當第一個類人猿用沾滿炭灰的石頭在洞穴墻壁上刻下自己的形象時，“存儲”作為延續(xù)文明的工具就誕生了。當古老的“存儲”遇到云計算，就成為了由云而生、依云而建的云存儲。本書呈現的是阿里云存儲團隊通過保障數十 EB 數據的穩(wěn)定和安全在十余年的自研之路得來的技術變革、實戰(zhàn)開發(fā)經驗和教訓，以及豐富的行業(yè)和場景應用的解決方案。阿里云的存儲工程師們會在本書中盡力回答：超大規(guī)模的云存儲系統(tǒng)如何創(chuàng)建；如何滿足高峰值應用的高帶寬和低延時需求；如何低成本、低能耗地長期保存和利用數據；如何保證全年 7×24 小時不間斷的超高可用性；如何保證用戶的數據安全；如何利用數據生命周期；如何根據用戶的需求彈性地部署和調度資源；如何實現數據管理和調度的高效及智能化；如何針對不同的行業(yè)給出合適的解決方案等問題。本書是阿里巴巴集團存儲技術研發(fā)成果的集大成式講解和全面展示，既適合企業(yè) CTO、CIO、IT 經理進行決策時參考，也適合使用云計算進行應用開發(fā)與部署的開發(fā)工程師、管理運維工程師、系統(tǒng)架構師作為技術用書，對于想了解和學習云存儲的高校學生及相關從業(yè)者也有很高的科普價值。

阿里云基礎產品委員會主要負責阿里云的計算、存儲、網絡、安全、云原生、穩(wěn)定性等產品技術架構設計與開發(fā)，權威定義了包括云存儲在內的云計算產業(yè)標準。

第 1 章　數據價值驅動存儲創(chuàng)新 ………………………………………1
1.1　數據與存儲 …………………………………………………………………… 2
1.2　存儲介質的發(fā)展 ……………………………………………………………… 3
1.2.1 NAND Flash…………………………………………………………… 4
1.2.2 NVMe SSD …………………………………………………………… 7
1.3　存儲軟件技術發(fā)展 …………………………………………………………… 9
1.3.1　用戶態(tài)存儲軟件棧 …………………………………………………… 9
1.3.2　高性能用戶態(tài)存儲軟件平臺 …………………………………………12
1.4　存儲系統(tǒng)架構的演進 ……………………………………………………… 13
1.4.1　硬件主導的存儲系統(tǒng)架構 ……………………………………………14
1.4.2　軟件主導的存儲系統(tǒng)架構 ……………………………………………16
1.4.3　面向云端的軟硬件協同存儲系統(tǒng)架構 ………………………………18
第 2 章　存儲關鍵技術 ……………………………………………… 19
2.1　存儲協議類型 ……………………………………………………………… 20
2.1.1 SCSI 與 iSCSI …………………………………………………………20
2.1.2 NVMe …………………………………………………………………26
2.1.3 NVMeoF ………………………………………………………………34
2.1.4 RESTful API……………………………………………………………41
2.1.5　網絡文件系統(tǒng) …………………………………………………………45
2.1.6 SMB 協議………………………………………………………………55
2.2　數據重刪與壓縮 …………………………………………………………… 58
2.2.1　數據重刪 ………………………………………………………………59
2.2.2　數據壓縮 ………………………………………………………………60
2.3　數據復制與冗余 …………………………………………………………… 61
2.3.1　數據復制 ………………………………………………………………61
2.3.2　數據備份與恢復 ………………………………………………………62
2.3.3 RAID……………………………………………………………………64
2.3.4　多副本與糾刪碼 ………………………………………………………66
2.4　數據安全 …………………………………………………………………… 77
2.4.1　數據加密 ………………………………………………………………77
2.4.2　權限管理 ………………………………………………………………78
2.5　數據一致性 ………………………………………………………………… 81
2.5.1　分布式一致性 …………………………………………………………81
2.5.2　一致性對比分析 ………………………………………………………85
第 3 章　云存儲基礎組件 …………………………………………… 89
3.1　分布式存儲系統(tǒng) …………………………………………………………… 90
3.1.1　技術特點 ………………………………………………………………90
3.1.2　系統(tǒng)架構 ………………………………………………………………93
