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名人/編輯推薦
序
目次
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《國之重器出版工程 大數據存儲技術》由淺入深，層層深入，從基本原理著手，逐步過渡到大數據存儲的新技術的發展。
《國之重器出版工程 大數據存儲技術》以扎實的理論分析為基礎，系統、深入地介紹了分布式文件系統和分布式鍵值存儲的基本原理及其關鍵問題與解決手段、大數據存儲系統的關聯技術與進展，包括基於群組的網絡文件共享、存儲系統的容災、重復數據刪除技術和大數據糾刪碼存儲技術。對大數據存儲技術的研究和應用有積極的促進作用。
《國之重器出版工程 大數據存儲技術》的讀者物件主要為高等院校的學者和研究生，數據存儲架構師、咨詢顧問，以及企業內部的相關業務人員。
《國之重器出版工程 大數據存儲技術》以扎實的理論分析為基礎，系統、深入地介紹了分布式文件系統和分布式鍵值存儲的基本原理及其關鍵問題與解決手段、大數據存儲系統的關聯技術與進展，包括基於群組的網絡文件共享、存儲系統的容災、重復數據刪除技術和大數據糾刪碼存儲技術。對大數據存儲技術的研究和應用有積極的促進作用。
《國之重器出版工程 大數據存儲技術》的讀者物件主要為高等院校的學者和研究生，數據存儲架構師、咨詢顧問，以及企業內部的相關業務人員。
作者簡介
陳康
清華大學計算機系研究員，主要從事分布式系統、存儲系統、大數據系統方面的研究工作。發表學術論文50餘篇，曾獲得國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎科技進步特等獎和一等獎、中創軟件人才獎等獎項。
武永衛
清華大學計算機系教授，主要從事並行與分布式系統方面的研究工作。發表學術論文100餘篇，入選國家“萬人計劃”科技創新領軍人才，曾獲得國家科學技術進步獎二等獎、國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎科技進步特等獎和一等獎等獎項。
餘宏亮
清華大學計算機系副研究員，主要從事並行系統、分布式系統、存儲系統方面的研究工作。發表學術論文40餘篇，曾獲得國家科學技術進步獎二等獎、國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎技術發明一等獎、高等學校科學研究優秀成果獎科學技術進步獎一等獎等獎項。
張廣艷
清華大學計算機系長聘副教授、博士生導師，主要從事大數據存儲與分析的理論和方法研究，包括大數據計算、存儲系統與分布式處理等方面。研究得到包括國家杰出青年科學基金、國家重點研發計劃、973計劃和863計劃等多項國家科研項目的支持。發表學術論文40餘篇，近5年以第一發明人獲得美國發明專利授權1項、中國發明專利授權7項。
清華大學計算機系研究員，主要從事分布式系統、存儲系統、大數據系統方面的研究工作。發表學術論文50餘篇，曾獲得國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎科技進步特等獎和一等獎、中創軟件人才獎等獎項。
武永衛
清華大學計算機系教授，主要從事並行與分布式系統方面的研究工作。發表學術論文100餘篇，入選國家“萬人計劃”科技創新領軍人才，曾獲得國家科學技術進步獎二等獎、國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎科技進步特等獎和一等獎等獎項。
餘宏亮
清華大學計算機系副研究員，主要從事並行系統、分布式系統、存儲系統方面的研究工作。發表學術論文40餘篇，曾獲得國家科學技術進步獎二等獎、國家技術發明獎二等獎、中國電子學會科學技術獎技術發明一等獎、高等學校科學研究優秀成果獎科學技術進步獎一等獎等獎項。
張廣艷
清華大學計算機系長聘副教授、博士生導師，主要從事大數據存儲與分析的理論和方法研究，包括大數據計算、存儲系統與分布式處理等方面。研究得到包括國家杰出青年科學基金、國家重點研發計劃、973計劃和863計劃等多項國家科研項目的支持。發表學術論文40餘篇，近5年以第一發明人獲得美國發明專利授權1項、中國發明專利授權7項。
名人/編輯推薦
本書的理論及學術水平較高。區別於一般已出版的大數據圖書，本書的特色是深入分析大數據存儲理論和關鍵技術，向讀者展示如何結合中國計算機當前產業特點，開展與大數據存儲系統相關的自主創新性研制工作，為高校師生和從事大數據技術開發的工程人員提供理論指導和實務操作指南。
序
