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內(nèi)容簡介

　　當(dāng)?shù)谝粋€類人猿用沾滿炭灰的石頭在洞穴墻壁上刻下自己的形象時，“存儲”作為延續(xù)文明的工具就誕生了。當(dāng)古老的“存儲”遇到云計算，就成為了由云而生、依云而建的云存儲。本書呈現(xiàn)的是阿里云存儲團(tuán)隊通過保障數(shù)十 EB 數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和安全在十余年的自研之路得來的技術(shù)變革、實戰(zhàn)開發(fā)經(jīng)驗和教訓(xùn)，以及豐富的行業(yè)和場景應(yīng)用的解決方案。阿里云的存儲工程師們會在本書中盡力回答：超大規(guī)模的云存儲系統(tǒng)如何創(chuàng)建；如何滿足高峰值應(yīng)用的高帶寬和低延時需求；如何低成本、低能耗地長期保存和利用數(shù)據(jù)；如何保證全年 7×24 小時不間斷的超高可用性；如何保證用戶的數(shù)據(jù)安全；如何利用數(shù)據(jù)生命周期；如何根據(jù)用戶的需求彈性地部署和調(diào)度資源；如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和調(diào)度的高效及智能化；如何針對不同的行業(yè)給出合適的解決方案等問題。本書是阿里巴巴集團(tuán)存儲技術(shù)研發(fā)成果的集大成式講解和全面展示，既適合企業(yè) CTO、CIO、IT 經(jīng)理進(jìn)行決策時參考，也適合使用云計算進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)與部署的開發(fā)工程師、管理運維工程師、系統(tǒng)架構(gòu)師作為技術(shù)用書，對于想了解和學(xué)習(xí)云存儲的高校學(xué)生及相關(guān)從業(yè)者也有很高的科普價值。

作者簡介

　　阿里云基礎(chǔ)產(chǎn)品委員會主要負(fù)責(zé)阿里云的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全、云原生、穩(wěn)定性等產(chǎn)品技術(shù)架構(gòu)設(shè)計與開發(fā)，權(quán)威定義了包括云存儲在內(nèi)的云計算產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖書目錄