3.1.3　分布式文件協議 ………………………………………………………94
3.1.4　單機存儲引擎 …………………………………………………………99
3.1.5　高性能軟件棧 ……………………………………………………… 101
3.2　分布式鎖服務 ……………………………………………………………… 104
3.2.1　從單機鎖到分布式鎖 ……………………………………………… 104
3.2.2　云存儲的分布式鎖 ………………………………………………… 106
3.3 高性能網絡服務框架 ……………………………………………………… 110
3.3.1　網絡服務面臨的挑戰(zhàn) ……………………………………………… 110
3.3.2　云存儲的高性能網絡服務 ………………………………………… 111
3.4　鍵值存儲系統(tǒng) ……………………………………………………………… 118
3.4.1　鍵值存儲系統(tǒng)架構的演變 ………………………………………… 118
3.4.2　阿里云鍵值存儲系統(tǒng) ……………………………………………… 121
第 4 章　云存儲的技術創(chuàng)新 ……………………………………… 125
4.1　云存儲服務技術創(chuàng)新 ……………………………………………………… 126
4.1.1 快照技術的最新應用 ……………………………………………… 126
4.1.2　共享塊存儲技術 …………………………………………………… 129
4.1.3　對象存儲可用性技術實踐 ………………………………………… 133
4.1.4　對象存儲分布式緩存 ……………………………………………… 137
4.1.5　對象存儲異地多活容災架構 ……………………………………… 139
4.1.6　文件系統(tǒng)的數據一致性 …………………………………………… 144
4.1.7　文件系統(tǒng)的多租戶實踐 …………………………………………… 148
4.1.8　并行文件系統(tǒng)客戶端優(yōu)化 ………………………………………… 152
4.1.9　海量結構化大數據存儲 …………………………………………… 155
4.2　云定義存儲技術創(chuàng)新 ……………………………………………………… 162
4.2.1　塊存儲技術能力 …………………………………………………… 162
4.2.2　對象存儲技術能力 ………………………………………………… 165
4.2.3　日志服務技術能力 ………………………………………………… 167
4.3　云數據管理技術創(chuàng)新 ……………………………………………………… 169
4.3.1　可觀測性技術 ……………………………………………………… 169
4.3.2　數據重刪技術 ……………………………………………………… 172
4.3.3　相冊與網盤服務的關鍵技術 ……………………………………… 173
4.3.4　智能媒體管理技術 ………………………………………………… 178
第 5 章　云存儲的應用實踐 ……………………………………… 181
5.1　視頻監(jiān)控數據存儲 ………………………………………………………… 182
5.2　大數據及數據湖統(tǒng)一存儲 ………………………………………………… 183
5.3　多媒體數據存儲 …………………………………………………………… 188
5.4　高性能計算數據存儲 ……………………………………………………… 191
5.5　混合云災備 ………………………………………………………………… 195
5.6　智能運維 AIOps …………………………………………………………… 197
5.7　容器數據存儲 ……………………………………………………………… 203
5.8　即時消息系統(tǒng)支撐實踐 …………………………………………………… 206
第 6 章　云存儲的未來展望 ……………………………………… 209
6.1　技術創(chuàng)新 …………………………………………………………………… 210
6.1.1 NAND Flash 技術的發(fā)展 ………………………………………… 210
6.1.2　新存儲介質的出現 ………………………………………………… 213
6.1.3　高性能網絡的發(fā)展 ………………………………………………… 215
6.2　來自行業(yè)的挑戰(zhàn)與機遇 …………………………………………………… 217
6.2.1　云向邊緣的推進 …………………………………………………… 217
6.2.2　從“新基建”到“東數西算” …………………………………… 218
6.2.3　混合云存儲的快速發(fā)展 …………………………………………… 219
6.2.4　數據安全的挑戰(zhàn)依然嚴峻 ………………………………………… 220