Linux開源存儲(chǔ)全棧詳解：從Ceph到容器存儲(chǔ)

第1章 Linux開源存儲(chǔ) 1
1．1 Linux和開源存儲(chǔ) 1
1．1．1 為什么需要開源存儲(chǔ) 3
1．1．2 Linux開源存儲(chǔ)技術(shù)原理和解決方案 6
1．2 Linux開源存儲(chǔ)系統(tǒng)方案介紹 8
1．2．1 Linux單節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)方案 8
1．2．2 存儲(chǔ)服務(wù)的分類 11
1．2．3 數(shù)據(jù)壓縮 13
1．2．4 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除 16
1．2．5 開源云計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái) 27
1．2．6 存儲(chǔ)管理和軟件定義存儲(chǔ) 29
1．2．7 開源分布式存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)解決方案 33
1．2．8 開源文檔管理系統(tǒng) 37
1．2．9 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化存儲(chǔ) 39
1．2．10 虛擬機(jī)/容器存儲(chǔ) 40
1．2．11 數(shù)據(jù)保護(hù) 43
1．3 三大頂級(jí)基金會(huì) 44
第2章 存儲(chǔ)硬件與協(xié)議 47
2．1 存儲(chǔ)設(shè)備的歷史軌跡 47
2．2 存儲(chǔ)介質(zhì)的進(jìn)化 53
2．2．1 3D NAND 53
2．2．2 3D XPoint 55
2．2．3 Intel Optane 58
2．3 存儲(chǔ)接口協(xié)議的演變 59
2．4 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù) 62
第3章 Linux存儲(chǔ)棧 67
3．1 Linux存儲(chǔ)系統(tǒng)概述 67
3．2 系統(tǒng)調(diào)用 69
3．3 文件系統(tǒng) 72
3．3．1 文件系統(tǒng)概述 73
3．3．2 Btrfs 75
3．4 Page Cache 80
3．5 Direct I/O 82
3．6 塊層（Block Layer） 83
3．6．1 bio與request 84
3．6．2 I/O調(diào)度 86
3．6．3 I/O合并 88
3．7 LVM 90
3．8 bcache 93
3．9 DRBD 96
第4章 存儲(chǔ)加速 99
4．1 基于CPU處理器的加速和優(yōu)化方案 100
4．2 基于協(xié)處理器或其他硬件的加速方案 103
4．2．1 FPGA加速 103
4．2．2 智能網(wǎng)卡加速 105
4．2．3 Intel QAT 107
4．2．4 NVDIMM為存儲(chǔ)加速 110
4．3 智能存儲(chǔ)加速庫(kù)（ISA-L） 111
4．3．1 數(shù)據(jù)保護(hù)：糾刪碼與磁盤陣列 112
4．3．2 數(shù)據(jù)安全：哈希 113
4．3．3 數(shù)據(jù)完整性：循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 115
4．3．4 數(shù)據(jù)壓縮：IGZIP 116
4．3．5 數(shù)據(jù)加密 117
4．4 存儲(chǔ)性能軟件加速庫(kù)（SPDK） 117
4．4．1 SPDK NVMe驅(qū)動(dòng) 119
4．4．2 SPDK應(yīng)用框架 133
4．4．3 SPDK用戶態(tài)塊設(shè)備層 136
4．4．4 SPDK vhost target 150
4．4．5 SPDK iSCSI Target 156
4．4．6 SPDK NVMe-oF Target 163
4．4．7 SPDK RPC 165
4．4．8 SPDK生態(tài)工具介紹 172
第5章 存儲(chǔ)安全 181
5．1 可用性 181
5．1．1 SLA 181
5．1．2 MTTR、MTTF和MTBF 182
5．1．3 高可用方案 183
