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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787115456526丛书名: ICT认证系列丛书
1.本书面向ICT 学院学生，作为学校指导教材。 2.本书摒弃了以清单罗列知识点的生硬做法，用逻辑性更强的文字描述知识点与知识点之间的联系。 3.本书按模块学习，内容深入浅出，使学生思路清晰，条理清楚，可以更好地掌握知识。
本书是华为ICT 学院数据存储技术官方教材，旨在帮助学生学习数据存储技术的基本概念和原理、以及存 储系统的搭建和使用。 本书从信息传递方式的变迁引出数字化信息管理与存储的概念，进而概述存储系统构成和存储基础技术， 再以磁盘阵列技术作为案例来阐述在同一存储设备上获得性能、容量、可用性三方面提升的设计思路；接下来 从存储接口、传输协议、关键技术和功能支持等方面来讨论几类存储系统，包括直接连接存储、存储区域网络、 网络附加存储、海量存储和灾备存储等。 本书不仅适用于华为ICT 学院的学生，同样适用于正在备考HCNA-Storage 认证，或者正在参加HCNAStorage 技术培训的学员进行阅读和参考。其他有志于从事ICT 行业的人员和数据存储技术爱好者也可以通过阅 读本书，加深自己对数据存储技术的理解。
第 1 章 信息数据管理………………………………………………………………………………………………0
1.1 信息技术发展史…………………………………………………………………………………………..2
1.2 数据与信息概述…………………………………………………………………………………………..5
1.2.1 数据的概念………………………………………………………………………………………………..6
1.2.2 信息的概念………………………………………………………………………………………………..7
1.2.3 数据与信息的关系………………………………………………………………………………………7
1.3 信息的重要性………………………………………………………………………………………………8
1.3.1 信息与生活………………………………………………………………………………………………..9
1.3.2 信息与商业………………………………………………………………………………………………..9
1.3.3 信息与工业………………………………………………………………………………………………10
1.3.4 信息与社会………………………………………………………………………………………………11
1.4 信息生命周期管理……………………………………………………………………………………..12
1.5 信息存储的挑战…………………………………………………………………………………………13
1.5.1 数字信息的增长………………………………………………………………………………………..13
1.5.2 信息存储的载体………………………………………………………………………………………..15
1.5.3 存储系统的发展………………………………………………………………………………………..16
1.6 本章小结……………………………………………………………………………………………………20
练习题………………………………………………………………………………………………………………20
第 2 章 存储系统介绍…………………………………………………………………………………………….22
2.1 IT 系统介绍……………………………………………………………………………………………….24
2.1.1 软件资源…………………………………………………………………………………………………25
2.1.2 计算资源…………………………………………………………………………………………………26
2.1.3 网络资源…………………………………………………………………………………………………27
2.1.4 存储资源…………………………………………………………………………………………………28
2.2 存储系统……………………………………………………………………………………………………29
2.2.1 存储层次结构…………………………………………………………………………………………..29
2.2.2 I/O 访问路径…………………………………………………………………………………………….31
2.2.3 文件系统…………………………………………………………………………………………………32
2.3 基本存储设备…………………………………………………………………………………………….35
2.3.1 机械硬盘…………………………………………………………………………………………………36
2.3.2 固态硬盘………………………………………………………………………………………………… 44
2.4 存储虚拟化………………………………………………………………………………………………. 46
2.4.1 存储虚拟化概述………………………………………………………………………………………. 46
2.4.2 数据块级虚拟化………………………………………………………………………………………. 47
2.4.3 文件级虚拟化………………………………………………………………………………………….. 49
2.5 本章小结………………………………………………………………………………………………….. 50
练习题……………………………………………………………………………………………………………… 50
第3 章 存储技术和组网………………………………………………………………………………………… 52
3.1 存储阵列系统…………………………………………………………………………………………… 54
3.1.1 阵列系统基本组成……………………………………………………………………………………. 54
3.1.2 存储阵列角色位置……………………………………………………………………………………. 55
3.1.3 存储阵列硬件组成……………………………………………………………………………………. 56
3.1.4 存储阵列级联组网……………………………………………………………………………………. 57
3.1.5 存储阵列扩控组网……………………………………………………………………………………. 60
3.2 存储阵列高可靠和高性能技术………………………………………………………………….. 62
3.2.1 存储阵列高可靠性技术……………………………………………………………………………… 62
3.2.2 存储阵列高性能技术…………………………………………………………………………………. 68
3.3 本章小结………………………………………………………………………………………………….. 69
练习题……………………………………………………………………………………………………………… 70
第4 章 传统磁盘驱动器的读写技术………………………………………………………………………. 72
4.1 RAID 基本概念………………………………………………………………………………………… 74
4.2 RAID 技术……………………………………………………………………………………………….. 76
4.2.1 关键技术………………………………………………………………………………………………… 76
4.2.2 JBOD 及RAID 级别………………………………………………………………………………….. 77
4.2.3 RAID 工作原理……………………………………………………………………………………….. 78
4.2.4 RAID 对比和应用…………………………………………………………………………………….. 91
4.3 RAID 数据保护………………………………………………………………………………………… 93
4.3.1 热备盘…………………………………………………………………………………………………… 93
4.3.2 预拷贝…………………………………………………………………………………………………… 94
4.3.3 失效重构………………………………………………………………………………………………… 95
4.3.4 RAID 状态……………………………………………………………………………………………… 96
