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(jìn)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(kuò)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(hù)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(bǔ)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(kuò)展的NAS系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性就是擴(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(qiáng)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)。