大數據存儲是為保存、管理和檢索海量數據而專門設計的基礎存儲設施。計算機系統結構正在從以計算為中心向以數據為中心發展。這種發展趨勢對存儲系統在容量、性能、可用性、擴展性和成本等方面都提出了更高要求。本書主要討論大數據存儲系統的關鍵技術以及相關研究進展。本書的內容組織首先從基本原理著手，並逐步過渡到大數據存儲的新技術的發展。本書的基本原理部分對分布式文件系統和分布式鍵值存儲展開討論，介紹其中的關鍵問題與解決手段。在讀者對大數據存儲知識有了初步了解之後，本書餘下的部分將介紹大數據存儲系統的關聯技術與進展，包括基於群組的網絡文件共享、存儲系統的容災、重復數據刪除技術和大數據存儲糾刪碼技術。
在閱讀本書之前，讀者應當了解計算機系統方面的基礎知識，包括常用的數據結構、文件系統、網絡基礎知識等。
在閱讀本書之前，讀者應當了解計算機系統方面的基礎知識，包括常用的數據結構、文件系統、網絡基礎知識等。
目次
第 1章 緒論 001
1．1 大數據存儲系統簡介 002
1．2 大數據存儲的基本形式 003
1．3 大數據存儲的關鍵技術 006
1．4 本書的組織 008
第 2章 分布式文件系統 011
2．1 文件系統的結構與擴展 012
2．1．1 文件系統的名字空間與數據讀寫 012
2．1．2 文件系統的擴展方式 016
2．2 分布式文件系統的結構 021
2．2．1 分布式文件系統的運行環境與特性保證 021
2．2．2 典型的單一名字空間的分布式文件系統 027
2．3 分布式文件系統的關鍵技術討論 030
2．3．1 關於性能的討論 030
2．3．2 關於可靠性方面的討論 033
2．3．3 關於一致性方面的討論 038
2．3．4 其他特性討論 042
2．4 本章小結 046
參考文獻 047
第3章 分布式鍵值對存儲 049
3．1 鍵值對存儲概述 050
3．2 分布式鍵值對存儲的實現 055
3．3 通過查找表存儲有序的鍵值對 061
3．4 本章小結 067
參考文獻 067
第4章 面向社區共享的網絡文件共享系統 069
4．1 面向社區共享的用戶管理模型 071
4．2 社區共享對多根多版本文件系統的需求 079
4．3 多根多版本文件系統的元數據管理 081
4．4 多根多版本文件系統的優化方法 086
4．5 MeePo的設計與實現 091
4．6 實驗與評價 099
4．7 本章小結 103
參考文獻 104
第5章 存儲容災系統 105
5．1 容災系統簡介 106
5．2 存儲容災系統的技術體系與現狀 107
5．3 容災系統的標準建設 113
5．4 國內的存儲容災系統建設 114
5．5 並行化高效容災備份與恢復系統 121
5．5．1 系統結構與設計 121
5．5．2 基於系統虛擬化的一致檢查點技術 123
5．5．3 基於IPG的一致檢查點 129
5．5．4 基於即插即用設備的OS透明轉換機制 132
5．5．5 並行恢復中競爭的處理機制 132
5．5．6 並行恢復中的頁緩衝管理方法 133
5．5．7 系統實現 134
5．5．8 實際系統的恢復測試實驗結果 135
5．6 異地應用層容災系統 139
5．6．1 異地應用層容災的運行環境 139
5．6．2 應用層虛擬化 141
5．6．3 應用層容災的系統總體結構 143
5．6．4 應用層容災虛擬化容器的系統實現 147
5．6．5 應用層容災中數據同步與恢復的實現 160
5．6．6 應用層容災系統的實際效果評測 166
5．7 本章小結 171
參考文獻 171
第6章 大數據存儲系統的刪冗 175
6．1 大數據存儲刪冗技術簡介 176
6．1．1 刪冗的一般流程 177
6．1．2 二級存儲刪冗挑戰 179
6．1．3 刪冗系統的分類和現狀 180
6．1．4 現有的相關存儲數據刪冗系統與技術 184
6．2 重復數據刪除技術在云存儲系統中的應用與優化 192
6．2．1 AegeanStore的設計與實現 192
6．2．2 文件系統服務的設計與實現 201
6．2．3 AegeanStore中重復數據刪除技術的優化 206
6．2．4 AegeanStore的效果測試與評價 215
6．3 高效主存儲內嵌刪冗系統的設計與實現 218
6．3．1 主存儲刪冗存在的挑戰 219
6．3．2 現有的主內存刪冗方案 221
6．3．3 主存儲內嵌刪冗系統PDFS的技術選擇分析 224
6．3．4 主存儲內嵌刪冗系統PDFS的設計與實現 235
6．3．5 實驗與評價 244
6．4 本章小結 255
參考文獻 256
第7章 大數據存儲糾刪碼技術與優化 259
7．1 大數據存儲的糾刪碼技術 260
7．2 糾刪碼相關技術與工作 261
7．2．1 糾刪碼技術簡介 261
7．2．2 RS編碼相關工作 263
7．2．3 HDFS 268
7．3 高效糾刪碼編碼方法CaCo 272
7．3．1 準備柯西矩陣 273
7．3．2 求調度 275
7．3．3 選擇優化調度方案 276
7．4 高效糾刪碼編碼方法的應用 277
7．4．1 原型實現 277
