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文件系统技术内幕 大数据时代海量数据存储之道

全新正版 假一赔十 可开发票

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北京东城
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作者张书宁

出版社电子工业出版社

ISBN9787121424786

出版时间2022-01

装帧平装

开本16开

定价102元

货号1202578526

上书时间2024-12-13

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品相描述：全新
商品描述
作者简介
张书宁，戴尔科技（Dell Technologies）首席软件开发工程师，负责公司核心存储产品Unity和PowerStore的研发工作。
先后就职于华为、甲骨文（Oracle）、戴尔科技等世界五百强公司，曾负责分布式存储产品FusionStorage及中端企业级存储产品Unity和PowerStore等的系统设计和开发工作，深耕存储领域十几载。


目录
第1章从文件系统是什么说起1

1.1什么是文件系统1

1.1.1普通用户角度的文件系统3

1.1.2操作系统层面的文件系统9

1.1.3文件系统的基本原理12

1.2常见文件系统及分类13

1.2.1本地文件系统14

1.2.2伪文件系统14

1.2.3网络文件系统15

1.2.4集群文件系统16

1.2.5分布式文件系统16

第2章知其然——如何使用文件系统17

2.1巧妇之炊——准备开发环境17

2.2文件内容的访问——读/写文件18

2.2.1文件系统的API18

2.2.2文件访问的一般流程19

2.2.3文件内容的读/写实例20

2.2.4关于API函数的进一步解释22

2.3如何遍历目录中的文件24

2.4格式化文件系统与挂载27

2.5文件系统与权限管理29

2.5.1Linux权限管理简介30

2.5.2设置文件的RWX权限31

2.5.3设置文件的ACL权限34

2.6文件系统的锁机制37

2.6.1文件锁的分类与模式37

2.6.2Linux文件锁的使用38

2.7文件系统的扩展属性41

2.8文件的零拷贝42

2.8.1零拷贝的基本原理42

2.8.2零拷贝的系统API44

第3章知其所以然——本地文件系统原理及核心技术46

3.1Linux文件系统整体架构简介46

3.1.1从VFS到具体文件系统48

3.1.2关键处理流程举例50

3.2本地文件系统的关键技术与特性61

3.2.1磁盘空间布局（Layout）61

3.2.2文件的数据管理69

3.2.3缓存技术77

3.2.4快照与克隆技术82

3.2.5日志技术84

3.2.6权限管理85

3.2.7配额管理89

3.2.8文件锁的原理91

3.2.9扩展属性与ADS92

3.2.10其他技术简介94

3.3常见本地文件系统简介95

3.3.1ExtX文件系统95

3.3.2XFS文件系统95

3.3.3ZFS文件系统96

3.3.4Btrfs文件系统97

3.3.5FAT文件系统98

3.3.6NTFS文件系统98

第4章从理论到实战——Ext2文件系统代码详解99

4.1本地文件系统的分析方法与工具99

4.1.1基于文件构建文件系统100

4.1.2了解函数调用流程的利器100

4.2从Ext2文件系统磁盘布局说起102

4.2.1Ext2文件系统整体布局概述102

4.2.2不错块（SuperBlock）103

4.2.3块组描述符（BlockGroupDescriptor）106

4.2.4块位图（BlockBitmap）108

4.2.5inode位图（inodeBitmap）109

4.2.6inode与inode表109

4.3Ext2文件系统的根目录与目录数据布局113

4.4Ext2文件系统的挂载116

4.5如何创建一个文件117

4.5.1创建普通文件118

4.5.2创建软硬链接121

4.5.3创建目录125

4.6Ext2文件系统删除文件的流程125

4.7Ext2文件系统中文件的数据管理与写数据流程129

4.7.1Ext2文件系统中的文件数据是如何管理的129

4.7.2从VFS到Ext2文件系统的写流程130

4.7.3不同写模式的流程分析134

4.7.4缓存数据刷写及流程138

4.8读数据的流程分析140

4.8.1缓存命中场景141

4.8.2非缓存命中场景142

4.8.3数据预读逻辑143

4.9如何分配磁盘空间148

4.9.1计算存储路径150

4.9.2获取存储路径152

4.9.3分配磁盘空间153

4.10Ext2文件系统的扩展属性154

4.10.1Ext2文件系统扩展属性是怎么在磁盘存储的154

4.10.2设置扩展属性的VFS流程157

4.10.3Ext2文件系统扩展属性接口实现159

4.11权限管理代码解析163

4.11.1ACL的设置与获取163

4.11.2ACL权限检查164

4.12文件锁代码解析165

4.12.1flock()函数的内核实现165

4.12.2fcntl()函数的内核实现167

第5章基于网络共享的网络文件系统172

5.1什么是网络文件系统172

5.2网络文件系统与本地文件系统的异同174

5.3常见的网络文件系统简析174

5.3.1NFS文件系统174

5.3.2SMB协议与CIFS协议175

