對象存儲基礎(chǔ)介紹

時間：2021-03-23 00:26:05

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[導(dǎo)讀]塊存儲和文件存儲是我們比較熟悉的兩種主流的存儲類型，而對象存儲（Object-based Storage）是一相對比較新的存儲技術(shù)，基于對象存儲技術(shù)的設(shè)備就是對象存儲設(shè)備。

概述

塊存儲和文件存儲是我們比較熟悉的兩種主流的存儲類型，而對象存儲（Object-based Storage）是一相對比較新的存儲技術(shù)，基于對象存儲技術(shù)的設(shè)備就是對象存儲設(shè)備（Object-based Storage Device）簡稱OSD。對象存儲是無層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲方法，不同于其他數(shù)據(jù)存儲方法，基于對象的存儲不使用目錄樹。各個單獨的數(shù)據(jù)（對象）單元存在于存儲池中的同一級別，供應(yīng)用進行檢索。此外，每個對象可包含有助于檢索的元數(shù)據(jù)。每個對象都分配一個對象ID（或唯一標(biāo)識符），使它們可以從單個存儲庫或存儲池中檢索，因為它提供了更大的靈活性，可以將數(shù)據(jù)放置在基于數(shù)據(jù)塊和文件的存儲解決方案之外。對象存儲與文件系統(tǒng)存儲或塊存儲不同，它不是通過塊地址或文件名引用數(shù)據(jù)，而是將數(shù)據(jù)存儲為對象并由對象ID（或唯一標(biāo)識符）引用。另外對象存儲一般為分布式橫向擴展多節(jié)點的架構(gòu)。

什么是對象

這里的對象指的是系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲的基本單位，一個對象實際上就是文件的數(shù)據(jù)和一組屬性信息（Meta Data-元數(shù)據(jù)）的組合，這些屬性信息可以定義基于文件的RAID參數(shù)、數(shù)據(jù)分布和服務(wù)質(zhì)量等，而傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)中用文件或塊作為基本的存儲單位，在塊存儲系統(tǒng)中還需要始終追蹤系統(tǒng)中每個塊的屬性，對象通過與存儲系統(tǒng)通信維護自己的屬性。在存儲設(shè)備中，所有對象都有一個對象標(biāo)識，通過對象標(biāo)識OSD命令訪問該對象。通常有多種類型的對象，存儲設(shè)備上的根對象標(biāo)識存儲設(shè)備和該設(shè)備的各種屬性，組對象是存儲設(shè)備上共享資源管理策略的對象集合等。對象的組成，可參考下方示意圖：

對象存儲的主要特點

數(shù)據(jù)作為單獨的對象進行存儲；
數(shù)據(jù)并不放置在目錄層次結(jié)構(gòu)中，而是存在于平面地址空間內(nèi)；
應(yīng)用通過唯一地址（對象ID或者唯一標(biāo)識符）來識別每個單獨的數(shù)據(jù)對象，可用代客泊車作類比，每個數(shù)據(jù)對象就像一輛車；
專為使用 API 在應(yīng)用級別（而非用戶級別）進行訪問而設(shè)計。

數(shù)據(jù)訪問流程

客戶端應(yīng)用發(fā)出讀請求；
文件系統(tǒng)向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送請求，獲取要讀取的數(shù)據(jù)所在的OSD；
然后直接向每個OSD發(fā)送數(shù)據(jù)讀取請求；
OSD得到請求以后，判斷要讀取的Object，并根據(jù)此Object要求的認(rèn)證方式，對客戶端進行認(rèn)證，如果此客戶端得到授權(quán)，則將Object的數(shù)據(jù)返回給客戶端；
文件系統(tǒng)收到OSD返回的數(shù)據(jù)以后，讀操作完成。

寫操作步驟類似。

對象存儲 VS 塊級和文件級存儲

有大量的基于塊和基于文件的存儲系統(tǒng)可供選擇，我們?yōu)槭裁葱枰硗庖环N存儲技術(shù)呢？塊和文件都是成熟且經(jīng)過驗證的，所以也許看起來好像他們可以增強以滿足日益增長的分布式云計算生態(tài)系統(tǒng)的需求?；趬K的存儲系統(tǒng)，磁盤塊通過底層存儲協(xié)議訪問，像SCSI命令，開銷很小而且沒有其它額外的抽象層。這是訪問磁盤數(shù)據(jù)最快的方式，所有高級別的任務(wù)，像多用戶訪問、共享、鎖定和安全通常由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)。換句話講，基于塊的存儲關(guān)心所有底層的問題，但其它事情都要依靠高層的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。所有的對象存儲擁有基于塊存儲的節(jié)點，并且利用對象存儲軟件集合提供所有其它的功能。

基于塊的存儲系統(tǒng)是對象存儲系統(tǒng)的補充，而基于文件的存儲系統(tǒng)一般被認(rèn)為是直接的競爭者。橫向擴展的NAS系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性就是擴展性，對象存儲也是這樣，通過增加存儲節(jié)點實現(xiàn)水平擴展。但由于NAS系統(tǒng)是基于分層文件結(jié)構(gòu)的有限的命名空間，它們對于有著接近無限擴展能力的、具有扁平結(jié)構(gòu)的純對象存儲來講，所受的約束更多，對象存儲僅受到對象ID的位數(shù)限制。另外橫向擴展的NAS欠缺一些功能，像對于表征狀態(tài)轉(zhuǎn)移（REST）協(xié)議的支持，當(dāng)然廠商們正在快速的完善中，或許有一天就可以把橫向擴展的NAS系統(tǒng)劃歸到對象存儲的類別中了。

對象存儲的優(yōu)勢

對象存儲的優(yōu)點在于它具有很強的伸縮性，并且在將屬性與對象相關(guān)聯(lián)方面具有高度的靈活性。對象存儲同時兼具SAN高級直接訪問磁盤特點及NAS的共享特點（但不是說SAN和NAS就完全不需要了，具體要看應(yīng)用場景）。核心是將數(shù)據(jù)通路（數(shù)據(jù)讀或?qū)?/span>）和控制通路（元數(shù)據(jù)）分離，并且基于對象存儲設(shè)備（OSD）構(gòu)建分布式存儲系統(tǒng)，每個對象存儲設(shè)備具備一定的職能，能夠自動管理其上的數(shù)據(jù)分布。

適用場景

對象存儲主要是為實現(xiàn)可伸縮性而設(shè)計的，因此它是公共云提供商的熱門選擇；
由于可以靈活地組織文件，它更適合需要頻繁讀取的數(shù)據(jù)。其中靜態(tài)內(nèi)容存儲和分發(fā)、備份和歸檔以及災(zāi)難恢復(fù)等使用情形恰好多為一次寫入、反復(fù)讀取，因此對象存儲是這些場景的絕配；
媒體和 Web 內(nèi)容的理想之選，但不適合需要定期修改的數(shù)據(jù)。