7．4．2 本地編碼中的應用 279
7．4．3 云存儲系統中的應用 280
7．5 高效糾刪碼編碼方法的性能評價 282
7．5．1 選擇框架實驗測試 282
7．5．2 數據編碼性能測試 286
7．6 本章小結 290
參考文獻 290
1．1 大數據存儲系統簡介 002
1．2 大數據存儲的基本形式 003
1．3 大數據存儲的關鍵技術 006
1．4 本書的組織 008
第 2章 分布式文件系統 011
2．1 文件系統的結構與擴展 012
2．1．1 文件系統的名字空間與數據讀寫 012
2．1．2 文件系統的擴展方式 016
2．2 分布式文件系統的結構 021
2．2．1 分布式文件系統的運行環境與特性保證 021
2．2．2 典型的單一名字空間的分布式文件系統 027
2．3 分布式文件系統的關鍵技術討論 030
2．3．1 關於性能的討論 030
2．3．2 關於可靠性方面的討論 033
2．3．3 關於一致性方面的討論 038
2．3．4 其他特性討論 042
2．4 本章小結 046
參考文獻 047
第3章 分布式鍵值對存儲 049
3．1 鍵值對存儲概述 050
3．2 分布式鍵值對存儲的實現 055
3．3 通過查找表存儲有序的鍵值對 061
3．4 本章小結 067
參考文獻 067
第4章 面向社區共享的網絡文件共享系統 069
4．1 面向社區共享的用戶管理模型 071
4．2 社區共享對多根多版本文件系統的需求 079
4．3 多根多版本文件系統的元數據管理 081
4．4 多根多版本文件系統的優化方法 086
4．5 MeePo的設計與實現 091
4．6 實驗與評價 099
4．7 本章小結 103
參考文獻 104
第5章 存儲容災系統 105
5．1 容災系統簡介 106
5．2 存儲容災系統的技術體系與現狀 107
5．3 容災系統的標準建設 113
5．4 國內的存儲容災系統建設 114
5．5 並行化高效容災備份與恢復系統 121
5．5．1 系統結構與設計 121
5．5．2 基於系統虛擬化的一致檢查點技術 123
5．5．3 基於IPG的一致檢查點 129
5．5．4 基於即插即用設備的OS透明轉換機制 132
5．5．5 並行恢復中競爭的處理機制 132
5．5．6 並行恢復中的頁緩衝管理方法 133
5．5．7 系統實現 134
5．5．8 實際系統的恢復測試實驗結果 135
5．6 異地應用層容災系統 139
5．6．1 異地應用層容災的運行環境 139
5．6．2 應用層虛擬化 141
5．6．3 應用層容災的系統總體結構 143
5．6．4 應用層容災虛擬化容器的系統實現 147
5．6．5 應用層容災中數據同步與恢復的實現 160
5．6．6 應用層容災系統的實際效果評測 166
5．7 本章小結 171
參考文獻 171
第6章 大數據存儲系統的刪冗 175
6．1 大數據存儲刪冗技術簡介 176
6．1．1 刪冗的一般流程 177
6．1．2 二級存儲刪冗挑戰 179
6．1．3 刪冗系統的分類和現狀 180
6．1．4 現有的相關存儲數據刪冗系統與技術 184
6．2 重復數據刪除技術在云存儲系統中的應用與優化 192
6．2．1 AegeanStore的設計與實現 192
6．2．2 文件系統服務的設計與實現 201
6．2．3 AegeanStore中重復數據刪除技術的優化 206
6．2．4 AegeanStore的效果測試與評價 215
6．3 高效主存儲內嵌刪冗系統的設計與實現 218
6．3．1 主存儲刪冗存在的挑戰 219
6．3．2 現有的主內存刪冗方案 221
6．3．3 主存儲內嵌刪冗系統PDFS的技術選擇分析 224
6．3．4 主存儲內嵌刪冗系統PDFS的設計與實現 235
6．3．5 實驗與評價 244
6．4 本章小結 255
參考文獻 256
第7章 大數據存儲糾刪碼技術與優化 259
7．1 大數據存儲的糾刪碼技術 260
7．2 糾刪碼相關技術與工作 261
7．2．1 糾刪碼技術簡介 261
7．2．2 RS編碼相關工作 263
7．2．3 HDFS 268
7．3 高效糾刪碼編碼方法CaCo 272
7．3．1 準備柯西矩陣 273
7．3．2 求調度 275
7．3．3 選擇優化調度方案 276
7．4 高效糾刪碼編碼方法的應用 277
7．4．1 原型實現 277
7．4．2 本地編碼中的應用 279
7．4．3 云存儲系統中的應用 280
7．5 高效糾刪碼編碼方法的性能評價 282
7．5．1 選擇框架實驗測試 282
7．5．2 數據編碼性能測試 286
7．6 本章小結 290
參考文獻 290
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