本书介绍数据存储架构与技术，涵盖存储盘与存储介质、存储阵列、存储协议、键值存储、文件系统、网络存储体系结构、分布式存储系统、存储可靠性、存储安全、数据保护等基础内容，对存储维护、存储解决方案、存储技术趋势与发展等主题进行了深入讨论，以新的研究成果作为案例，同时提供习题帮助读者加深对数据存储的理解与运用。
本书适合计算机及相关专业高年级本科生或研究生阅读、学习，同时也可供相关专业技术人员参考。

舒继武
清华大学长聘教授，闽江学院院长，国家杰出青年科学基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授，IEEE Fellow，中国计算机学会会士。兼任中国计算机学会理事、信息存储专委会主任，北京信息灾备技术产业联盟副理事长。主要研究信息存储系统、数据存储可靠性与安全。担任“十五”国家863计划重大专项招标课题“新型网络服务器系统”的负责人、“十一五”国家863计划信息领域“海量存储系统关键技术”重大项目总体专家组副组长、“十二五”国家863计划信息领域“面向大数据的先进存储结构及关键技术”主题项目首席专家、“十三五”国家重点研发计划项目“TB级持久性内存存储技术与系统”的项目负责人。在FAST、SOSP、OSDI、USENIXATC、EuroSys、ASPLOS、MICRO、SC、SIGMOD、VLDB等重要会议和ACM/IEEE Transaction系列期刊发表学术论文百余篇。获国家科学技术进步奖二等奖和国家技术发明奖二等奖各1次、省部级一等奖5次，获华为2020年奥林帕斯奖。

第1章 数据存储的背景
1.1 数据存储的重要性
1.2 数据存储的目标
1.2.1 高性能
1.2.2 高易用性
1.2.3 高可靠性
1.2.4 其他目标
参考文献
第2章 存储盘与存储介质
2.1 磁盘
2.1.1 磁盘的组成与结构
2.1.2 磁盘性能
2.1.3 磁盘固件
2.2 SSD
2.2.1 闪存单元与结构
2.2.2 FTL
2.3 主存
2.3.1 DRAM组成与结构
2.3.2 DRAM刷新
2.3.3 内存控制器
2.3.4 非易失性存储器
2.4 其他存储介质
2.4.1 光存储
2.4.2 磁带
2.5 本章小结
2.6 思考题
参考文献
第3章 存储阵列
3.1 硬件架构
3.1.1 整机架构
3.1.2 控制器模块
3.1.3 接口模块
3.1.4 硬盘框和硬盘单元
3.1.5 散热模块
3.2 软件架构
3.2.1 RAID子系统
3.2.2 缓存镜像子系统
3.3 高性能与高可靠性设计
3.3.1 应用场景
3.3.2 高可靠性冗余切换子系统
3.3.3 高性能集群子系统
3.3.4 重定向写与垃圾回收技术
3.4 本章小结
3.5 思考题
参考文献
第4章 存储协议
4.1 SCSI协议
4.1.1 SCSI协议概述
4.1.2 SCSI服务模型
4.1.3 SCSI指令集
4.1.4 SCSI读写流程解析
4.2 SCSI链路承载协议
4.2.1 SAS协议
4.2.2 FC协议
4.2.3 iSCSI协议
4.3 NVMe协议
4.3.1 NVMe设备模型
4.3.2 NVMe队列模型
4.3.3 NVMe指令集
4.3.4 NVMe over PCI-e
4.4 NVMe over Fabrics
4.4.1 NVMe over RDMA
4.4.2 NVMe over TCP
4.4.3 NVMe over FC
4.5 内存互连协议
4.5.1 CXL协议概述
4.5.2 CXL类型1
4.5.3 CXL类型2
4.5.4 CXL类型3
4.6 本章小结
4.7 思考题
参考文献
第5章 键值存储
5.1 基本操作
5.2 键值索引
5.2.1 散列索引
5.2.2 B+树索引
5.2.3 LSM树索引
5.3 数据布局
5.3.1 原地更新的数据组织
5.3.2 日志结构的数据组织
5.4 崩溃一致性
5.4.1 WAL
5.4.2 影子页
5.5 本章小结
5.6 思考题
参考文献
第6章 文件系统
6.1 文件系统的基本操作
6.2 文件系统实现
6.2.1 一个简单的文件系统
6.2.2 命名空间管理
6.2.3 存储管理
6.3 文件系统实例：ext2
6.4 本章小结
6.5 思考题
参考文献
第7章 网络存储体系结构
7.1 DAS
7.2 NAS
7.2.1 架构特点
7.2.2 网络文件协议
7.2.3 应用场景
7.3 SAN
7.3.1 架构特点
7.3.2 核心组件
7.3.3 应用场景
7.3.4 NAS与SAN对比
7.4 对象存储
7.4.1 架构特点
7.4.2 核心组件
7.5 并行存储
7.5.1 架构特点
7.5.2 关键技术
7.6 P2P存储
7.6.1 架构特点
7.6.2 关键技术
7.6.3 应用场景
7.7 云存储
7.7.1 架构特点
7.7.2 应用场景
7.8 存储虚拟化
7.8.1 基本概念
7.8.2 关键技术
7.9 软件定义存储
7.9.1 基本概念
7.9.2 代表性系统
7.9.3 关键挑战
7.10 超融合架构
7.10.1 基本概念
7.10.2 关键技术
7.10.3 代表性系统
7.10.4 概念对比
7.11 本章小结
7.12 思考题
参考文献
第8章 分布式存储系统
8.1 分布式存储系统的典型架构
8.2 分布式存储系统的关键衡量指标
8.2.1 性能
8.2.2 可扩展性
8.2.3 一致性
8.2.4 可用性
8.3 分布式键值存储系统
8.3.1 典型分布式键值存储系统
8.3.2 分布式键值存储系统关键技术
8.4 分布式对象存储系统
8.4.1 典型分布式对象存储系统
8.4.2 分布式对象存储系统关键技术
8.5 分布式块存储系统
8.5.1 典型分布式块存储系统
8.5.2 分布式块存储系统关键技术
8.6 分布式文件系统
8.6.1 典型分布式文件系统
8.6.2 分布式文件系统关键技术
8.7 本章小结
8.8 思考题
参考文献
第9章 存储可靠性
9.1 存储可靠性概述
9.1.1 可靠性指标及其计算方法
9.1.2 可靠性分层设计
9.1.3 可靠性与可用性的区别
9.2 硬盘可靠性
9.2.1 硬盘出错特征分析
9.2.2 硬盘故障预警和监测
9.2.3 面向环境因素的硬盘可靠性设计
9.3 闪存介质可靠性
9.3.1 闪存介质错误源
9.3.2 闪存可靠性优化关键技术
9.4 纠删码技术
9.4.1 多副本原理
9.4.2 纠删码原理
9.4.3 典型的纠删码介绍及分析
9.4.4 纠删码技术发展趋势
9.5 分布式存储系统可靠性
9.5.1 数据冗余技术
9.5.2 故障恢复技术
9.5.3 数据一致性协