前    言

各位朋友，大家好。感谢您购买并阅读此书。我叫张冬，网名冬瓜头，山东人。承蒙各位朋友的大力帮助，让我写成了这本书。

创作背景

写这本书的初衷，就是为了让广大系统工程师、IT工作者对网络存储系统能有一个深入的了解。市面上已经有一些讲述网络存储系统的书籍，但是我发现对于初学者来说，这些书籍大多太过抽象晦涩，语言不够通俗易懂。而对于专业的网络存储工程师来说，这些书又不是必读之物。所以我就产生了写一本任何IT人都能看懂并且津津乐道的关于网络存储方面的书的想法。

创作过程

然而，当我真正新建一个文档准备往里敲字的时候，却发现，写作不是那么容易的，尤其是写一本让人人都能看懂的书。本书开稿日期我记得是在2006年9月。开始的时候，在3个月时间内就已经写完了大体的框架。然而，这个框架内容应该说是想到什么就写什么，也就是把我脑海里所有知道的东西都写出来，非常凌乱，更别说语言措辞了。然而，爆发的快，熄灭的也快。随后的几个月内，我再也找不到灵感应该写什么，怎么写了。这完全是由于本人知识匮乏所导致的。

第一阶段写作的过程中，随着写作进行，遇到的理论问题也越来越多。我晚上进行写作和思考遇到的问题，白天就上网查阅这些问题的理论根基，对于一些没有答案的问题，我就自己思考，琢磨答案，求助周围和网络上的高手们。

框架写成后，就是漫漫的充实之路。每天晚上，有了灵感，就修改一下，续写一下，没有灵感，就闭目欣赏音乐。

就这样，时间一直走到了2007年6月。我在网络上遇到了清华大学出版社编辑栾大成。这位编辑的随和与热心，深深地打动了我。和他交谈时，我感觉他是在帮助我写书，而不是我在求他为我出书。从此，我坚定了要把这本书写完的决心。我重新打开未完成的文档，业余时间全部投入到写作中。就这样，又写了8个月。这8个月中，大部分时间是在整理写完的章节，包括修改技术错误以及语言方面的不当。修改比新写要困难许多，有时候遇到一些不合适的地方，甚至需要整章都要重新构思并写作。

这本书的写作可以说是跨越了三地，先后为北京(2006年9月开稿于北京西二旗燕尚园)、青岛、大连，最后于2008年2月在大连收稿，接下来就是漫长的修订、完善过程。

读者对象

本书适合于已经或者打算进入存储领域的IT工程师阅读，同时也适合所有IT工作者和具有一定计算机系统知识和网络知识的读者。本书既适合初入存储行业的技术工程师、售前工程师和销售人员阅读，又适合资深存储行业人士以便提出宝贵意见和建议。

内容提要

第1章  盘古开天——存储系统的前世今生

介绍存储的历史和现状，各种需要掌握的主流技术。

第2章  IO大法——走进计算机IO世界 

本章介绍计算机系统是如何进行IO动作的。阐释了CPU、内存、磁盘三者是怎么联系起来并且从磁盘读写数据的。给出计算机总线的概念，CPU、内存和磁盘三者都在总线上，通过协议来互相交换数据。这一章是作为读者继续理解存储系统的基础。

第3章  磁盘大挪移——磁盘原理和技术详解 

本章介绍磁盘，包括磁盘的构造、原理、如何寻址、外部接口、高级磁盘技术。其中用了众多的类比，通俗讲述磁盘从存储数据、传输数据的详细过程。

第4章  七星北斗——大话/详解七种RAID   

本章是读者真正进入存储子系统的入口，讲述了RAID技术。前面部分使读者感性认识了RAID技术，后面部分在有了轮廓之后，从纯技术角度更深入地解释了RAID技术的细节。

第5章  降龙传说——RAID、虚拟磁盘、卷和文件系统实战   

本章前面部分描述了在RAID技术基础上的一些更加高级的存储技术，包括RAID控制器、RAID卡、虚拟磁盘，虚拟卷、卷管理。每个部分又分成多个细节部分来阐释。后面部分则描述了存储系统的一个重要层次，即文件系统。用了一个仓库模型来阐释了文件系统的作用原理。

第6章  阵列之行——大话磁盘阵列

本章是承前启后的一章，描述了磁盘阵列的发展，从最简单的JBOD模式的磁盘阵列开始，一直到高端复杂的带有RAID控制器的大型磁盘阵列。最后达到本章的高潮，即随着存储系统向主机外部扩展，其最终形态是网络存储系统，引出了本书后面部分要阐释的主体——存储区域网络(SAN)

第7章  熟读宝典——系统与系统之间的语言OSI

既然存储系统已经达到了网络化的程度，那么非常有必要向读者阐述一下网络OSI模型。本章用了各种比喻，向读者展现了OSI模型中的7个层次。

第8章 勇破难关——Fibre Channel协议详解  

本章阐释了Fibre Channel，一种广泛用于后端存储网络的网络技术。用以太网和Fibre Channel网络做了比较，并且虚拟了一个钻研存储技术的人物角色来完成这一章。这个角色根据OSI模型和以太网的实现思想，创造了Fibre Channel各个层次的协议系统，并以其得天独厚的优势成为了最适合存储网络适用的协议。

