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 1E 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WebBIOS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 SATA RAID 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RAID 208

8.7.5硬盘镜像文件制作 210