SAN存储区域网络（第2版）

第一部分
网络存储概述
第1章
存储网络意义 1
1.1
作为商业财富的数据角色的变化 1
1.2
存储网络的基本概念 2
1.2.1
存储网络的特点 2
1.2.2
存储网络的主要成分 3
1.3
传统开放系统的存储方法概述 5
1.4
SCSI：开放系统存储的主要技术 8
1.4.1
传统的系统连接：SCSI总线 8
1.4.2
SCSI总线的实现 10
1.5
扩展I/O通道的新的存储连接技术 14
1.5.1
网络连接存储 15
1.5.2
光纤通道 16
1.5.3
存储区域网络 17
1.6
小结 20
1.7
练习 21
第2章
建立存储I/O通道 22
2.1
认识物理I/O构件 22
2.1.1
系统内存总线 22
2.1.2
主机I/O总线 23
2.1.3
主机I/O控制器和网络接口卡 25
2.1.4
存储网络和总线 28
2.1.5
存储设备和子系统 30
2.1.6
介质 34
2.2
I/O通道的逻辑成分 34
2.2.1
应用软件 34
2.2.2
操作系统 35
2.2.3
文件系统和数据库系统 35
2.2.4
卷管理器 36
2.2.5
设备驱动程序 37
2.3
组合硬件和逻辑成分使之成为一个I/O栈 38
2.4
小结 41
2.5
练习 41
第3章
图解I/O通道 42
3.1
本地存储的I/O通道 42
3.1.1
本地I/O 42
3.1.2
本地I/O通道详解 42
3.1.3
网络服务器的I/O 49
3.1.4
本地I/O路径的讨论及变化 51
3.2
客户/服务器I/O通道 52
3.2.1
客户I/O重定向 53
3.2.2
服务器端的客户/服务器存储I/O 56
3.3
在I/O路径中实现设备虚拟化 58
3.3.1
设备虚拟化在I/O路径中的位置 59
3.3.2
通道虚拟化 60
3.4
小结 61
3.5
练习 61
第二部分
主要的网络存储应用
第4章
提供数据冗余的磁盘镜像和复制 63
4.1
磁盘镜像的数据保护 63
4.1.1
磁盘镜像原理 64
4.1.2??在I/O路径上实现磁盘镜像 69
4.2
镜像的性能特征 73
4.2.1
使用磁盘镜像增加I/O性能 74
4.2.2
规划镜像配置 77
4.3
镜像外部磁盘子系统 78
4.3.1
基于镜像的数据快照 78
4.3.2
本地以外的子系统镜像 80
4.3.3
广域网环境的磁盘镜像 81
4.4
小结 87
4.5
练习 87
第5章
使用缓存实现性能的增强 88
5.1
缓存基础 88
5.1.1
缓存命中和缓存未命中 89
5.1.2
缓存及变化 90
5.2
读.?写和算法 94
5.2.1
缓存的读算法 94
5.2.2
缓存的写算法 98
5.2.3
磁盘缓存组成 101
5.3
标记命令排队 106
5.3.1
在磁盘驱动器中使用智能处理器 106
5.3.2
标记命令排队的效果 107
5.4
I/O通道对系统性能提高的重要性 107
5.5
小结 109
5.6
练习 109
第6章
使用RAID增强可用性 110
6.1
使用RAID的三个原因 110
6.2
RAID的容量和可管理性 111
6.2.1
容量的扩展 111
6.2.2
RAID在管理上的优势 112
6.3
RAID的性能 113
6.4
RAID的可靠性和可用性优势 116
6.4.1
通过冗余提高数据可靠性 116
6.4.2
电源保护 117
6.4.3
热备用和热交换 120
6.4.4
RAID子系统中的内部I/O通道 122
6.5
组织RAID阵列中的数据：分区.?分块和
分条 124
6.6
校验在分条的数据上的应用 128
6.6.1
使用XOR函数建立校验数据 128
6.6.2
联锁访问RAID的校验 131
6.6.3
独立访问RAID的校验 131
6.7
各级RAID的比较 134
6.7.1
RAID咨询委员会 134
6.7.2
RAID0：分条 135
6.7.3
RAID1：镜像 135
6.7.4
RAID2：使用专有磁盘的联锁访问 136
6.7.5
RAID3：使用专有校验磁盘的同步
访问 136
6.7.6
RAID4：使用专用校验磁盘的独立
访问 136
6.7.7
RAID5：使用分布式校验的独立
访问 138
6.7.8
RAID6：使用双校验的独立访问 139
6.7.9
