计算机存储技术与应用PDF电子书下载

第1章 计算机存储设备概述 1

1.1 磁存储设备 1

1.1.1 磁存储器的工作原理 1

1.1.2 软盘存储器 2

1.1.3 硬盘存储器 3

1.1.4 磁带存储器 4

1.2 光盘存储器 5

1.2.1 CD-ROM光驱的工作原理 6

1.2.2 CD-ROM光驱 7

1.2.3 DVD光驱 7

1.2.4 蓝光光盘驱动器 8

1.2.5 刻录机及其工作原理 8

1.3 SSD固态存储器 9

1.3.1 固态存储技术 9

1.3.2 SSD硬盘及其特点 10

1.3.3 混合硬盘 11

第2章 硬盘存储技术 13

2.1 硬盘基本结构 13

2.1.1 硬盘的内部构造 13

2.1.2 硬盘的基本工作原理 14

2.2 硬盘的组成 16

2.2.1 磁盘 16

2.2.2 主轴马达 16

2.2.3 磁头 17

2.2.4 硬盘接口 17

2.3 硬盘存储原理 18

2.3.1 硬盘存储结构 18

2.3.2 硬盘寻址模式 19

2.4 硬盘MBR分区的数据结构 21

2.4.1 固件区 21

2.4.2 主引导记录（MBR） 21

2.4.3 操作系统引导记录（DBR） 22

2.4.4 文件分配表（FAT） 22

2.4.5 目录区（DIR） 23

2.4.6 数据区（DATA） 23

2.5 硬盘GPT分区的数据结构 23

2.6 硬盘文件操作 24

2.6.1 FAT文件系统 24

2.6.2 NTFS文件系统 24

2.6.3 文件的操作 25

2.7 硬盘的防震和数据保护技术 25

2.7.1 硬盘防震技术 26

2.7.2 S.M.A.R.T技术 26

2.8 硬盘主要技术参数 26

2.8.1 硬盘容量 26

2.8.2 硬盘转速 27

2.8.3 单碟容量 27

2.8.4 缓存大小 27

2.8.5 平均寻道时间 27

2.8.6 内部数据传输速度 27

2.8.7 外部数据传输速度 27

2.8.8 接口 27

第3章 存储设备接口技术 28

3.1 IDE接口 28

3.1.1 IDE接口原理 28

3.1.2 IDE接口种类 29

3.2 SCSI接口 30

3.2.1 SCSI接口标准 30

3.2.2 SCSI接口类型 31

3.2.3 SCSI硬盘 32

3.2.4 SCSI接口的应用 32

3.3 SATA接口 33

3.3.1 SATA接口的优点 34

3.3.2 SATA接口标准 34

3.3.3 eSATA接口 35

3.3.4 mSATA接口 36

3.4 SAS接口 36

3.4.1 SAS接口标准 36

3.4.2 SAS硬盘 37

3.4.3 SAS接口的连接 37

3.4.4 SAS接口特点 39

3.5 iSCSI接口 39

3.5.1 iSCSI技术原理 40

3.5.2 iSCSI接口技术的特点 40

3.5.3 iSCSI接口的应用 41

3.6 USB接口 42

3.6.1 USB接口技术规范 43

3.6.2 USB接头 44

3.7 光纤（FC）接口 46

3.7.1 光纤（FC）存储原理 46

3.7.2 常见的光纤通道设备 47

第4章 存储架构 48

4.1 DAS——直连式存储 48

4.1.1 内置附加存储 48

4.1.2 DAS的结构和工作原理 49

4.1.3 DAS的特点与应用 50

4.2 NAS——网络附加存储 52

4.2.1 NAS的基本结构 52

4.2.2 网络文件系统 53

4.2.3 NAS设备 53

4.2.4 NAS的优点 55

4.2.5 NAS的缺点 56

4.3 FC-SAN 56

4.3.1 光纤通道协议 56

4.3.2 光纤通道端口 58

4.3.3 光纤通道的拓扑结构 58

4.3.4 FC-SAN系统结构 60

4.3.5 FC-SAN设备 61

4.3.6 FC-SAN拓扑结构 62

4.4 IP-SAN 65

4.4.1 iSCSI协议 65

4.4.2 iFCP协议和FCIP协议 67

4.4.3 IP-SAN的结构 68

4.4.4 IP-SAN的实现方式 70

4.4.5 IP-SAN的应用 71

4.4.6 IP-SAN的特点 71

第5章 磁盘阵列 73

5.1 磁盘阵列概述 73

5.1.1 组建磁盘阵列的目的 73

5.1.2 磁盘阵列的基本技术手段 74

5.1.3 磁盘阵列级别比较 75

5.2 磁盘阵列的级别及其工作原理 76

5.2.1 硬盘数据跨盘（Spanning） 76

5.2.2 RAID 0 77

5.2.3 RAID 1 79

5.2.4 RAID 10与RAID 0＋1 80

5.2.5 RAID lE 81

5.2.6 RAID 2 81

5.2.7 RAID 3 82

5.2.8 RAID 4 83

5.2.9 RAID 5 84

5.2.10 RAID 50 86

5.2.11 RAID 5E与RAID 5EE 88

5.2.12 RAID 6 89

5.3 “软”磁盘阵列 93

5.3.1 软件磁盘阵列原理 93

5.3.2 软件磁盘阵列的特点 96