5.4网络文件系统关键技术175

5.4.1远程过程调用（RPC协议）176

5.4.2客户端与服务端的语言——文件系统协议177

5.4.3文件锁的网络实现178

5.5准备学习环境与工具179

5.5.1搭建一个NFS服务179

5.5.2学习网络文件系统的利器180

5.6网络文件系统实例181

5.6.1NFS文件系统架构及流程简析181

5.6.2RPC协议简析185

5.6.3NFS协议简析186

5.6.4NFS协议的具体实现191

5.7NFS服务端及实例解析203

5.7.1NFSD203

5.7.2NFS-Ganesha210

第6章提供横向扩展的分布式文件系统216

6.1什么是分布式文件系统216

6.2分布式文件系统与网络文件系统的异同217

6.3常见分布式文件系统217

6.3.1GFS218

6.3.2CephFS219

6.3.3GlusterFS219

6.4分布式文件系统的横向扩展架构220

6.4.1中心架构220

6.4.2对等架构221

6.5分布式文件系统的关键技术222

6.5.1分布式数据布局222

6.5.2分布式数据可靠性（Reliability）224

6.5.3分布式数据一致性（Consistency）228

6.5.4设备故障与容错（FaultTolerance）229

6.6分布式文件系统实例之CephFS230

6.6.1搭建一个CephFS分布式文件系统230

6.6.2CephFS分布式文件系统架构简析231

6.6.3CephFS客户端架构234

6.6.4CephFS集群端架构236

6.6.5CephFS数据组织简析239

6.6.6CephFS文件创建流程解析244

6.6.7CephFS写数据流程解析251

6.7分布式系统实例之GlusterFS253

6.7.1GlusterFS的安装与使用253

6.7.2GlusterFS整体架构简析257

6.7.3转换器与转换器树259

6.7.4GlusterFS数据分布与可靠性263

6.7.5GlusterFS客户端架构与I/O流程268

6.7.6GlusterFS服务端架构与I/O流程270

第7章百花争艳——文件系统的其他形态272

7.1用户态文件系统框架272

7.1.1Linux中的用户态文件系统框架Fuse272

7.1.2Windows中的用户态文件系统框架Dokany279

7.2对象存储与常见实现简析282

7.2.1从文件系统到对象存储282

7.2.2S3对象存储简析287

7.2.3Haystack对象存储简析288

参考文献295

内容摘要
本书通过理论与实践相结合的方式，深入浅出地介绍了文件系统的概念、原理和具体实现。本书涵盖本地文件系统、网络文件系统、分布式文件系统和对象存储等内容，可以说涵盖了数据持久化文件系统的主要领域。为了使读者更加深入地理解文件系统的原理，本书不仅介绍了文件系统的原理和关键技术，还结合开源项目介绍了文件系统的实现细节。最后，本书介绍了在互联网领域广泛使用的对象存储、承载海量访问请求的原理及可存储海量数据的架构。希望读者通过阅读本书对文件系统有全面、深入的认识。本书既可以作为文件系统及其他存储系统开发人员的指导用书，也可以作为软件架构师、程序员和Linux运维人员的参考用书。

媒体评论
"文件系统是用来组织管理和存储用户数据的重要系统软件。随着用户对数据存储的可用性、可靠性和可扩展性需求的提升，以及硬件技术和设备的不断发展，文件系统的设计和实现也在不断发展演进。本书采用图文并茂、通俗易懂的语言对不同类型的文件系统进行了详细的介绍，是带领读者入门学习文件系统的一本好书。
Dell Technologies中端存储部门不错经理 陈欢

在阅读本书过程中，读者能够体会到作者撰写本书的用心。在每一章的开头，作者都会提示前面章节的知识，后面章节知识的衔接，引导读者阅读本书。通过学习本书的内容，希望读者了解、掌握更多的文件系统技术内幕。
Dell Technologies中端存储部门不错经理 高雷

初读本书给人一种耳目一新的感觉，一方面本书聚焦在存储技术的文件系统领域，另一方面本书有很好多的插图，图文并茂的方式能够使读者对文件系统原理的理解变得更加容易。相信本书对存储技术开发人员或想要更深入学习文件系统原理的开发人员都会有很大的帮助。
阿里达摩院城市大脑实验室产品总监、资深产品专家 戴文军

作为从事十多年存储研发的老将看到本书，有种相见恨晚的感觉。本书涵盖了文件系统的诸多技术领域，而优选的特点则是在代码层面进行了解析，使得读者能够具体地理解文件系统的原理，而非停留在理论层面。
同有研发管理中心总经理 文中领

对于专业程序员来说，操作系统和文件系统都是必须掌握的知识。本书从文件系统的概念和使用开始，逐渐深入到原理和代码，不但对本地文件系统进行了充分而详尽的介绍，还涉及网络文件系统和分布式文件系统。语言翔实、通俗易懂，是程序员的案头书。
IBM前架构师、“码农翻身”公众号作者 刘欣

文件系统在存储中举足轻重，从本地文件系统到分布式文件系统，正在向全闪存和智能存储趋势发展。本书深入浅出，侧重实践操练和源代码剖析，对理解和学习文件系统具有很高的参考价值，特别建议存储科研人员和行业从事者阅读。
大道行云CEO 刘爱贵

在数字时代，大数据、AI、自动驾驶等半结构化、非结构化数据新应用推动着企业存储系统不断变革。文件系统作为存储的基石，过去数十年间不断推陈出新，以承载规模更大、更快、更多样、更有价值的数据。本书“**”，兼顾理论和开发实战，为要深耕文件系统的读者点亮了理论和实践的明灯。
浪潮信息存储首席架构师 孙斌"

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