组合不同分级的RAID 141
6.7.10
多层RAID阵列的目标 141
6.7.11
分条和镜像的组合—RAID0+1/
RAID10 142
6.8
RAID功能在I/O路径上的位置 143
6.8.1
基于主机卷管理软件的RAID 143
6.8.2
基于主机I/O控制器的RAID 144
6.8.3
基于磁盘子系统的RAID 145
6.9
设置容错标准：RAID咨询委员会 145
6.10
小结 146
6.11
练习 146
第7章
网络备份：存储管理的基础 147
7.1
网络备份和恢复 147
7.1.1
用于网络备份系统的硬件 147
7.1.2
网络备份的介质成分 151
7.1.3
软件组成 155
7.2
备份 161
7.2.1
备份操作类型 161
7.2.2
对运行的系统备份 162
7.2.3
映像备份特例 164
7.3
数据恢复 165
7.3.1
恢复与文件系统和数据库的集成 165
7.3.2
恢复操作类型 165
7.3.3
介质管理对恢复的重要性 167
7.4
备份和恢复安全数据 168
7.5
磁带循环 171
7.5.1
磁带循环的必要性 171
7.5.2
常用的磁带循环模型 171
7.5.3
备份和恢复存在的问题 174
7.5.4
备份可测的因素 176
7.6
小结 178
7.7
练习 178
第三部分
存储区域网络
第8章
作为存储和文件组织应用的SAN
和NAS 179
8.1
连接.?存储和文件组织层的结构 179
8.1.1
存储网络是一种应用 179
8.1.2
连接层 180
8.1.3
存储翻新 181
8.1.4
文件组织层 182
8.2
存储网络中的连接.?存储和文件组织层
的集成 182
8.3
排列存储网络的构件 185
8.4
小结 187
8.5
练习 188
第9章
SAN结构和拓扑 189
9.1
使用SAN转换网络存储通道 189
9.1.1
可扩展的结构 189
9.1.2
可用性结构 193
9.2
SAN的网络拓扑结构 194
9.2.1
传输帧结构 194
9.2.2
交换网络 195
9.2.3
环状网 198
9.3
SAN结构的变化和扩展 201
9.3.1
隔离SAN中的存储访问 201
9.3.2
在存储子系统中嵌入网络连接 206
9.3.3
存储域控制器 207
9.4
小结 209
9.5
练习 209
第10章
SAN解决方案 210
10.1
使用SAN解决存储问题 210
10.1.1
存储池 210
10.1.2
通过寻径技术实现高可用性 215
10.1.3
数据移动 220
10.2
使用SAN进行备份 223
10.2.1
SAN备份发展的三个阶段 223
10.2.2
第一阶段：LAN-free,?虚拟私有备份
网络 223
10.2.3
第二阶段：集成介质和设备 228
10.2.4
第三阶段：无服务器备份 231
10.2.5
结合集成SAN备份与无服务器
特性 234
10.3
基于子系统的备份 235
10.4
小结 236
10.5
练习 237
第四部分
连接技术
第11章
使用光纤通道连接SAN 239
11.1
光纤通道的结构 239
11.2
光纤通道连接的物理方面 240
11.2.1
线缆 240
11.2.2
收发器：系统到网络的接口 243
11.2.3
FC-1中的编码和错误发现 243
11.3
光纤通道中的逻辑层面 243
11.3.1
光纤通道的端口类型 244
11.3.2
光纤通道中的流量控制 247
11.3.3
服务等级 248
11.3.4
光纤通道中的名字和地址 251
11.3.5
在光纤通道网络中建立连接 252
11.3.6
光纤通道中的通信语法 255
11.3.7
光纤通道中的FC-4协议映射 256
11.4
使用通用名字的两个不同网络 257
11.5
光纤结构 260
11.5.1
延迟 260
11.5.2
光纤结构中的交换机 260
11.5.3
环通信 264
11.5.4
环的内部 264
11.6
小结 267
11.7
练习 268
第12章
使用以太网和TCP/IP网络连接
存储 269
12.1
存储和以太网/TCP/IP网络历史回顾 269
12.1.1
以太网和TCP/IP网络中使用的名词
解释 269
12.1.2
以太网和TCP/IP概述 270
12.2
