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文档简介
大话存储:存储系统底层架构原理极限剖析(终极版)演讲人2021-11-1101作者感言作者感言02序1序1
03序2序2
04序3序3
05序4序4
06关于书中的武侠情节关于书中的武侠情节071混沌初开——存储系统的前世今生1混沌初开——存储系统的前世今生1.3用计算机来处理信息、保存数据1.2信息、数据和数据存储1.1存储历史
1.2.1信息1.2.2什么是数据1.2.3数据存储
082IO大法——走进计算机IO世界2IO大法——走进计算机IO世界
2.1IO的通路——总线2.2.1IO总线是否可以看作网络2.2.2CPU、内存和磁盘之间通过网络来通信2.2计算机内部通信
2.3网中之网093磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.1硬盘结构3.2磁盘的通俗演绎3.3磁盘相关高层技术3.4硬盘接口技术3.5SCSI硬盘接口3.6磁盘控制器、驱动器控制电路和磁盘控制器驱动程序3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.8并行传输和串行传输3.10固态存储介质和固态硬盘3.12小结:网中有网,网中之网3.7内部传输速率和外部传输速率3.9磁盘的IOPS和传输带宽(吞吐量)3.11Memblaze闪存产品介绍3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.1硬盘结构CBA3.1.1盘片上的数据组织3.1.2硬盘控制电路简介3.1.3磁盘的IO单位3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.3磁盘相关高层技术3.3.1磁盘中的队列技术013.3.2无序传输技术023.3.3几种可控磁头扫描方式概论033.3.4关于磁盘缓存043.3.5影响磁盘性能的因素053磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.4硬盘接口技术3.4.1IDE硬盘接口13.4.2SATA硬盘接口23磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.6磁盘控制器、驱动器控制电路和磁盘控制器驱动程序CBA3.6.1磁盘控制器3.6.2驱动器控制电路3.6.3磁盘控制器驱动程序LOGO/3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.7内部传输速率和外部传输速率3.7.1内部传输速率13.7.2外部传输速率23磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.8并行传输和串行传输3.8.1并行传输3.8.2串行传输3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.9磁盘的IOPS和传输带宽(吞吐量)3.9.1IOPS3.9.2传输带宽LOGO/3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.10固态存储介质和固态硬盘013.10.1SSD固态硬盘的硬件组成023.10.2从Flash芯片读取数据的过程033.10.3向Flash芯片中写入数据的过程043.10.4Flash芯片的通病053.10.5NAND与NOR063.10.6SSD给自己开的五剂良药LOGO/3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.10固态存储介质和固态硬盘A3.10.7SSD如何处理Cell损坏3.10.8SSD的前景BLOGO/3磁盘大挪移——磁盘原理与技术详解3.11Memblaze闪存产品介绍3.11.1技术能力3.11.2产品能力104七星北斗——大话/详解七种RAID4七星北斗——大话/详解七种RAID4.1大话七种RAID武器0102030405064.1.1RAID0阵式4.1.2RAID1阵式4.1.3RAID2阵式4.1.4RAID3阵式4.1.5RAID4阵式4.1.6RAID5阵式4七星北斗——大话/详解七种RAID4.1大话七种RAID武器4.1.7RAID6阵式114.2七种RAID技术详解4.2七种RAID技术详解4.2.2RAID1技术详析4.2.4RAID3技术详析4.2.6RAID5技术详析4.2.1RAID0技术详析4.2.3RAID2技术详析4.2.5RAID4技术详析125降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.6大话文件系统5.5卷管理层5.4虚拟磁盘5.3磁盘阵列5.2RAID卡5.1操作系统中RAID的实现和配置5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.7文件系统中的IO方式LOGO/5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.1操作系统中RAID的实现和配置5.1.1WindowsServer2003高级磁盘管理015.1.2Linux下软RAID配置示例025降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.3磁盘阵列5.3.1RAID50015.3.2RAID10和RAID01025.4虚拟磁盘5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战15.4.1RAID组的再划分25.4.2同一通道存在多种类型的RAID组35.4.3操作系统如何看待逻辑磁盘45.4.4RAID控制器如何管理逻辑磁盘5.5卷管理层5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.5.2深入卷管理层5.5.4卷管理软件的实现5.5.6VxVM卷管理软件配置简介5.5.1有了逻辑盘就万事大吉了么?5.5.3Linux下配置LVM实例5.5.5低级VM和高级VM5.6大话文件系统5降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.6.1成何体统——没有规矩的仓库015.6.2慧眼识人——交给下一代去设计025.6.3无孔不入——不浪费一点空间035.6.4一箭双雕——一张图解决两个难题045.6.5宽容似海——设计也要像心胸一样宽055.6.6老将出马——权威发布065降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战5.6大话文件系统5.6.7一统江湖——所有操作系统都在用136阵列之行——大话磁盘阵列6阵列之行——大话磁盘阵列AEDFBC6.2精益求精——结合RAID卡实现外置磁盘阵列6.3独立宣言——独立的外部磁盘阵列6.5龙头凤尾——连接多个扩展柜6.4双龙戏珠——双控制器的高安全性磁盘阵列6.6锦上添花——完整功能的模块化磁盘阵列6.1初露端倪——外置磁盘柜应用探索6阵列之行——大话磁盘阵列6.7一脉相承——主机和磁盘阵列本是一家6.8天罗地网——SAN147熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI7熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI7.2系统与系统之间的语言——OSI初步7.4OSI与网络7.1人类模型与计算机模型的对比剖析7.3OSI模型的七个层次LOGO/7熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI7.1人类模型与计算机模型的对比剖析20207.1.1人类模型0120217.1.2计算机模型0220227.1.3个体间交流是群体进化的动力037熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI7.3OSI模型的七个层次7.3.1应用层17.3.3会话层37.3.5网络层57.3.2表示层27.3.4传输层47.3.6数据链路层67熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI7.3OSI模型的七个层次7.3.7物理层158勇破难关——FibreChannel协议详解8勇破难关——FibreChannel协议详解20178.1FC网络——极佳的候选角色0120188.2FC协议中的七种端口类型0220198.3FC适配器0320208.4改造盘阵前端通路——SCSI迁移到FC0420218.5引入FC之后0520228.6多路径访问目标068勇破难关——FibreChannel协议详解8.7FC交换网络节点4次Login过程简析LOGO/8勇破难关——FibreChannel协议详解8.1FC网络——极佳的候选角色8.1.1物理层018.1.3网络层038.1.5上三层058.1.2链路层028.1.4传输层048.1.6小结06LOGO/8勇破难关——FibreChannel协议详解8.2FC协议中的七种端口类型8.2.1N端口和F端口018.2.2L端口028.2.5G端口058.2.4E端口048.2.3NL端口和FL端口03169天翻地覆——FC协议的巨大力量9天翻地覆——FC协议的巨大力量AEDFBC9.2不甘示弱——后端也升级换代为FC9.3FC革命——完整的盘阵解决方案9.5中高端磁盘阵列整体架构简析9.4SAS大革命9.6磁盘阵列配置实践9.1FC交换网络替代并行SCSI总线的必然性9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.7HBA卡逻辑架构详析与SANBoot示例9.8国产中高端FC磁盘阵列9.9小结LOGO/9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.1FC交换网络替代并行SCSI总线的必然性A9.1.1面向连接与面向无连接9.1.2串行和并行B9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.3FC革命——完整的盘阵解决方案9.3.1FC磁盘接口结构019.3.2一个磁盘同时连入两个控制器的Loop中029.3.3共享环路还是交换——SBOD芯片级详解039.4SAS大革命9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.4.2SAS链路层9.4.4SAS传输层和应用层9.4.6SAS目前的优势和面临的挑战9.4.1SAS物理层9.4.3SAS网络层9.4.5SAS的应用设计和实际应用示例9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.5中高端磁盘阵列整体架构简析019.5.1IBMDS4800和DS5000控制器架构简析039.5.3IBMDS8000简介059.5.5EMC公司ClariionCX/CX3及DMX系列盘阵介绍029.5.2NetAppFAS系列磁盘阵列控制器简析049.5.4富士通ETERNUSDX8000磁盘阵列控制器结构简析069.5.6HDS公司AMS2000和USP系列盘阵介绍9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.5中高端磁盘阵列整体架构简析019.5.7HP公司MSA2000和EVA8000存储系统架构简介029.5.8传统磁盘阵列架构总结LOGO/9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.6磁盘阵列配置实践AB9.6.2基于EMC的CX700磁盘阵列配置实例9.6.1基于IBM的DS4500盘阵的配置实例LOGO/9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.7HBA卡逻辑架构详析与SANBoot示例A9.7.1HBA卡逻辑架构9.7.2支持Boot的HBA卡访问流程BLOGO/9天翻地覆——FC协议的巨大力量9.8国产中高端FC磁盘阵列9.8.1Infortrend中低端ESDS系列存储系统01029.8.2Infortrend中高端ESVA系列存储系统039.8.3Infortrend存储软件特性及配置界面1710三足鼎立——DAS、SAN和NAS10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.1NAS也疯狂10.2龙争虎斗——NAS与SAN之争10.3DAS、SAN和NAS10.4最终幻想——将文件系统语言承载于FC网络传输10.5长路漫漫——存储系统架构演化过程10.6泰山北斗——NetApp的NAS产品10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.7初露锋芒——BlueArc公司的NAS产品10.8宝刀未老——Infortrend公司NAS产品10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.1NAS也疯狂0110.1.1另辟蹊径——乱谈NAS的起家0210.1.2双管齐下——两种方式访问的后端存储网络0310.1.3万物归一——网络文件系统0410.1.4美其名曰——NAS10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.2龙争虎斗——NAS与SAN之争10.2.1SAN快还是NAS快0110.2.2SAN好还是NAS好0210.2.3与SAN设备的通信过程0310.2.4与NAS设备的通信过程0410.2.5文件提供者0510.2.6NAS的本质0610三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.5长路漫漫——存储系统架构演化过程110.5.1第一阶段:全整合阶段310.5.3第三阶段:外部独立磁盘阵列阶段210.5.2第二阶段:磁盘外置阶段410.5.4第四阶段:网络化独立磁盘阵列阶段510.5.5第五阶段:瘦服务器主机、独立NAS阶段610.5.6第六阶段:全分离式阶段LOGO/10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.5长路漫漫——存储系统架构演化过程10.5.7第七阶段:统一整合阶段10.5.9第九阶段:收缩阶段10.5.10第十阶段:强烈坍缩阶段10.5.8第八阶段:迅速膨胀阶段10三足鼎立——DAS、SAN和NAS10.6泰山北斗——NetApp的NAS产品10.6.1WAFL配合RAID40110.6.2DataONTAP利用了数据库管理系统的设计0210.6.3利用NVRAM来记录操作日志0310.6.4WAFL从不覆写数据041811大师之作——大话以太网和TCP/IP协议11大师之作——大话以太网和TCP/IP协议11.1共享总线式以太网11.2网桥式以太网11.5TCP/IP和以太网的关系11.3交换式以太网11.4TCP/IP协议11大师之作——大话以太网和TCP/IP协议11.1共享总线式以太网11.1.1连起来11.1.2找目标11.1.3发数据11大师之作——大话以太网和TCP/IP协议11.4TCP/IP协议CBA11.4.1TCP/IP协议中的IP11.4.2IP的另外一个作用11.4.3TCP/IP协议中的TCP和UDP1912异军突起——存储网络的新军IPSAN12异军突起——存储网络的新军IPSAN12.1横眉冷对——TCP/IP与FC12.3天生我才必有用——攻陷DiskSAN阵地12.5iSCSI磁盘阵列12.2自叹不如——为何不是以太网+TCP/IP12.4iSCSI交互过程简析12.6IPSAN12异军突起——存储网络的新军IPSAN12.12小结12.1110Gb以太网的威力初显12.10iSCSI卡Boot配置示例12.9iSCSI配置应用实例12.8FCSAN节节败退12.7增强以太网和TCP/IP的性能12异军突起——存储网络的新军IPSAN12.4iSCSI交互过程简析CBA12.4.1实例一:初始化磁盘过程12.4.2实例二:新建一个文本文档12.4.3实例三:文件系统位图12异军突起——存储网络的新军IPSAN12.9iSCSI配置应用实例12.9.1第一步:在存储设备上创建LUN12.9.2第二步:在主机端挂载LUN2013握手言和——IP与FC融合的结果13握手言和——IP与FC融合的结果13.1FC的窘境13.3网络通信协议的四级结构13.5Tunnel和Map融合方式各论13.2协议融合的迫切性13.4协议融合的三种方式13.6FC与IP协议之间的融合13握手言和——IP与FC融合的结果201713.7无处不在的协议融合01201813.8交叉融合02201913.9IFCP和FCIP的具体实现03202013.10局部隔离/全局共享的存储网络04202113.11多协议混杂的存储网络05202213.12IPOverFC0613握手言和——IP与FC融合的结果13.13FCoE13握手言和——IP与FC融合的结果13.5Tunnel和Map融合方式各论13.5.1Tunnel方式113.5.2Map方式213.13FCoE13握手言和——IP与FC融合的结果0113.13.1FcoE的由来0213.13.2FcoE的设计框架0313.13.3FcoE卡0413.13.4FcoE交换机0513.13.5解剖FCoE交换机0613.13.6存储阵列设备端的改动13握手言和——IP与FC融合的结果13.13FCoECBA13.13.7FcoE与iSCSI13.13.8FcoE的前景13.13.9OpenFCoE2114变幻莫测——虚拟化14变幻莫测——虚拟化14.1操作系统对硬件的虚拟化14.2计算机存储子系统的虚拟化14.3带内虚拟化和带外虚拟化14.4硬网络与软网络14.5用多台独立的计算机模拟成一台虚拟计算机14.6用一台独立的计算机模拟出多台虚拟计算机14变幻莫测——虚拟化14.8用控制器来虚拟其他磁盘阵列14.7用磁盘阵列来虚拟磁带库14.9飞康NSS存储虚拟化系统LOGO/14变幻莫测——虚拟化14.9飞康NSS存储虚拟化系统14.9.1存储虚拟化相关技术0114.9.2数据保护相关技术和产品0214.9.3异构迁移和容灾相关技术和产品032215众志成城——存储集群15众志成城——存储集群15.1集群概述15.3系统路径上
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