、多对多，以及如何通过中间表、外键等机制来高效地实现这些关系。 在数据类型选择上，我们将深入分析不同数据类型的特性，包括数值型、字符型、日期时间型、布尔型、二进制型等，并结合实际应用场景，指导读者如何选择最合适的数据类型，以兼顾存储效率、数据准确性和查询性能。本书还将探讨枚举类型、JSON、XML等非常规数据类型的应用，以及在特定场景下的优势与局限。 此外，索引作为数据库性能的“加速器”，其设计至关重要。我们将详细阐述索引的原理，包括B-tree、B+tree、Hash索引等常用索引结构，以及它们的优缺点和适用场景。本书将指导读者如何根据查询模式、数据分布和业务需求，设计出高效的索引策略，避免索引的滥用和低效。 第二部分：数据库的底层运作机制剖析 理解数据库的底层运作机制，是进行深入优化和故障排查的关键。本书将带您走进数据库的“心脏”，揭示其内部的运行逻辑。 我们将从存储引擎的视角出发，深入剖析InnoDB、MyISAM等主流存储引擎的工作原理。重点讲解它们的事务管理、并发控制（如MVCC）、锁机制（行锁、表锁、间隙锁）、缓冲池管理、日志系统（redo log, undo log）以及数据页的结构和读写流程。通过对这些机制的深刻理解，读者将能够更好地掌握事务的ACID特性，理解并发场景下的数据一致性问题，并学会如何处理死锁和性能瓶颈。 查询优化器的内部工作机制将是本书的另一个重点。我们将详细解读SQL语句是如何被解析、转换、优化，并最终生成执行计划的。理解查询优化器的策略，如代价估算、谓词下推、连接顺序选择、索引选择等，将帮助读者写出更易于优化的SQL语句，并理解为何某些SQL语句性能低下。本书还将介绍如何利用数据库提供的工具（如`EXPLAIN`命令）来分析和理解查询执行计划，从而 pinpoint 性能瓶颈。 缓存机制在数据库性能中扮演着举足轻重的角色。本书将深入探讨数据库的缓存策略，包括缓冲池的大小、缓存淘汰算法（如LRU、LIRS）、以及如何利用操作系统缓存和应用程序缓存来进一步提升数据访问速度。我们将分析缓存命中率的影响因素，并提供提升缓存命中率的实践建议。 第三部分：数据库性能优化的实战策略 在掌握了数据库的设计理念和底层原理之后，本书将聚焦于如何通过一系列实战策略来最大化数据库的性能。 SQL语句的优化是数据库性能优化的核心。我们将详细讲解如何编写高效的SQL查询，包括避免使用`SELECT `、合理使用`JOIN`、减少子查询、优化`WHERE`子句、以及利用`GROUP BY`和`ORDER BY`的潜在优化空间。本书还将深入探讨窗口函数、公用表表达式（CTE）等高级SQL特性，以及它们在简化复杂查询和提升性能方面的作用。 缓存失效与击穿是常见的性能问题，本书将提供深入的分析和解决方案。我们将探讨如何通过合理的缓存设计、一致性协议、以及应用层面的缓存策略来减少缓存失效的带来的性能损耗。 性能瓶颈的识别与排除将是本书的重头戏。我们将介绍各种性能监控工具和方法，如慢查询日志、性能视图、系统性能分析工具等，帮助读者快速定位CPU、内存、I/O、网络等方面的瓶颈。本书将提供针对不同瓶颈场景的详细排查步骤和优化建议，包括硬件优化、操作系统调优、数据库参数调整、以及代码层面的优化。 数据库的容量规划和伸缩性设计也是保障系统长期稳定运行的关键。本书将探讨垂直扩展（Scale-up）和水平扩展（Scale-out）的优劣势，以及如何设计支持高并发和海量数据的分布式数据库系统。我们将介绍分库分表、读写分离、主从复制、分片策略、一致性哈希等技术，并结合实际案例分析其在大型互联网系统中的应用。 第四部分：数据库的安全与维护 除了性能，数据库的安全性与可维护性同样不容忽视。《海纳百川：数据库设计与优化实战》将为读者提供全面的指导。 数据备份与恢复是保障数据安全的第一道防线。本书将详细介绍各种备份策略，如全量备份、增量备份、差异备份，以及恢复流程和注意事项。我们将深入讲解RPO（恢复点目标）和RTO（恢复时间目标）的概念，并帮助读者设计符合业务需求的备份恢复方案。 安全性方面，我们将探讨用户权限管理、数据加密、SQL注入防护、以及安全审计等关键技术。了解常见的安全漏洞和攻击方式，并学习如何构建多层次的安全防护体系，确保数据不被非法访问和篡毁。 数据库的日常维护工作，如参数调优、定期检查、性能巡检、以及版本升级等，对于保障系统的稳定运行至关重要。本书将提供详细的操作指南和最佳实践，帮助读者建立一套高效的数据库维护流程。 总结 《海纳百川：数据库设计与优化实战》旨在成为您在数据库领域的得力助手。它不仅仅是一本书，更是您在数据库设计、实现、优化和管理过程中的一份详细的路线图。无论您是初涉数据库领域的新手，还是经验丰富的资深技术人员，都将从中获益匪浅。通过本书的学习，您将能够更自信地应对复杂的数据挑战，构建高性能、高可用、高安全的数据库系统，真正发挥数据的无穷潜力，为您的业务和创新提供坚实的数据支撑。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对存储系统背后的“内功”都充满了好奇，而《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》这本书，无疑是解开我心中疑惑的一把金钥匙。它并没有停留在浮于表面的功能介绍，而是毫不保留地深入到了存储系统的核心——架构设计和底层原理。作者的功力可见一斑，他将各种复杂的概念，如一致性协议、缓存策略、IO路径优化等，用一种非常易于理解的方式展现出来。我印象最深刻的是关于文件系统部分，书中详细阐述了inode、block、metadata的相互关系，以及日志式文件系统如何保证数据的一致性和可靠性。甚至连页缓存（Page Cache）和文件系统缓存之间的微妙区别，作者都一一做了辨析，这对于我理解Linux下的I/O性能瓶颈非常有帮助。此外，书中对分布式存储的架构设计，特别是CAP理论在其中的应用，也进行了深入的探讨。作者通过一个又一个实际案例，解释了为什么在分布式环境中，我们必须在一致性、可用性和分区容忍性之间做出权衡，以及不同的权衡会带来什么样的技术挑战。这本书让我从一个“存储使用者”逐渐转变为一个“存储理解者”，感觉收获了宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