5.4 磁盘阵列卡 97

5.4.1 磁盘阵列卡的分类 97

5.4.2 磁盘阵列卡的工作原理与特点 98

5.5 磁盘阵列柜 99

5.5.1 磁盘阵列柜的结构和原理 99

5.5.2 磁盘阵列柜的功能 100

5.5.3 磁盘阵列柜的特点 103

第6章 存储虚拟化与云存储 104

6.1 存储虚拟化 104

6.1.1 存储虚拟化的概念 104

6.1.2 存储虚拟化的实施方式 105

6.1.3 网络存储虚拟化的实施层面 107

6.1.4 块级和文件级存储虚拟化 108

6.2 虚拟内存 109

6.2.1 高速缓冲存储器Cache 109

6.2.2 虚拟内存的概念 109

6.2.3 虚拟内存的工作原理 110

6.2.4 虚拟内存的设置 111

6.2.5 虚拟内存及其高速缓冲存储器的特点 111

6.3 虚拟光驱 112

6.3.1 什么是虚拟光驱 112

6.3.2 光盘镜像文件 112

6.3.3 虚拟光驱软件 113

6.3.4 网络虚拟光驱 114

6.4 虚拟硬盘 115

6.4.1 基于内存的虚拟硬盘 116

6.4.2 基于文件的虚拟硬盘 117

6.4.3 基于网络的虚拟硬盘 118

6.5 云存储 119

6.5.1 云存储的概念 120

6.5.2 云存储的基本特性 120

6.5.3 云存储的关键技术 121

6.5.4 云存储系统的结构 121

6.5.5 云存储的类型 122

6.6 云存储的产品 122

6.6.1 云存储的应用 123

6.6.2 云存储产品介绍 123

6.6.3 云存储产品实例分析——金山云 125

第7章 磁盘阵列配置实例 129

7.1 软磁盘阵列的配置 129

7.1.1 建立带区卷 129

7.1.2 建立镜像卷 133

7.1.3 建立RAID-5卷 138

7.1.4 镜像卷的修复 140

7.1.5 RAID-5卷的修复 141

7.2 SiI 3114 SATA阵列卡 142

7.2.1 SiI 3114阵列卡简介 142

7.2.2 SiI 3114阵列卡的应用 143

7.2.3 磁盘阵列RAID0的配置 145

7.2.4 磁盘阵列RAID1的配置 147

7.2.5 磁盘阵列RAID5的配置 148

7.3 LSI MegaRAID SAS 9240-8i磁盘阵列卡的配置实例 150

7.3.1 LSI MegaRAID SAS 9240-8i阵列卡简介 150

7.3.2 LSI MegaRAID SAS 9240-8i 阵列卡的WebBlOS界面 151

7.3.3 查看和设置LSI MegaRAID SAS 9240-8i阵列卡的参数 153

7.3.4 查看和设置Virtual Drives（虚拟磁盘）的参数 154

7.3.5 创建磁盘阵列（以RAID5为例） 157

7.4 建联系列阵列柜的快速配置 160

7.4.1 POLARIS 2316 SATARAID system阵列柜简介 160

7.4.2 POLARIS 2316阵列柜的功能菜单 162

7.4.3 POLARIS 2316阵列柜的快速配置 163

7.5 IBM DS 3500阵列柜的配置 165

7.5.1 IBM DS 3500阵列柜简介 165

7.5.2 DS Storage Manager管理软件 166

7.5.3 管理磁盘阵列柜 168

7.5.4 创建磁盘阵列 169

7.5.5 设置热备源盘 174

第8章 存储设备的维护与数据恢复 176

8.1 硬盘的常规维护 176

8.1.1 硬盘的日常维护 176

8.1.2 硬盘故障及处理方法 177

8.1.3 硬盘的错误检查 178

8.1.4 碎片整理 179

8.1.5 硬盘的分区 180

8.2 硬盘维护工具软件 181

8.2.1 MHDD 181

8.2.2 DiskGenius 182

8.2.3 FBDisk（Fixed Bad Disk） 183

8.2.4 HDD Regenerator 183

8.2.5 效率源坏道修复软件 185

8.2.6 HD Tune 186

8.3 硬盘的镜像备份与恢复 187

8.3.1 Ghost软件的主要功能 187

8.3.2 分区克隆备份 188

8.3.3 从镜像文件恢复到分区 189

8.4 MHDD的应用 190

8.4.1 MHDD工具软件及运行环境 190

8.4.2 MHDD的主要功能 190

8.4.3 MHDD硬盘扫描与坏扇区修复 192

8.5 硬盘数据的恢复 193

8.5.1 数据恢复的注意事项 193

8.5.2 使用DiskGenius进行数据恢复 194

8.5.3 工具软件综合利用 197

8.6 磁盘阵列的维护 200

8.6.1 磁盘阵列的日常维护 200

8.6.2 定期进行数据一致性检查 201

8.7 磁盘阵列的数据恢复 202

8.7.1 磁盘阵列数据恢复原理 202

8.7.2 使用DiskGenius重组RAID 202

8.7.3 使用RAIDReconstructor重组RAID 205

8.7.4 使用RAID.Recovery重组RAI 208

8.7.5 硬盘镜像文件制作 210