4.4 LUN 虚拟化……………………………………………………………………………………………… 97
4.5 本章小结………………………………………………………………………………………………….. 99
练习题……………………………………………………………………………………………………………. 100
第5 章 RAID 2.0 技术…………………………………………………………………………………………102
5.1 RAID 2.0 技术原理………………………………………………………………………………….104
5.1.1 RAID 技术发展过程…………………………………………………………………………………104
5.1.2 RAID 2.0 基本原理………………………………………………………………………………….106
5.1.3 RAID 2.0 体系结构………………………………………………………………………………….107
5.2 RAID 2.0 应用………………………………………………………………………………………… 112
5.2.1 负载均衡……………………………………………………………………………………………….113
5.2.2 快速重构……………………………………………………………………………………………….113
5.2.3 故障自检自愈…………………………………………………………………………………………115
5.2.4 虚拟池化设计…………………………………………………………………………………………116
5.2.5 LUN 灵活组织………………………………………………………………………………………..117
5.2.6 空间动态分布…………………………………………………………………………………………118
5.3 本章小结………………………………………………………………………………………………….121
练习题…………………………………………………………………………………………………………….121
第6 章 DAS 技术介绍………………………………………………………………………………………….124
6.1 DAS 简介…………………………………………………………………………………………………126
6.1.1 DAS 基本概念………………………………………………………………………………………..126
6.1.2 内置DAS 形态………………………………………………………………………………………..127
6.1.3 外置DAS 形态………………………………………………………………………………………..127
6.2 DAS 技术特点………………………………………………………………………………………….128
6.3 SCSI 协议………………………………………………………………………………………………..129
6.3.1 SCSI 协议概览………………………………………………………………………………………..129
6.3.2 SCSI 通信过程………………………………………………………………………………………..131
6.3.3 SCSI 协议模型………………………………………………………………………………………..136
6.3.4 SCSI 读写操作过程………………………………………………………………………………….137
6.4 本章小结………………………………………………………………………………………………….139
练习题…………………………………………………………………………………………………………….139
第7 章 SAN 技术介绍………………………………………………………………………………………….142
7.1 SAN 存储基础………………………………………………………………………………………….144
7.1.1 SAN 概念………………………………………………………………………………………………144
7.1.2 SAN 组网………………………………………………………………………………………………146
7.1.3 SAN 组件………………………………………………………………………………………………148
7.1.4 DAS 和SAN 区别……………………………………………………………………………………149
7.2 FC SAN……………………………………………………………………………………………………150
7.2.1 FC SAN 概念………………………………………………………………………………………….150
7.2.2 FC 协议栈…………………………………………………………………………………………….. 151
7.2.3 FC 与SCSI 协议关系………………………………………………………………………………. 153
7.2.4 FC 典型组网拓扑和连接设备…………………………………………………………………….. 153
7.2.5 FC 端口……………………………………………………………………………………………….. 157
7.2.6 FC 分区（zone）的概念…………………………………………………………………………… 160
7.3 IP SAN……………………………………………………………………………………………………. 161
7.3.1 IP SAN 概念………………………………………………………………………………………….. 161
7.3.2 IP SAN 网络架构的优缺点……………………………………………………………………….. 162
7.3.3 IP SAN 组网形式……………………………………………………………………………………. 162
7.3.4 FC SAN 和IP SAN 对比…………………………………………………………………………… 163
7.3.5 iSCSI 协议栈…………………………………………………………………………………………. 164
7.3.6 iSCSI 存储设备与主机连接方式…………………………………………………………………. 166
7.3.7 iSCSI 应用场景………………………………………………………………………………………. 168
7.4 FCoE………………………………………………………………………………………………………. 168
7.4.1 FCoE 产生背景………………………………………………………………………………………. 169
7.4.2 FCoE 协议栈…………………………………………………………………………………………. 172
7.4.3 FCoE 应用场景………………………………………………………………………………………. 174
7.5 本章小结………………………………………………………………………………………………… 176
练习题……………………………………………………………………………………………………………. 176
第8 章 常用存储高级技术…………………………………………………………………………………… 178
8.1 自动精简技术…………………………………………………………………………………………. 181
8.1.1 自动精简技术背景………………………………………………………………………………….. 181
8.1.2 自动精简技术原理………………………………………………………………………………….. 181
8.1.3 自动精简技术应用………………………………………………………………………………….. 182
8.2 分层存储技术…………………………………………………………………………………………. 183
8.2.1 分层存储技术背景………………………………………………………………………………….. 183
8.2.2 分层存储技术分析………………………………………………………………………………….. 185
8.2.3 分层存储技术应用………………………………………………………………………………….. 186
8.3 Cache 技术……………………………………………………………………………………………… 189
8.3.1 Cache 技术背景……………………………………………………………………………………… 189
8.3.2 Cache 技术原理……………………………………………………………………………………… 189
8.4 快照技术………………………………………………………………………………………………… 190
8.4.1 快照技术背景………………………………………………………………………………………… 190
8.4.2 快照技术原理………………………………………………………………………………………… 190
8.4.3 快照技术特点及应用……………………………………………………………………………….. 192
8.5 克隆技术………………………………………………………………………………………………… 192
8.5.1 克隆技术背景………………………………………………………………………………………… 192
8.5.2 克隆技术原理…………………………………………………………………………………………193
8.6 远程复制技术…………………………………………………………………………………………..194
8.6.1 远程复制技术背景…………………………………………………………………………………..194
8.6.2 远程复制技术原理…………………………………………………………………………………..194
8.7 LUN 拷贝技术…………………………………………………………………………………………196
8.7.1 LUN 拷贝技术背景………………………………………………………………………………….196
8.7.2 LUN 拷贝技术原理………………………………………………………………………………….196
8.8 本章小结………………………………………………………………………………………………….197
练习题…………………………………………………………………………………………………………….197
第9 章 NAS 技术介绍………………………………………………………………………………………….198
9.1 NAS 产生与发展………………………………………………………………………………………200
9.1.1 NAS 产生背景………………………………………………………………………………………..200
9.1.2 NAS 概念………………………………………………………………………………………………201
9.1.3 NAS 网络拓扑………………………………………………………………………………………..202
9.2 NAS 组成与部件………………………………………………………………………………………205
9.3 NAS 文件共享协议…………………………………………………………………………………..205
9.3.1 CIFS 协议………………………………………………………………………………………………205
9.3.2 NFS 协议……………………………………………………………………………………………….208
9.3.3 CIFS 与NFS 协议对比………………………………………………………………………………211
9.4 NAS I/O 访问路径……………………………………………………………………………………212
9.5 NAS 和SAN 的比较…………………………………………………………………………………213
9.5.1 NAS 优点………………………………………………………………………………………………213
9.5.2 NAS 和SAN 对比……………………………………………………………………………………213
9.6 NAS 产品介绍………………………………………………………………………………………….214
9.7 本章小结………………………………………………………………………………………………….215
练习题…………………………………………………………………………………………………………….216
第 10 章 大数据存储基础……………………………………………………………………………………..218
10.1 大数据定义…………………………………………………………………………………………….220
10.2 大数据价值…………………………………………………………………………………………….221
10.2.1 大数据来源…………………………………………………………………………………………..221
10.2.2 大数据内容类型…………………………………………………………………………………….223
10.2.3 大数据组成…………………………………………………………………………………………..225
10.2.4 大数据价值…………………………………………………………………………………………..226
10.3 大数据特征…………………………………………………………………………………………….227
10.4 大数据处理流程……………………………………………………………………………………..229
10.5 大数据解决方案……………………………………………………………………………………. 230
10.5.1 互联网大数据解决方案………………………………………………………………………….. 230
10.5.2 OceanStor 9000 解决方案………………………………………………………………………… 232
10.5.3 FusionStorage 解决方案………………………………………………………………………….. 233
10.6 本章小结………………………………………………………………………………………………. 235
练习题……………………………………………………………………………………………………………. 235
第 11 章 容灾备份技术基础…………………………………………………………………………………. 236
11.1 备份简介………………………………………………………………………………………………. 238
11.1.1 备份概念及拓扑结构……………………………………………………………………………… 239
11.1.2 备份技术…………………………………………………………………………………………….. 246
11.1.3 备份策略的制订……………………………………………………………………………………. 249
11.1.4 典型备份方案………………………………………………………………………………………. 252
11.2 容灾简介………………………………………………………………………………………………. 254
11.2.1 容灾概念…………………………………………………………………………………………….. 254
11.2.2 容灾分类…………………………………………………………………………………………….. 257
11.2.3 容灾系统衡量指标………………………………………………………………………………… 257
11.2.4 典型容灾解决方案—两地三中心…………………………………………………………… 259
11.3 本章小结………………………………………………………………………………………………. 260
练习题……………………………………………………………………………………………………………. 260
第 12 章 存储系统配置、运维和管理…………………………………………………………………… 262
12.1 DeviceManager 介绍………………………………………………………………………………. 264
12.2 系统初始配置……………………………………………………………………………………….. 266
12.3 SAN 存储业务配置……………………………………………………………………………….. 266
12.4 NAS 存储业务配置……………………………………………………………………………….. 270
12.5 存储运维管理……………………………………………………………………………………….. 271
12.6 本章小结………………………………………………………………………………………………. 276
练习题……………………………………………………………………………………………………………. 277
术语表…………………………………………………………………………………………………………………… 278
参考文献……………………………………………………………………………………………………………….. 286
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