對象存儲（Object-based Storage）

1 前言

經常在網上看到對象存儲文章，但一直沒有一篇文章能讓我明白對象存儲是什麼。最近得到一個機會，老闆希望我們告訴他什麼是對象存儲，為了給老闆做5頁PPT筆者參閱了大量的文獻并整理成文（以下文章僅供當參閱，并非權威之作，如果你覺得有不妥之處，歡迎指正）。

2 對象存儲

2.1 Obeject-based Storage的概念（個人整理，并非權威）

是一種新的儲架構，對象存儲有别于Block與File級别的存儲，他以一個彈性的可自定義的資料對象為基本的存儲單元，基于資料對象的唯一ID索引，并形成虛拟檔案組織結構。結合群集技術将一群伺服器的儲存設備彙內建存儲池，通過軟體資料可自動在群集中自分布，存儲容量可達到TB甚至EB以上的規模，對象存儲同時具備高I/O、共享便利、高擴充性、高可靠性、高性能等特征。

2.2 OSD的概念

OSD是Object-based Storage Device的簡稱，即面向對象存儲技術裝置的簡稱，指運作對象存儲技術群集中的基本邏輯單元（通俗指運作對象存儲群集技術軟體的伺服器）

2.3 Object的概念

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- Data指使用者要存取的資料記錄或稱資料

- MetaData用于定位資料存取的真實位置、曆史資料、資源查找、檔案記錄等功能

- OID即Object ID是資料對象的唯一辨別（相當于人身份證ID）

- Attributes資料描述屬性

- Object由Data/OID/Metadat/Attributes組成，是對象存儲定義的最小資料存儲單元

2.4 塊存儲與對象存儲的對比

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- 塊存儲最小存儲單元是一個資料塊（Block）而對象存儲基本單元是一個資料對象(Object)

- 塊存儲基于inode尋找唯一的資料塊而對象存儲基于OID尋找唯一的資料對象

- 塊存儲的資料塊與對象存儲的資料塊都是扁平化結構（決定讀寫的I/O）

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- 塊存儲下塊分資料塊與檔案夾塊，檔案夾塊通過記錄inode重定位資料塊來組織檔案結構

- 而同理，對象存儲通過GID重新定位資料對象來組織出虛拟檔案結構（即目錄樹）

2.5 Object Type

ANSI T10 SCSI OSD标準定義四個不同的對象:

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- 根對象，OSD本身

- 使用者對象，由來自于應用程式或用戶端的SCSI指令建立的對象

- 集合對象，一組使用者對象，例如輸入項目的所有.mp3的對象集合或所有對象

- 分區對象，由共享安全或空間管理特征（如配合和秘鑰）的使用者對象和集合容器

2.6 系統架構

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對象存儲通常分為三個部分：

Metadata Server Cluster– 中繼資料群集，用于定位存取資料的位置等

Object Storage Cluster– 對象存儲群集，用于存儲資料對象（Object）

Clients – 資料的需求方，到Metadata Server定位據的位置後到Object Storage中存取

2.7 對象存儲的特點

-  高I/O讀寫性能，具有SAN的高速直接通路磁盤的特點

- 共享便利，具有NAS的分布式共享特點

- 高擴充性，使用普通x86伺服器，支援10~1000台伺服器，支援TB到PB級的擴充。

- 高可靠性，沒有單點故障，多資料副本，自動管理，自動修複。

- 高性能，資料分布均衡，并行化度高。對于objects storage和block storage,不需要中繼資料伺服器。

3 存儲類型對比分析

3.1 塊存儲

- 專業廠商定制，整個存儲相當于一塊大硬碟（使用者可根據需要格式化成檔案系統使用）

- 以資料塊為最小存儲單元，以inode直接定位資料（決定IO性能）

- 以FC-SAN協定作為通訊媒體

- 優點是I/O性能好

- 缺點是可擴充性差，資料不便于共享，并且裝置價格高

- scale up的擴充方式，單點通過多控制器、多電源實作容錯

- 代表産品：SAN

3.2 檔案存儲

- 相當于共享檔案夾（Samba）或NFS，由軟體加伺服器硬體實作

- 以檔案為存儲單元，以目錄結構定位資料（決定IO性能）

- 優點是資料共享便利

- 缺點是傳輸協定開銷大，I/O性能差

- 預設scale up的擴充方式，借助lvs可實作scale out擴充方式（存儲自身沒有高可靠性能力）

- 代表産品：NAS

3.3 對象存儲

- 軟體定義存儲的一種類型，由存儲軟體系統加伺服器硬體實作

- 以資料對象為最小存儲單元，通過資料對象ID直接索引資料（決定IO性能）

- 優點是I/O性能好，協定開銷小，共享便利，成本适中

- scale out的擴充方式，存儲本身實作高可靠性、高性能、高擴充

- 代表産品Redhat Cept與OpenStack Swift

3.4 三種存儲的對照表

類型

存儲單元

傳輸協定

讀寫I/O

協定開銷

共享能力

擴充性

可靠性

成本

産品

塊存儲

Block

FC-SAN

高

小

差

強

SAN

檔案存儲

File

TCP/IP

低

大

NAS

對象存儲

Object

SCSI/FC/ATA

中

Cept/Swift

本文轉自 tanzhenchao 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/cmdschool/1904905，如需轉載請自行聯系原作者