第 1 章　數(shù)據(jù)價值驅(qū)動存儲創(chuàng)新 ………………………………………1
1.1　數(shù)據(jù)與存儲 …………………………………………………………………… 2
1.2　存儲介質(zhì)的發(fā)展 ……………………………………………………………… 3
1.2.1 NAND Flash…………………………………………………………… 4
1.2.2 NVMe SSD …………………………………………………………… 7
1.3　存儲軟件技術(shù)發(fā)展 …………………………………………………………… 9
1.3.1　用戶態(tài)存儲軟件棧 …………………………………………………… 9
1.3.2　高性能用戶態(tài)存儲軟件平臺 …………………………………………12
1.4　存儲系統(tǒng)架構(gòu)的演進(jìn) ……………………………………………………… 13
1.4.1　硬件主導(dǎo)的存儲系統(tǒng)架構(gòu) ……………………………………………14
1.4.2　軟件主導(dǎo)的存儲系統(tǒng)架構(gòu) ……………………………………………16
1.4.3　面向云端的軟硬件協(xié)同存儲系統(tǒng)架構(gòu) ………………………………18
第 2 章　存儲關(guān)鍵技術(shù) ……………………………………………… 19
2.1　存儲協(xié)議類型 ……………………………………………………………… 20
2.1.1 SCSI 與 iSCSI …………………………………………………………20
2.1.2 NVMe …………………………………………………………………26
2.1.3 NVMeoF ………………………………………………………………34
2.1.4 RESTful API……………………………………………………………41
2.1.5　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) …………………………………………………………45
2.1.6 SMB 協(xié)議………………………………………………………………55
2.2　數(shù)據(jù)重刪與壓縮 …………………………………………………………… 58
2.2.1　數(shù)據(jù)重刪 ………………………………………………………………59
2.2.2　數(shù)據(jù)壓縮 ………………………………………………………………60
2.3　數(shù)據(jù)復(fù)制與冗余 …………………………………………………………… 61
2.3.1　數(shù)據(jù)復(fù)制 ………………………………………………………………61
2.3.2　數(shù)據(jù)備份與恢復(fù) ………………………………………………………62
2.3.3 RAID……………………………………………………………………64
2.3.4　多副本與糾刪碼 ………………………………………………………66
2.4　數(shù)據(jù)安全 …………………………………………………………………… 77
2.4.1　數(shù)據(jù)加密 ………………………………………………………………77
2.4.2　權(quán)限管理 ………………………………………………………………78
2.5　數(shù)據(jù)一致性 ………………………………………………………………… 81
2.5.1　分布式一致性 …………………………………………………………81
2.5.2　一致性對比分析 ………………………………………………………85
第 3 章　云存儲基礎(chǔ)組件 …………………………………………… 89
3.1　分布式存儲系統(tǒng) …………………………………………………………… 90
3.1.1　技術(shù)特點 ………………………………………………………………90
3.1.2　系統(tǒng)架構(gòu) ………………………………………………………………93
3.1.3　分布式文件協(xié)議 ………………………………………………………94
3.1.4　單機(jī)存儲引擎 …………………………………………………………99
3.1.5　高性能軟件棧 ……………………………………………………… 101
3.2　分布式鎖服務(wù) ……………………………………………………………… 104
3.2.1　從單機(jī)鎖到分布式鎖 ……………………………………………… 104
3.2.2　云存儲的分布式鎖 ………………………………………………… 106
3.3 高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)框架 ……………………………………………………… 110
3.3.1　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)面臨的挑戰(zhàn) ……………………………………………… 110
3.3.2　云存儲的高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù) ………………………………………… 111
3.4　鍵值存儲系統(tǒng) ……………………………………………………………… 118
3.4.1　鍵值存儲系統(tǒng)架構(gòu)的演變 ………………………………………… 118
3.4.2　阿里云鍵值存儲系統(tǒng) ……………………………………………… 121
第 4 章　云存儲的技術(shù)創(chuàng)新 ……………………………………… 125
4.1　云存儲服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新 ……………………………………………………… 126
4.1.1 快照技術(shù)的最新應(yīng)用 ……………………………………………… 126
4.1.2　共享塊存儲技術(shù) …………………………………………………… 129
4.1.3　對象存儲可用性技術(shù)實踐 ………………………………………… 133
4.1.4　對象存儲分布式緩存 ……………………………………………… 137
4.1.5　對象存儲異地多活容災(zāi)架構(gòu) ……………………………………… 139
4.1.6　文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性 …………………………………………… 144
4.1.7　文件系統(tǒng)的多租戶實踐 …………………………………………… 148
4.1.8　并行文件系統(tǒng)客戶端優(yōu)化 ………………………………………… 152
4.1.9　海量結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)存儲 …………………………………………… 155
4.2　云定義存儲技術(shù)創(chuàng)新 ……………………………………………………… 162
4.2.1　塊存儲技術(shù)能力 …………………………………………………… 162
4.2.2　對象存儲技術(shù)能力 ………………………………………………… 165
4.2.3　日志服務(wù)技術(shù)能力 ………………………………………………… 167
4.3　云數(shù)據(jù)管理技術(shù)創(chuàng)新 ……………………………………………………… 169
4.3.1　可觀測性技術(shù) ……………………………………………………… 169
4.3.2　數(shù)據(jù)重刪技術(shù) ……………………………………………………… 172
4.3.3　相冊與網(wǎng)盤服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù) ……………………………………… 173
4.3.4　智能媒體管理技術(shù) ………………………………………………… 178
第 5 章　云存儲的應(yīng)用實踐 ……………………………………… 181
5.1　視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲 ………………………………………………………… 182
5.2　大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)湖統(tǒng)一存儲 ………………………………………………… 183
5.3　多媒體數(shù)據(jù)存儲 …………………………………………………………… 188
5.4　高性能計算數(shù)據(jù)存儲 ……………………………………………………… 191
5.5　混合云災(zāi)備 ………………………………………………………………… 195
5.6　智能運維 AIOps …………………………………………………………… 197
5.7　容器數(shù)據(jù)存儲 ……………………………………………………………… 203
5.8　即時消息系統(tǒng)支撐實踐 …………………………………………………… 206
第 6 章　云存儲的未來展望 ……………………………………… 209
6.1　技術(shù)創(chuàng)新 …………………………………………………………………… 210
6.1.1 NAND Flash 技術(shù)的發(fā)展 ………………………………………… 210
6.1.2　新存儲介質(zhì)的出現(xiàn) ………………………………………………… 213
6.1.3　高性能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ………………………………………………… 215
6.2　來自行業(yè)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇 …………………………………………………… 217
6.2.1　云向邊緣的推進(jìn) …………………………………………………… 217
6.2.2　從“新基建”到“東數(shù)西算” …………………………………… 218
6.2.3　混合云存儲的快速發(fā)展 …………………………………………… 219
6.2.4　數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻 ………………………………………… 220