存儲技術是最近幾年IT行業(yè)最熱門的技術之一。本書全面深入地介紹了網(wǎng)絡存儲技術的基本原理，體系結構和設計存儲系統(tǒng)的方法及其實例分析。本書共分8章，主要內容包括信息存儲技術的發(fā)展、信息存儲介質、獨立磁盤冗余陣列、存儲文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡附接存儲、存儲區(qū)域、存儲虛擬化技術、云存儲。 本書以網(wǎng)絡存儲技術與應用為出發(fā)點，循循善誘、深入淺出，提供了大量實用內容，每章都配置了相當多的實踐應用類習題，其中不乏研究分析、應用類習題，題材豐富，集實用性、綜合性、挑戰(zhàn)性于一體。 本書可作為高等學校相關課程教材，也可供網(wǎng)絡存儲相關從業(yè)人員自學使用。
作者在網(wǎng)絡存儲理論與應用技術上深耕不斷，著述頗豐。相比于同類教材，本書具有理論知識與應用實踐合二為一的鮮明特色，重視實踐應用能力的培養(yǎng)。
本書全面講述了當前業(yè)界流行的存儲技術，尤其對存儲的基石信息存儲介質、獨立磁盤冗余陣列、存儲文件系統(tǒng)有深入的討論，對網(wǎng)絡附接存儲、存儲區(qū)域、虛擬存儲技術、云存儲更是濃墨重彩，圖文并茂。
自然融入思政元素，潛移默化中提升學習者的精神境界。
本書秉承實踐出真知，實戰(zhàn)出英才的理念，注重學以致用，學用結合。每章均有配合理論知識的實踐講習，晦澀難懂的內容能在實踐/實驗中融會貫通。
書中配備了大量的理論課/實驗課題庫，各類題目超過了200道，其中不乏研究分析、應用類習題，題材豐富，禺實用性、綜合性、挑戰(zhàn)性于一體。實驗內容具有普適性特點，針對性強，考核全面，無須專業(yè)存儲設備，普通配置的PC和陣列卡即可。
作者獨立設計PPT，使學習者感受名師的風采。同時提供了理論課/實驗課教學大綱，方便把握課程教學。
近年來，每年全球的數(shù)據(jù)存儲量以50%～100%的速度迅速增長，依托大數(shù)據(jù)分析、移動通信和社交平臺技術的新型應用程序逐漸興起，對網(wǎng)絡存儲空間的需求迅速膨脹，對現(xiàn)有的存儲技術提出了嚴峻挑戰(zhàn)。
在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的價值不可估量。存儲系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的載體和驅動力量，已經(jīng)成為大數(shù)據(jù)基礎架構中最為關鍵的核心，是IT技術賴以生存和發(fā)揮效能的基礎。目前，存儲技術人才十分匿乏，我國情況更為嚴重。面對現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，要未雨綢繆，大力開展網(wǎng)絡存儲人才培養(yǎng)。基于此目的，本書得以出版，力求以通俗易懂的形式，介紹網(wǎng)絡存儲技術的相關研究和應用成果。
本書共8章，第1章介紹信息存儲技術的發(fā)展，展望了信息存儲技術的發(fā)展趨勢；第2章介紹各類信息存儲介質以及一些存儲介質性能測試工具；第3章介紹獨立磁盤冗余陣列（RAID）技術，包括RAID的級別、組合RAID等及陣列性能測試工具；第4章介紹存儲文件系統(tǒng)，包括本地文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡文件系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)和移動終端文件系統(tǒng)；第5章介紹網(wǎng)絡附接存儲，即NAS及NAS集群；第6章介紹存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN），包括FCSAN、IPSAN、光纖通道技術、光纖協(xié)議、SAN組網(wǎng)技術等內容；第7章介紹虛擬存儲，包括虛擬存儲的原理、拓撲結構、實現(xiàn)模式、虛擬存儲應用管理工具、虛擬化平臺VMware vSphere等內容；第8章介紹云存儲，包括容器、OpenStack和AWS。
為了鞏固所學知識，本書提供了大量的工程應用實踐案例，這些案例以實驗題目形式分布在各章的習題之中。
在本書的編寫過程中，編者參閱了大量資料，借鑒了許多工程實踐經(jīng)驗。此外，清華大學出版社的編校人員也為本書的順利出版做了大量的工作。中山大學、廣州新華學院為本書出版給予了大力支持。在此，對所有為本書的順利出版提供幫助的人士及所有被引用文獻的作者致以敬意，并表示衷心的感謝!
由于編者水平有限，不足之處在所難免，在使用本書的過程中，如果發(fā)現(xiàn)錯誤和不當之處，編者將不勝感激。
編者
2023年2月
王盛邦 教授級高級工程師，在雙一流大學從事軟件開發(fā)和計算機類課程教學工作，研究方向是計算機網(wǎng)絡、信息安全，主講計算機網(wǎng)絡實驗 移動網(wǎng)絡技術實驗信息安全綜合實踐網(wǎng)絡攻擊與防御技術網(wǎng)絡存儲與實踐等課程，曾主編廣東省精品教材、特色專業(yè)教材多部，主持教育、省級教研項目多項。
第1章信息存儲技術的發(fā)展/1
1.1古代的信息存儲1
1.2現(xiàn)代的信息存儲2
1.3網(wǎng)絡時代的信息存儲6
1.3.1網(wǎng)絡存儲技術6
1.3.2存儲的分類8
1.3.3虛擬化存儲8
1.3.4云存儲8
1.3.5軟件定義的存儲8
1.4信息存儲技術的發(fā)展趨勢9
習題110
第2章信息存儲介質/13
2.1卡片式存儲13
2.1.1CF卡13
2.1.2SM卡15
2.1.3SD卡15
2.1.4記憶棒16
2.1.5多媒體存儲卡16
2.1.6xD卡17
2.1.7高容量SD存儲卡17
2.2磁盤式存儲17
2.2.1微型硬盤18
2.2.2機械硬盤18
2.2.3液態(tài)硬盤22
2.2.4混合式硬盤22
2.2.5固態(tài)盤23
2.2.6閃盤26
2.2.7光纖硬盤27
2.3磁盤陣列28
2.4磁帶29
2.5光碟30
2.6存儲設備的接口31
2.6.1集成驅動電接口31
2.6.2小型計算機系統(tǒng)接口31
2.6.3串行先進技術總線附屬接口32
2.6.4串行小型計算機系統(tǒng)接口33
2.6.5光纖通道接口33
2.7常用存儲介質的性能測試工具34
習題238
第3章獨立磁盤冗余陣列/41
3.1RAID概述41
3.2條帶化技術42
3.3磁盤陣列的級別44
3.3.1RAID 044
3.3.2RAID 145
3.3.3RAID 245
3.3.4RAID 346
3.3.5RAID 446
3.3.6RAID 547
3.3.7RAID 648
3.3.8RAID 748
3.3.9組合RAID49
3.4RAID卡51
3.4.1RAID卡概述51
3.4.2SCSI RAID卡的工作原理52
3.5基于軟件的RAID53
3.5.1Linux下基于軟件的RAID53
3.5.2Windows下基于軟件的RAID56
3.6基于硬件和基于軟件的RAID技術比較58
3.7性能檢測與管理工具59
3.7.1文件系統(tǒng)的檢測工具59
3.7.2I/O性能測試工具62
3.7.3磁盤陣列卡管理工具64
習題368
第4章存儲文件系統(tǒng)/88
4.1文件系統(tǒng)概況88
4.1.1文件系統(tǒng)88
4.1.2元數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)管理89
4.2本地文件系統(tǒng)90
4.2.1FAT/FAT3290
4.2.2NTFS91
4.2.3UFS94
4.2.4Ext2/Ext3/Ext497
4.3網(wǎng)絡文件系統(tǒng)103
4.3.1NFS103
4.3.2CIFS109
4.4分布式文件系統(tǒng)114
4.4.1GlusterFS114
4.4.2Ceph123
4.5移動終端文件系統(tǒng)130
4.5.1Android的文件系統(tǒng)130
4.5.2Apple的文件系統(tǒng)134
4.5.3鴻蒙的文件系統(tǒng)136
習題4139
第5章網(wǎng)絡附接存儲/151
5.1NAS概述151
5.2NAS的存儲架構152
5.2.1整體結構152
5.2.2NAS軟件構成153
5.2.3NAS的實現(xiàn)架構154
5.3NAS協(xié)議156
5.3.1NFS協(xié)議156
5.3.2SMB/CIFS協(xié)議156
5.3.3文件傳輸協(xié)議156
5.4NAS文件系統(tǒng)157
5.5NAS資源158
5.5.1磁盤及分區(qū)158
5.5.2磁盤陣列158
5.5.3邏輯卷158
5.6集群NAS存儲系統(tǒng)159
5.6.1SAN共享存儲架構160
5.6.2集群文件系統(tǒng)的架構161
5.6.3pNFS（NFSv4.1）架構162
5.6.4集群文件系統(tǒng)162
5.7NAS的數(shù)據(jù)安全性163
5.8NAS存儲系統(tǒng)的性能評測164
5.8.1底層存儲設備的評測164
5.8.2網(wǎng)絡的評測164
5.8.3應用服務器的評測164
5.9FreeNAS164
5.9.1FreeNAS簡介164
5.9.2FreeNAS的特點165
5.9.3FreeNAS的安裝166
5.9.4配置FreeNAS網(wǎng)絡166
5.9.5管理FreeNAS服務器166
5.10Openfiler168
5.10.1Openfiler簡介168
5.10.2Openfiler的特點169
5.10.3Openfiler架構169
5.10.4Openfiler統(tǒng)一存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構170
5.10.5Openfiler安裝171
5.10.6管理Openfiler服務器172
5.11NAS性能測試工具172
習題5179
第6章存儲區(qū)域網(wǎng)/189
6.1SAN概述189
6.2SAN的優(yōu)勢191
6.3SAN光纖組件191
6.3.1光纖通道交換機191
6.3.2光纖通道卡193
6.3.3光纖跳線194
6.4FC197
6.4.1FC簡介197
6.4.2FC協(xié)議197
6.4.3SCSI協(xié)議201
6.4.4iSCSI協(xié)議205
6.5SAN組網(wǎng)技術209
6.6SAN小結218
習題6219
第7章虛擬存儲/230
7.1虛擬存儲概述230
7.2虛擬存儲的原理230
7.3虛擬存儲的拓撲結構231
7.4虛擬存儲的實現(xiàn)模式234
7.4.1基于主機的虛擬存儲234
7.4.2基于存儲設備的虛擬存儲236
7.4.3基于網(wǎng)絡的虛擬存儲237
7.5虛擬存儲管理工具239
7.5.1LVM239
7.5.2VMware vSphere245
7.5.3Openfiler248
習題7252
第8章云存儲/261
8.1云存儲技術概述261
8.2云存儲結構的模型262
8.3云存儲的分類265
8.4云存儲技術基礎266
8.4.1寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展266
8.4.2Web 2.0技術266
8.4.3應用存儲的發(fā)展267
8.4.4集群技術、網(wǎng)格技術和分布式文件系統(tǒng)267
8.4.5Docker與Kubernetes容器化技術268
8.5云存儲的關鍵技術279
8.5.1云存儲的虛擬存儲技術279
8.5.2云存儲的分布式存儲技術279
8.5.3云存儲的數(shù)據(jù)災備技術281
8.5.4云存儲的數(shù)據(jù)縮減技術283
8.5.5云存儲的內容分發(fā)網(wǎng)絡技術285
8.5.6云存儲的數(shù)據(jù)遷移技術288
8.5.7云存儲的數(shù)據(jù)容錯技術289
8.6OpenStack290
8.6.1OpenStack概述290
8.6.2OpenStack的組成構件290
8.6.3OpenStack中的Region293
8.6.4OpenStack的部署策略294
8.6.5OpenStack的命令295
8.7AWS云計算299
8.7.1AWS概述299
8.7.2計算服務300
8.7.3存儲服務300
8.7.4多可用區(qū)域部署301
習題8302
參考文獻/319
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