信息存储与管理

第1部分　存储系统

第1章　信息存储与管理的介绍　18

1.1　信息存储　19

1.1.1　数据　19

1.1.2　数据类型　20

1.1.3　信息　21

1.1.4　存储　21

1.2　存储技术和架构的发展　21

1.3　数据中心基础设施　22

1.3.1　核心部件　23

1.3.2　数据中心部件的关键需求　23

1.3.3　管理存储基础设施　24

1.4　信息管理中的关键挑战　25

1.5　信息生命周期　25

1.5.1　信息生命周期管理　25

1.5.2　ILM实现　26

1.5.3　ILM的优点　26

小结　27

第2章　存储系统环境　29

2.1　存储系统环境的组成　29

2.1.1　主机　29

2.1.2　连接　30

2.1.3　存储设备　32

2.2　磁盘驱动部件　32

2.2.1　盘片　33

2.2.2　主轴　33

2.2.3　读写头　33

2.2.4　驱动臂装置　34

2.2.5　控制器　34

2.2.6　物理磁盘的结构　34

2.2.7　分区位记录　35

2.2.8　逻辑块寻址　36

2.3　磁盘驱动器的性能　36

2.4　影响磁盘性能的基本准则　37

2.5　主机的逻辑部件　40

2.5.1　操作系统　40

2.5.2　设备驱动　40

2.5.3　卷管理器　40

2.5.4　文件系统　41

2.5.5　应用　43

2.6　应用程序的需求和磁盘的性能　44

小结　46

第3章　数据保护：RAID　48

3.1　RAID的实现　48

3.1.1　软件RAID　48

3.1.2　硬件RAID　49

3.2　RAID阵列的组成　49

3.3　RAID级别　50

3.3.1　分条(Striping)　50

3.3.2　数据镜像　51

3.3.3　奇偶校验　51

3.3.4　RAID 0　52

3.3.5　RAID 1　52

3.3.6　嵌套RAID　53

3.3.7　RAID 3　54

3.3.8　RAID 4　54

3.3.9　RAID 5　55

3.3.10　RAID 6　55

3.4　各种RAID的比较　56

3.5　RAID对磁盘性能的影响　56

3.6　热备用　57

小结　58

第4章　智能存储系统　59

4.1　智能存储系统的组成部分　59

4.1.1　前端　60

4.1.2　高速缓存　61

4.1.3　后端　64

4.1.4　物理磁盘　64

4.2　智能存储阵列　65

4.2.1　高端存储阵列　66

4.2.2　中档存储阵列　66

4.3　概念实践：EMC CLARiiON和Symmetrix　67

4.3.1　CLARiiON存储阵列　67

4.3.2　CLARiiON CX4体系结构　68

4.3.3　管理CLARiiON　69

4.3.4　Symmetrix存储阵列　69

4.3.5　Symmetrix组成部分概览　70

4.3.6　Direct Matrix架构　71

小结　73

第2部分　存储网络技术和虚拟化

第5章　直连存储和SCSI介绍　75

5.1　DAS类别　75

5.1.1　内置DAS　75

5.1.2　外置DAS　75

5.2　DAS的优点和局限性　75

5.3　磁盘驱动器接口　76

5.3.1　IDE/ATA　76

5.3.2　SATA　77

5.3.3　并行SCSI　77

5.4　并行SCSI介绍　78

5.4.1　SCSI的演化　78

5.4.2　SCSI接口　79

5.4.3　SCSI-3架构　80

5.4.4　并行SCSI编址　82

5.5　SCSI指令模型　83

5.5.1　CDB结构　83

5.5.2　操作码　83

5.5.3　控制字段　84

5.5.4　状态　85

小结　85

第6章　信息存储与管理的介绍　86

6.1　光纤通道：概览　86

6.2　SAN及其演化　87

6.3　SAN组件　88

6.3.1　节点端口　88

6.3.2　布线　89

6.3.3　互连设备　90

6.3.4　存储阵列　90

6.3.5　SAN管理软件　90

6.4　FC连接　91

6.4.1　点对点　91

6.4.2　光纤通道仲裁环　91

6.4.3　光纤通道交换fabric　92

6.5　光纤通道端口　94

6.6　光纤通道结构　95

6.6.1　光纤通道协议栈　95

6.6.2　光纤通道编址　96

6.6.3　FC帧　98

6.6.4　FC数据的结构和组织　99

6.6.5　流量控制　99

6.6.6　服务类　99

6.7　分区　100

6.8　光纤通道登录类型　101

6.9　FC拓扑　102

6.9.1　核心—边缘Fabric　102

6.9.2　Mesh拓扑　103

6.10　实践中的概念：EMC Connectrix　104

6.10.1　Connectrix交换机　104

6.10.2　Connetrix导向器　105

6.10.3　Connectrix管理工具　105

小结　106

第7章　网络连接存储　107

7.1　通用服务器与NAS设备　107

7.2　NAS的优势　108

7.3　NAS文件I/O　108

7.3.1　文件系统和远程文件共享　109

7.3.2　文件系统访问　109

7.3.3　文件共享　109

7.4　NAS组件　110

7.5　NAS实现　110