这本《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》真是让我大开眼界，虽然书名听起来就挺硬核，但作者的叙述方式却意外地引人入胜。我一直对存储技术很感兴趣，但苦于市面上很多书籍要么过于理论化，要么内容零散，很难形成一个完整的认知体系。这本书恰好填补了这个空白。它没有直接堆砌晦涩的概念，而是通过一个又一个生动的故事和类比，将复杂的存储架构和底层原理娓娓道来。比如，在讲解分布式存储时，作者巧妙地将数据节点比作一个巨大的图书馆，而数据的读写过程则像是图书管理员在忙碌地检索和归还图书，这让我一下子就抓住了核心概念。更重要的是，书中对每一个细节都进行了深入的剖析，比如在讲到RAID时，不仅仅停留在介绍不同级别的功能，还深入到了磁盘的物理特性、IOPS的计算以及不同场景下RAID的选择建议，让我对数据冗余和性能优化有了全新的认识。我尤其喜欢作者在分析不同存储介质（HDD, SSD, NVMe）的性能特点和适用场景时的详尽对比，结合了实际的读写延迟、吞吐量等指标，为我选择合适的存储方案提供了非常有价值的参考。这本书让我感觉，原来枯燥的技术背后，也可以蕴含着如此精妙的设计和智慧。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，要真正掌握一项技术，就必须理解其“为什么”和“怎么做”，而《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》这本书，正是以一种极其透彻的方式回答了这些问题。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一次与存储系统“灵魂对话”的旅程。作者没有回避那些被许多同类书籍略过的关键细节，反而将它们作为重点进行剖析。例如，书中对数据块（Block）的生命周期管理，从创建、分配、访问到最终的销毁，以及在这个过程中涉及到的各种同步机制，都进行了细致的描述。这对于我理解数据一致性的重要性，以及如何避免数据丢失或损坏，提供了深刻的洞察。另外，书中对于存储设备接口（如SATA, SAS, NVMe）的演进和各自的优势劣势的分析，也让我受益匪浅。通过对这些接口底层协议的了解，我能够更好地理解不同存储硬件的性能表现，以及在实际应用中如何进行最优配置。这本书的阅读体验，就像是解锁了一个又一个技术谜题，让人成就感十足。

评分☆☆☆☆☆

这本《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》绝对是我近几年来阅读过的最扎实、最有价值的技术书籍之一。作者的功底深厚，文笔也颇为生动，将一个看似枯燥的存储主题，演绎得淋漓尽致。我最欣赏的是书中对存储性能优化方面的深入探讨。它不仅仅停留在理论层面，而是结合了大量的实际场景和案例，来分析各种性能瓶颈的成因，以及相应的解决方案。例如，在讲解IO路径优化时，书中详细分析了内核态和用户态的I/O处理流程，以及如何通过调整操作系统参数、选择合适的存储驱动等方式来提升I/O效率。对于缓存一致性问题，书中也给出了非常清晰的解释，以及在多核CPU环境下，如何保证缓存数据的一致性，避免出现数据错误。读到关于数据压缩和重复数据删除的部分，我更是眼前一亮，理解了这些技术是如何在节省存储空间的同时，又不牺牲太多性能的。这本书让我对存储的理解，从“知道它是什么”上升到了“理解它如何运作”的层面，为我在实际工作中提供了强大的理论支撑和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

作为一个多年在IT一线摸爬滚打的工程师，我深知存储的重要性，也曾阅读过不少相关的技术书籍。然而，《大话存储2：存储系统架构与底层原理极限剖析》这本书，却给我带来了前所未有的惊喜和启发。它真正做到了“极限剖析”，将存储系统从宏观的架构到微观的底层原理，进行了全面而深入的解读。我尤其赞赏作者对于各种存储技术背后权衡取舍的细致分析。比如，在讲解SSD的NAND闪存原理时，不仅介绍了其读写过程，还深入分析了磨损均衡（Wear Leveling）、垃圾回收（Garbage Collection）等机制的必要性，以及它们对SSD寿命和性能的影响。这让我对SSD的“快”有了更深层次的理解，也认识到它并非完美无缺，而是通过精妙的算法来克服其物理限制。书中对网络存储（NAS, SAN）的架构对比也非常清晰，从协议层面到传输方式，都做了详尽的解释，让我能够更好地理解不同存储方案的适用场景和性能差异。读完这本书，我感觉自己对存储系统的理解，已经达到了一个新的高度，能够更自信地进行系统设计和故障排查。

评分☆☆☆☆☆

还没拿，先评价

评分☆☆☆☆☆

开发需要，买了书，书籍很新，印刷很好

评分☆☆☆☆☆

很详细的一本专业书籍，受益匪浅

评分☆☆☆☆☆

呵呵

评分☆☆☆☆☆

书不错，印刷不错，希望对自己有帮助。

评分☆☆☆☆☆

比想象的厚很多，内容很丰富，先研究一下吧，希望对自己有一个提升。

评分☆☆☆☆☆

内功深厚。。。。。

评分☆☆☆☆☆

熟悉存储系统的基本工具书

评分☆☆☆☆☆

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