存储网络和以太网/TCP/IP的结合 272
12.2.1
服务器边界整合 272
12.2.2
存储隧道 273
12.2.3
以太网/TCP/IP存储网络通道 277
12.2.4
通过光纤通道网络以隧道的方式传输
以太网/TCP/IP流量 284
12.3
本地以太网/TCP/IP存储网络 286
12.3.1
本地局域存储网络 286
12.3.2
可选的本地广域存储网络 286
12.3.3
用于存储连接的千兆以太网特性 286
12.3.4
以太网/TCP/IP网络中的延迟问题 287
12.3.5
TCP/IP协议族的特性 287
12.3.6
处理TCP算法的性能 289
12.3.7
网络协议处理器 290
12.3.8
网络协议处理器的保留 291
12.3.9
iSCSI 291
12.4
小结 292
12.5
练习 293
第13章
用InfiniBand技术连接存储网络和
集群 294
13.1
替代PCI的InfiniBand 294
13.2
集群概述 296
13.2.1
集群的市场情况 297
13.2.2
集群的理由 298
13.3
集群处理 300
13.4
集群网络中的InfiniBand 306
13.4.1
InfiniBand网络的组件 306
13.4.2
使用VI协议管理远程系统存储 311
13.5
用存储网络实现InfiniBand 314
13.5.1
InfiniBand集群 314
13.5.2
PCI替代结构 315
13.6
小结 317
13.7
练习 317
第14章
网络连接存储装置 318
14.1
NAS软件 318
14.2
NAS的硬件实现 322
14.2.1
NAS装置的硬件组件 322
14.2.2
NAS应用及配置 322
14.2.3
NAS的网络特性 324
14.2.4
NAS装置的存储应用 326
14.2.5
NAS装置的备份和恢复 328
14.3
NAS的协议及文件系统操作 334
14.3.1
NAS通信和文件组织方法的比较 334
14.3.2
NFS服务器的CIFS仿真 337
14.4
网络连接存储的新技术：NASD和
DAFS 338
14.4.1
NASD 338
14.4.2
DAFS 340
14.5
小结 342
14.6
练习 343
第15章
文件组织：存储网络的最新领域 344
15.1
存储网络中文件系统的需求 344
15.1.1
日志文件系统 344
15.1.2
软件快照 345
15.1.3
动态文件组织系统扩展 348
15.2
数据库文件组织技术 349
15.2.1
直接文件I/O 349
15.2.2
数据库镜像及复制 350
15.3
在存储设备和子系统中集成智能 352
15.3.1
分析文件组织功能 352
15.3.2
网络存储中的文件组织功能 353
15.3.3
磁盘驱动器中基于对象的存储 354
15.4
存储网络文件组织系统设计 355
15.5
数据共享：存储管理的神圣目标 362
15.5.1
数据共享文件组织系统的价值 362
15.5.2
数据共享实现问题 363
15.5.3
数据共享文件组织系统的数据结构
函数 364
15.6
解决锁定和语义差异 366
15.7
文件级虚拟化 368
15.7.1
文件级虚拟化的始祖：HSM 368
15.7.2
在线文件级虚拟化 369
15.8
小结 370
15.9
练习 370
第16章
在公用网上存储和检索数据 371
16.1
Internet基础存储 371
16.2
Internet存储服务 378
16.3
个人存储服务和技术 381
16.3.1
Internet存储方法 382
16.3.2
基于Web的存储 384
16.3.3
个人的Internet备份软件及服务 386
16.4
小结 388
16.5
练习 388
第17章
管理存储网络 389
17.1
管理设计 389
17.1.1
灾难.?异常与漏洞 389
17.1.2
SNMP企业网络管理 391
17.1.3
存储网络中的SNMP 392
17.1.4
基于网络的管理 394
17.1.5
存储管理 394
17.1.6
存储资源管理 394
17.1.7
SCSI内部服务 395
17.1.8
虚拟作为SAN的管理工具 395
17.2
小结 397
17.3
练习 397