5．2 可靠性 185
5．2．1 磁盤陣列 186
5．2．2 糾刪碼 187
5．3 數(shù)據(jù)完整性 188
5．4 訪問控制 189
5．5 加密與解密 191
第6章 存儲(chǔ)管理與軟件定義存儲(chǔ) 194
6．1 OpenSDS 194
6．1．1 OpenSDS社區(qū) 195
6．1．2 OpenSDS架構(gòu) 195
6．1．3 OpenSDS應(yīng)用場(chǎng)景 198
6．1．4 與Kubernetes集成 200
6．1．5 與OpenStack集成 200
6．2 Libvirt存儲(chǔ)管理 201
6．2．1 Libvirt介紹 201
6．2．2 Libvirt存儲(chǔ)池和存儲(chǔ)卷 205
第7章 分布式存儲(chǔ)與Ceph 206
7．1 Ceph體系結(jié)構(gòu) 209
7．1．1 對(duì)象存儲(chǔ) 211
7．1．2 RADOS 212
7．1．3 OSD 212
7．1．4 數(shù)據(jù)尋址 214
7．1．5 存儲(chǔ)池 219
7．1．6 Monitor 220
7．1．7 數(shù)據(jù)操作流程 227
7．1．8 Cache Tiering 228
7．1．9 塊存儲(chǔ) 230
7．1．10 Ceph FS 232
7．2 后端存儲(chǔ)ObjectStore 235
7．2．1 FileStore 236
7．2．2 BlueStore 240
7．2．3 SeaStore 243
7．3 CRUSH算法 244
7．3．1 CRUSH算法的基本特性 244
7．3．2 CRUSH算法中的設(shè)備位置及狀態(tài) 246
7．3．3 CRUSH中的規(guī)則與算法細(xì)節(jié) 249
7．3．4 CRUSH算法實(shí)踐 254
7．3．5 CRUSH算法在Ceph中的應(yīng)用 261
7．4 Ceph可靠性 262
7．4．1 OSD多副本 263
7．4．2 OSD糾刪碼 264
7．4．3 RBD mirror 265
7．4．4 RBD Snapshot 267
7．4．5 Ceph數(shù)據(jù)恢復(fù) 271
7．4．6 Ceph一致性 274
7．4．7 Ceph Scrub機(jī)制 278
7．5 Ceph中的緩存 279
7．5．1 RBDCache具體實(shí)現(xiàn) 285
7．5．2 固態(tài)硬盤用作緩存 287
7．6 Ceph加密和壓縮 289
7．6．1 加密 289
7．6．2 壓縮 291
7．6．3 加密和壓縮的加速 294
7．7 QoS 294
7．7．1 前端QoS 294
7．7．2 后端QoS 295
7．7．3 dmClock客戶端 297
7．8 Ceph性能測(cè)試與分析 298
7．8．1 集群性能測(cè)試 299
7．8．2 集群性能數(shù)據(jù) 304
7．8．3 綜合測(cè)試分析工具 307
7．8．4 高級(jí)話題 311
7．9 Ceph與OpenStack 315
第8章 OpenStack存儲(chǔ) 318
8．1 Swift 321
8．1．1 Swift體系結(jié)構(gòu) 321
8．1．2 環(huán) 327
8．1．3 Swift API 330
8．1．4 認(rèn)證 331
8．1．5 對(duì)象管理與操作 333
8．1．6 數(shù)據(jù)一致性 337
8．2 Cinder 338
8．2．1 Cinder體系結(jié)構(gòu) 338
8．2．2 Cinder API 341
8．2．3 cinder-scheduler 342
8．2．4 cinder-volume 343
8．2．5 cinder-backup 347
第9章 容器存儲(chǔ) 348
9．1 容器 348
9．1．1 容器技術(shù)框架 350
9．1．2 Docker 353
9．1．3 容器與鏡像 355
9．2 Docker存儲(chǔ) 356
9．2．1 臨時(shí)存儲(chǔ) 357
9．2．2 持久化存儲(chǔ) 366
9．3 Kubernetes存儲(chǔ) 369
9．3．1 Kubernetes核心概念 370
9．3．2 Kubernetes數(shù)據(jù)卷管理 376
9．3．3 Kubernetes CSI 380