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　　網(wǎng)絡(luò)存儲是一個涉及計算機(jī)硬件以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議/技術(shù)、操作系統(tǒng)以及專業(yè)軟件等各方面綜合知識的領(lǐng)域。目前國內(nèi)闡述網(wǎng)絡(luò)存儲的書籍少之又少，大部分是國外作品，對存儲系統(tǒng)底層細(xì)節(jié)的描述不夠深入，加之術(shù)語太多，初學(xué)者很難真正理解網(wǎng)絡(luò)存儲的精髓。
　　《大話存儲：存儲系統(tǒng)底層架構(gòu)原理極限剖析（終極版）》以特立獨(dú)行的行文風(fēng)格向讀者闡述了整個網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)。從硬盤到應(yīng)用程序，對這條路徑上的每個節(jié)點(diǎn)，作者都進(jìn)行了闡述。書中內(nèi)容涉及：計算機(jī)IO基本概念，硬盤物理結(jié)構(gòu)、盤片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理，七種常見RAID原理詳析以及性能細(xì)節(jié)對比，虛擬磁盤、卷和文件系統(tǒng)原理，磁盤陣列系統(tǒng)，OSI模型，F(xiàn)C協(xié)議，眾多磁盤陣列架構(gòu)等。另外，本書囊括了存儲領(lǐng)域幾乎所有的新興技術(shù)，比如機(jī)械磁盤、SSD、FC/SAS協(xié)議、HBA卡、存儲控制器、集群存儲系統(tǒng)、FC SAN、NAS、iSCSI、FCoE、快照、鏡像、虛擬化、同步/異步遠(yuǎn)程復(fù)制、Thin Provision自動精簡配置、VTL虛擬磁帶庫、數(shù)據(jù)容災(zāi)、應(yīng)用容災(zāi)、業(yè)務(wù)容災(zāi)、性能優(yōu)化、存儲系統(tǒng)IO路徑、云計算與云存儲等。
　　其中每一項技術(shù)作者都進(jìn)行了建模和分析，旨在幫助讀者徹底理解每一種技術(shù)的原理和本質(zhì)。本書結(jié)尾，作者精心總結(jié)和多年來在論壇以及各大媒體發(fā)表的帖子內(nèi)容，超過一百條的問與答，這些內(nèi)容都是與實(shí)際緊密結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，頗具參考價值。
　　《大話存儲：存儲系統(tǒng)底層架構(gòu)原理極限剖析（終極版）》第一版于2008年出版，受到業(yè)界一致肯定，歷經(jīng)6年技術(shù)沉淀重裝出版。
　　《大話存儲：存儲系統(tǒng)底層架構(gòu)原理極限剖析（終極版）》適合初入存儲行業(yè)的研發(fā)人員、技術(shù)工程師、售前工程師和銷售人員閱讀，同時適合資深存儲行業(yè)人士用以互相切磋交流提高。另外，網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)管、服務(wù)器軟硬件開發(fā)與銷售人員、Web開發(fā)者、數(shù)據(jù)庫開發(fā)者以及相關(guān)專業(yè)師生等也非常適合閱讀《大話存儲·終極版：存儲系統(tǒng)底層架構(gòu)原理極限剖析》。

　　研究生而言，確實(shí)是一本網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)入門的好書，另一方面我還有一個用意，就是讓他們知道，要從事科學(xué)研究，強(qiáng)烈的興趣比什么都重要。
　　信息存儲是信息跨越時間的傳遞，也是人類傳承知識的主要手段。在信息存儲技術(shù)上，人類有超過萬年的發(fā)明創(chuàng)造史。早期就地取材，人類利用石刻、泥板、竹簡和羊皮等來記錄信息，后來發(fā)明了紙張和活字印刷來保存和傳播信息，近代發(fā)明了照相、錄音和錄像技術(shù)來存儲信息。利用這些發(fā)明和創(chuàng)造，人類留下了極為豐富的文字、繪畫、圖像、語音和視頻信息。正是這些信息，記錄了人類創(chuàng)造的知識體系，使我們能夠傳承文明，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造新的文明。
　　從計算機(jī)的發(fā)明為開端，人類的信息技術(shù)進(jìn)入了一個以數(shù)字化為特征的歷史性新階段。各種形式的信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)字后，以統(tǒng)一的方式進(jìn)行處理、傳輸和存儲，然后再轉(zhuǎn)換為各種形式的信息被人們所利用。這種前所未有的方式發(fā)明之后，一個以數(shù)字化為特征的信息革命浪潮就波瀾壯闊地形成。各種信息都被大規(guī)模數(shù)字化，使數(shù)字化的信息呈爆炸性增長。特別是互聯(lián)網(wǎng)的興起和普及，大大加快了信息的流通過程，使數(shù)字信息加速產(chǎn)生。圖靈獎獲得者Jim Gary觀察這種數(shù)據(jù)急速增長的趨勢后，總結(jié)出一個規(guī)律：人類每18個月新增的數(shù)據(jù)量，將是歷史上所有數(shù)據(jù)量之和！如此下去，對信息存儲的需求將是無止境的，信息存儲技術(shù)在這種強(qiáng)烈的需求驅(qū)動下得到了空前的發(fā)展。
　　為了保存數(shù)字化的信息，當(dāng)代的科學(xué)家和工程師在最近的幾十年中發(fā)明了磁存儲、光存儲、半導(dǎo)體存儲等多種存儲技術(shù)，其中大容量的硬盤在海量信息存儲中扮演了主要的角色。硬盤的密度在短短幾十年中增長了一百萬倍以上，在近期，硬盤密度每年增長都接近一倍，而且還有不小的增長空間。由硬盤作為基本單元，通過各種總線、網(wǎng)絡(luò)將硬盤連接成不同層次和不同規(guī)模的存儲系統(tǒng)，就構(gòu)成了我們目前的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)。例如由硬盤組加上冗余糾錯技術(shù)構(gòu)成磁盤陣列，再由磁盤陣列通過局部高速網(wǎng)絡(luò)連接形成存儲區(qū)域網(wǎng)；又如通過包含硬盤的大規(guī)模集群和文件系統(tǒng)形成的海量存儲系統(tǒng)成為大型網(wǎng)站和數(shù)據(jù)中心新的存儲架構(gòu)。人們發(fā)明了各種技術(shù)來提高存儲系統(tǒng)的容量、性能、效率、可用性、安全性和可管理性。存儲虛擬化、歸檔存儲、集群存儲、云存儲、綠色存儲等新名詞不斷涌現(xiàn)，SSD固態(tài)存儲、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)備份與容災(zāi)、數(shù)據(jù)生命周期管理等新技術(shù)層出不窮，令人應(yīng)接不暇。
　　在這種情況下，廣大的信息領(lǐng)域的從業(yè)人員，信息系統(tǒng)的用戶，以及學(xué)習(xí)信息技術(shù)的大學(xué)生和研究生，迫切需要一本既全面論述網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)原理，又有豐富實(shí)例；既反映最新技術(shù)進(jìn)展，又通俗易懂的書來滿足他們的需求。冬瓜頭的《大話存儲》就是這樣一本恰逢其時的好書。
　　《大話存儲》已在業(yè)界產(chǎn)生了很大的影響，對存儲技術(shù)在我國的普及起到了良好的推動作用。該書還被引進(jìn)到我國的寶島臺灣，可見其影響深遠(yuǎn)。張冬再接再厲，以他對技術(shù)的癡迷繼續(xù)鉆研，對第一本書作了工作量巨大的改動與增補(bǔ)，并增加了云存儲等全新的三章內(nèi)容，全面反映了他對技術(shù)的重新思考和對最新技術(shù)的深刻理解。我相信，這些新的內(nèi)容將給讀者帶來驚喜。
　　在技術(shù)發(fā)展十分迅速的領(lǐng)域，趕時髦的書籍多如牛毛，書店里充滿了應(yīng)景之作，真正經(jīng)過深入思考、用心寫作的書是不多的。而《大話存儲終極版》卻是一位技術(shù)高手的嘔心瀝血之作，書中對每一項技術(shù)的介紹都經(jīng)過深入的思考和反復(fù)的推敲，這在當(dāng)前浮躁的氣氛中顯得彌足珍貴。在《大話存儲終極版》即將出版之際，我要向作者表示深深的敬意和衷心的祝賀，并鄭重向讀者推薦這本學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的好書。
　　華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授
　　信息存儲系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任
　　謝長生

　　世上最高的刀法在心中，而不是手上！雙刀大俠練就的是一門“浩瀚”絕學(xué)，一招一式都是鋪天蓋地，勢不可擋！
　　幾百年后，七星大俠在修煉了磁盤大挪移神功和龍譜之后的某一天，他突然兩眼發(fā)愣：“我悟到了！”然后奮筆疾書，成就了“七星北斗陣”這個空前絕后的陣式！ RAID 0陣式就是這個陣式的第一個陣式！下面來看看這個陣式的絕妙之處吧！
　　4.1.1 RAID 0陣式
　　首先，這位七星大俠一定是對磁盤大挪移神功有很高的造詣，因?yàn)樗熘繅K磁盤上面的磁性區(qū)域的構(gòu)造，包括磁道、磁頭、扇區(qū)和柱面等，這些口訣心法已經(jīng)爛熟于心。在他看來，盤片就像一個蜂窩，上面的每一個孔都是一個扇區(qū)，可以說他已經(jīng)參透了磁盤。其次，七星大俠一定是對合一刀法的精髓有很深的領(lǐng)悟，即他能領(lǐng)會雙刀大俠那4句詩的含義，特別是第二句給了他很大的啟發(fā)！“橫分豎割成龍絳”，暗示著雙刀大俠把他的刀在心中分割成了橫條帶和豎條帶，所以叫“橫分豎割”。分割完畢之后，雙刀大俠把這些分割后所謂的“絳”，即細(xì)條帶，在心中組合起來形成一條虛擬的“龍”，然后用龍來當(dāng)作武器，即“龍在我心任逍遙”。
　　這顯然給了七星大俠很大的啟發(fā)，何不把幾塊磁盤也給“橫分豎割”，然后組成“龍”呢？對，就這么干！七星大俠賣血換來兩塊磁盤，找了個破廟，在后面搭了個草堆，成天擺弄他那兩塊用血換來的磁盤。白天出去要飯，晚上回來潛心鉆研！他首先決定把兩塊磁盤都分割成條帶，形成“絳”，可是該怎么分好呢？合一刀法的思想主要有兩條路；一條是懶人做法，不想動腦子，即威力小、后勁足那種；另一種是需要動腦子算的，即威力足、后勁也足那種。
　　第一種怎么實(shí)現(xiàn)呢？七星大俠冥思苦想，卻發(fā)現(xiàn)被誤導(dǎo)了。因?yàn)榈谝环N根本不需要做“絳”。雙刀大俠的詩只是描述了威力巨大的第二種路子。所以三下五除二，七星大俠寫出了RAID 0陣式中的第一個套路：累加式。也就是說，磁盤還是那些磁盤，什么都不動，也不用“橫分豎割”。數(shù)據(jù)來了，先往第一塊磁盤上寫。等寫滿之后，再往第二塊上寫。然后將這兩塊磁盤在心中組成一條龍，這就符合了合一刀法的思想。只不過這條龍威力比較弱，因?yàn)槊看蜪O只用到了一塊磁盤，另一塊磁盤沒有動作。但是這條龍的后勁，比單個磁盤足了，因?yàn)槿萘肯鄬σ粔K磁盤來說，增大了。
　　第一套路子實(shí)現(xiàn)了，可第二套路子就難了。其實(shí)磁盤已經(jīng)被分割了，扇區(qū)不就是被分割的么？但是一個扇區(qū)只有512B大小，這不符合合一刀法。因?yàn)楹弦坏斗ㄖ惺恰敖{”而不是“粒”，分割成粒的話，不僅開銷太大，而且組合起來也很困難。所以七星大俠決定完全照搬合一刀法的思想，但是又不能丟棄磁盤已經(jīng)分割好的扇區(qū)，所以七星絞盡腦汁想出這么一個辦法，如圖4-1和圖4-2所示。
　　圖4-1 正常的4塊硬盤圖4-2 被分割的4塊硬盤
　　圖4-1所示的是4塊普通硬盤，其上布滿了扇區(qū)。扇區(qū)是實(shí)實(shí)在在存在于盤片上的，具有自己的格式。圖4-2所示的是引入分割思想之后的硬盤。由于許多文件系統(tǒng)或者卷管理軟件都使用塊而不是扇區(qū)作為基本存儲單元，所以圖4-2中也使用由4個扇區(qū)組成的塊作為基本單元。不同磁盤的相同偏移處的塊組合成Stripe，也就是條帶。
　　塊的編號也是以橫向條帶方向開始一條一條的向下。這樣，對于一個全新的文件系統(tǒng)和RAID 0磁盤組，如果有大塊數(shù)據(jù)寫入時，則數(shù)據(jù)在很大幾率上可以以條帶為單位寫入。也就是說數(shù)據(jù)被分成多塊寫入4個硬盤，而不是單硬盤系統(tǒng)中的順序?qū)懭胍粋€硬盤，這就大大提高了速度。圖4-3所示的為多塊磁盤組成的邏輯磁盤示意圖。
　　圖4-3 心中之龍
　　提示：磁盤上實(shí)實(shí)在在存在的只有扇區(qū)結(jié)構(gòu)，Stripe并不是一個實(shí)實(shí)在在的結(jié)構(gòu)，它只是由程序根據(jù)算法公式現(xiàn)套現(xiàn)用的。就像戴了一副有格子的眼鏡看一張白紙，那么會認(rèn)為這張白紙被格式化了，其實(shí)并沒有。另外，條帶化之后的多塊硬盤，數(shù)據(jù)是被并行寫入所有磁盤的，也就是多管齊下，而不是橫向?qū)憹M一個條帶，再寫下一個條帶。
　　七星大俠就這樣埋頭苦苦思考了整整1年，基于合一刀法的橫分豎割的思想，完成了“七星北斗陣”的第一個陣式——RAID 0陣式。
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