第9章  天翻地覆——FC协议的巨大力量  

本章写了Fibre Channel协议用于存储网络之后，对传统的基于SCSI的磁盘阵列架构带来的天翻地覆的变化。Fabric协议将传统的磁盘阵列的前端和后端协议统统替代了，实现了存储系统的彻彻底底的网络化改造。

第10章  三足鼎立——DAS、SAN和NAS   

本章阐释了现今存储领域的三大主要架构，即SAN、NAS、DAS。讲述了NAS的由来。Fabric将存储系统彻底网络化，而各种五花八门的协议又使文件系统也被网络化了。当今世界，任何东西都和网络扯上了关系，甚至洗衣机，冰箱都做上了以太网接口。没有什么不可以网络化的，只要有通信的需求，就可以网络化。

第11章  大师之作——大话以太网和TCP/IP协议  

本章是对下一章将要阐释的IP SAN所做的一个铺垫。要理解新兴的IP SAN，必须对TCP/IP协议有一定理解。本章向读者展现了TCP/IP协议的设计思想和实现方式，对以太网也做了说明。

第12章  异军突起——存储网络的新军IPSAN

本章阐释了IP SAN这个存储网络领域的新军。Fabric可以用于存储网络的协议，IP也可以。它们都是用于网络互联的协议，IP要在存储网络分一杯羹，且看IP有何过人之处可以让其和Fabric协议一决高下呢？本章将给出答案。

第13章  握手言和——IP与FC融合的结果

夫天下之势，分久必合，合久必分。网络存储领域也遵循这个规则。IP san和Fabric san激烈的竞争，表面上使其二者互相排斥远离，但还是那句话：“本是同根生，相煎何太急？”。没错，二者各有长处，也各有短处，为何二者不能合作，互相取长补短，形成新的协议体系呢？完全可以。本章就描述了这样两种新的协议体系，IP和Fabirc协议互相融合。作者在本章引入了一个新概念，即“通信协议间的相互作用”，并对这个概念做了深刻的比喻和透彻的阐释。

本章是本书的高潮，纵观本书，从一开始向读者介绍计算机总线、磁盘，到后来逐渐将磁盘向外扩充，形成盘阵，然后将盘阵与主机的连接网络化，然后将盘阵自身的各个模块彻底网络化。网络化之后，就是各种网络协议用于这个网络，再后来，各个协议之间相互融合，达到最高境界。

第14章  变幻莫测——虚拟化

虚拟化这个词，在计算机系统中无处不在。本章从物理层一直到应用层，向读者阐释了虚拟化在计算机系统各个层次中的作用原理。

第15章  众志成城——存储集群 

随着小型机和PC的成本不断降低，以前需要大型机方能进行的运算，现在也可以运用小型机甚至PC组成的集群系统来进行。本章向读者阐述三种集群(HA集群、LB集群、HPC集群)的概念和作用原理，以及集群系统中的存储子系统的一些概念和特点，包括集群文件系统等知识。

第16章  未雨绸缪——数据保护和备份技术

本章讲述了与存储密切相关的一个领域，就是数据保护和备份领域。面对庞大的数据，如何保证其安全性？在这一章，将向读者展现数据备份的方方面面。

第17章  愚公移山——存储容灾技术

本章描述了容灾系统的各个组成要件，从一个通俗的例子，一步一步带领读者认识到容灾系统的精髓　思想。

附录  五百年后

最近，固态硬盘和芯片存储技术炒得火热。我本人也相信，不超过10年或者更短时间，机械硬盘将彻底被逐出市场。故障率高、费电量大、体积庞大、速度已经达到技术极限等这些缺点似乎已经决定了机械硬盘的命运。而存储介质被替换成芯片之后，整个系统的架构就可能发生革命性的改变。本章中，作者对未来的系统架构做了自己的预测。

阅读指南

读者根据自己的理解程度和水平，可以略过一些认为已经掌握的内容。但是推荐读者顺序阅读每一章，以防由于缺乏连贯性导致的对后续章节的某些细节造成的误解。

致谢

感谢中国民航信息网络股份有限公司研发中心的曹迎军、张博、丁玎、乔靖四位同志的帮助！他们在很多计算机架构以及操作系统底层技术方面给了我大力支持，曹兄还在方法论方面深深的影响了我。同时也感谢中国航信研发中心的高新同志！

感谢存储在线论坛以及Cisco网络技术论坛的各位网友。如果没有你们的热烈参与就没有这本书的面世！

感谢清华大学出版社的栾大成编辑以及其他参与本书出版的工作人员！你们的热心帮助，才使得这本书从写成到出版一气呵成！

最后，感谢我的父母、女友。爱你们到永远！感谢母亲的谆谆教诲，为了儿子操劳了一辈子。感谢女友帮我打点生活。 

作者联系方式：冬瓜头

Email：myprotein@sina.com      

QQ：122567712

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作者水平有限，计算机技术无限，书中错误在所难免，希望广大读者纠正。谢谢！

声明

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编  者