7.5.1　集成式NAS　110

7.5.2　网关式NAS　111

7.5.3　集成式NAS连接　111

7.5.4　网关式NAS连接　112

7.6　NAS文件共享协议　112

7.6.1　NFS　112

7.6.2　CIFS　113

7.7　NAS的I/O操作　113

7.8　影响NAS性能和可用性的因素　114

7.9　NAS实例：EMC Celerra　116

7.9.1　体系结构　116

7.9.2　Celerra产品系列　118

7.9.3　Celerra管理软件　119

小结　119

第8章　IP SAN　121

8.1　iSCSI　122

8.1.1　iSCSI组件　122

8.1.2　主机连接　122

8.1.3　iSCSI的连接拓扑　123

8.1.4　iSCSI协议栈　124

8.1.5　iSCSI发现　125

8.1.6　iSCSI名称　126

8.1.7　iSCSI会话　126

8.1.8　iSCSI PDU　126

8.1.9　报文的排序和标号　127

8.1.10　iSCSI错误处理和安全　128

8.2　FCIP　128

8.2.1　FCIP拓扑　129

8.2.2　性能和安全　130

小结　130

第9章　内容寻址存储　132

9.1　固定内容与归档　132

9.2　归档的类型　133

9.3　存储的功能和优势　134

9.4　CAS体系架构　135

9.5　CAS中的对象存取　136

9.6　CAS实例　138

9.6.1　医疗保健行业解决方案：病历存储　138

9.6.2　金融行业解决方案：财务数据存储　138

9.7　实现方法：EMC Centera　139

9.7.1　EMC Centera模式　139

9.7.2　EMC Centera 架构　139

9.7.3　Centera工具　141

9.7.4　EMC Centera Universal Access　141

小结　142

第10章　存储虚拟化　143

10.1　虚拟化的形式　143

10.1.1　内存虚拟化　143

10.1.2　网络虚拟化　144

10.1.3　服务器虚拟化　144

10.1.4　存储虚拟化　145

10.2　SNIA的存储虚拟化分类　146

10.3　存储虚拟化配置　147

10.4　存储虚拟化的挑战　147

10.4.1　可扩展性　147

10.4.2　功能性　148

10.4.3　可管理性　148

10.4.4　技术支持　148

10.5　存储虚拟化的类型　148

10.5.1　块级存储虚拟化　148

10.5.2　文件级虚拟化　149

10.6　实现方法　150

10.6.1　EMC Invista　150

10.6.2　Rainfinity　152

小结　154

第3部分　业务连续性

第11章　业务连续性概述　156

11.1　信息可用性　156

11.1.1　信息不可用的因素　156

11.1.2　信息可用性度量　157

11.1.3　停机时间的后果　158

11.2　BC术语　158

11.3　BC计划生命周期　159

11.4　故障分析　161

11.4.1　单点故障　161

11.4.2　容错　161

11.4.3　多路径软件　162

11.5　业务影响分析　162

11.6　BC技术方案　163

11.7　实例：EMC PowerPath　163

11.7.1　PowerPath特征　163

11.7.2　动态负载平衡　163

11.7.3　自动路径失败切换　164

小结　166

第12章　备份和恢复　168

12.1　备份目的　168

12.1.1　灾难恢复　168

12.1.2　可操作备份　168

12.1.3　归档　169

12.2　备份考虑　169

12.3　备份粒度　169

12.4　恢复考虑　171

12.5　备份方法　172

12.6　备份过程　172

12.7　备份和恢复操作　173

12.8　备份拓扑结构　174

12.9　NAS环境的备份　176

12.10　备份技术　179

12.10.1　备份到磁带　179

12.10.2　物理磁带库　179

12.10.3　备份到磁盘　180

12.10.4　虚拟磁带库　181

12.11　实例分析——EMC网络工作器(NetWorker)　182

12.11.1　NetWorker备份操作　183

12.11.2　NetWorker恢复　183

12.11.3　EmailXtender　184

12.11.4　DiskXtender　184

12.11.5　Avamar　184

12.11.6　EMC磁盘库(EDL)　185

小结　185

第13章　本地复制　186

13.1　源和目标　186

13.2　本地副本的用途　186

13.3　数据一致性　187

13.3.1　复制文件系统的一致性　187

13.3.2　复制数据库的一致性　188

13.4　本地复制技术　189

13.4.1　基于主机的本地复制　189

13.4.2　基于存储阵列的复制　190

13.5　恢复和重启的考虑　195

13.6　创建多个副本　196

13.7　管理接口　197

13.8　实践中的概念：EMC TimeFinder和EMC SnapView　197

13.8.1　TimeFinder/Clone　197

13.8.2　TimeFinder/Mirror　198

13.8.3　EMC SnapView　199

13.8.4　EMC SnapSure　200

小结　200

第14章　远程复制　201

14.1　远程复制模式　201

14.2　远程复制技术　202

14.2.1　基于主机的远程复制　202

14.2.2　基于阵列的远程存储复制　204

14.2.3　基于SAN的远程复制　209

14.3　网络基础设施　210

14.3.1　DWDM　210

14.3.2　SONET　211

14.4　实践中的概念：EMC SRDF、EMC SAN Copy和EMC MirrorView　211

14.4.1　SRDF家族　211

14.4.2　SRDF灾难恢复　211

14.4.3　SRDF并行存取操作　212

14.4.4　EMC SAN Copy　213

14.4.5　EMC MirrorView　214

小结　214

第4部分　存储安全与管理

第15章　确保存储基础设施安全　217

15.1　存储安全框架　217

15.2　风险三元组　218

15.2.1　资产　218

15.2.2　威胁　219

15.2.3　漏洞　219

15.3　存储安全域　220

15.3.1　保证应用程序访问域的安全　220

15.3.2　保证管理访问域的安全　223

15.3.3　保证备份、恢复和存档的安全(BURA)　224

15.4　存储网络中安全措施的实施　225

15.4.1　SAN　225

15.4.2　NAS　228

15.4.3　IP SAN　232

小结　233

第16章　管理存储基础设施　234

16.1　监测存储基础设施　234

16.1.1　监测的参数　235

16.1.2　组件监测　235

16.1.3　监测的实例　237

16.1.4　警报　241

16.2　存储管理活动　241

16.2.1　可用性管理　242

16.2.2　容量管理　242

16.2.3　性能管理　242

16.2.4　安全性管理　242

16.2.5　报告　242

16.2.6　存储管理事例　243

16.3　存储基础设施管理的挑战　245

16.4　开发一种理想化的解决方案　246

16.4.1　存储管理计划　246

16.4.2　企业管理平台　248

16.5　实际应用中的概念：EMC ControlCenter　248

16.5.1　ControlCenter特性和功能　248

16.5.2　ControlCenter架构　248

小结　252

附录A　缩略语　253

附录B　术语表　261

《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》所涵盖的概念、原理和方案部署理念贯穿了整个信息存储和管理技术的范畴，《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》包含4个部分，主要阐述以下方面的内容：数据存储和数据管理面临的挑战，智能化存储系统，存储网络(FC-SAN、IP-SAN、NAS)，备份、恢复和归档(包括CAS)，业务连续性和冗灾，存储安全和虚拟化，存储基础架构的管理和监控等。
　　《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》适合作为高校信息管理专业的教材或参考书，同时也非常适合信息管理专业技术人员、IT经理人等专业人士阅读参考。信息的管理和安全对于企业的成功至关重要，它已经发展成为一门高度成熟和复杂的IT支柱产业和学科，《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》是一本系统全面的存储技术书籍。

中国电子学会，中国计算机学会信息存储技术专业委员会推荐教材。
　　信息的管理和安全对于企业的成功至关重要：曾几何时，信息的存储和管理只是单调的日幂运莒维护工作，过程相对简单，时至今日，它已经发展成为一门高度成熟和复杂的IT支柱产业和学科，信息存储和管理科学针对信息的存储、管理、联网、访问、保护、安全、共享和优化提供了一系列针对性的解决方案。
　　为了应对数字信息指数级的增长与随之而来的日益复杂和精密的信息管理技术，市场呼唤着大量的信息管理专业技术人员。IT经理人正面临着前所未有的一项挑战：招聘和培养具备高超技术的信息存储专业人士。
　　《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》所涵盖的概念、原理和方案部署理念贯穿了整个信息存储和管理技术的范畴：主要阐述以下方面的内容：数据存储和数据管理面临的挑战；业务连续性和冗灾；智能化存储系统；存储安全和虚拟化；存储网络（FC-SAN、IP-SAN、NAS）；存储基础架构的管理和监控；备份、恢复和归档（包括CAS）。
　　EMC专业认证体系是信息存储和管理业界公认的最为重要的资格认证获得此项认证不仅是对您自身价值的投资，同时也是通过业界最为完善的培训和认证系统对您所掌握的知识、技术和经验进行一次全面的测试。《信息存储与管理：数字信息的存储、管理和保护》能够为您通过EMC信息存储和管理考试（E20-001）并获得EMC专业认证助理级证书助一臂之力。
　　EMC公司（纳斯达克：EMC）是世界领先的信息基础架构技术和解决方案的开拓先驱和供应厂商，致力于帮助各种类型帕企业和组织增强竟争力，革新运用信息创造价值的方式。