對(duì)象存儲(chǔ)是一個(gè)相對(duì)較新并且在持續(xù)穩(wěn)步增長的市場部分。對(duì)于新手而言，對(duì)象存儲(chǔ)用于保存大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中每個(gè)“對(duì)象”實(shí)際上是一個(gè)沒有特定格式的文件(也稱二進(jìn)制文件)。實(shí)際上，從小的對(duì)象(人類可讀取文件)到媒體(音頻和視頻)或其它行業(yè)特定格式(石油&天然氣，醫(yī)學(xué)成像等)，對(duì)象存儲(chǔ)可以保存任何類型的數(shù)據(jù)。

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與傳統(tǒng)存儲(chǔ)相比，采用對(duì)象存儲(chǔ)的好處良多?；趬K的系統(tǒng)(例如光纖通道和iSCSI)無法很好地向外擴(kuò)展，并且沒有真正的了解所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。它們是以低延遲和高粒度提供內(nèi)容的“啞”塊設(shè)備。文件系統(tǒng)將一些結(jié)構(gòu)放在數(shù)據(jù)上，將文件對(duì)象放入層級(jí)結(jié)構(gòu)(文件夾/目錄)然后將元數(shù)據(jù)附加到這些對(duì)象上。然而，元數(shù)據(jù)通常只是基于存儲(chǔ)文件所需的信息(創(chuàng)建時(shí)間，時(shí)間更新，訪問規(guī)則)存儲(chǔ)文件。

對(duì)象存儲(chǔ)更進(jìn)一步消除了文件夾層次結(jié)構(gòu),具有高度可搜索的可擴(kuò)展元數(shù)據(jù)。在規(guī)模方面，對(duì)象存儲(chǔ)可以增加到多(即便不是上百)PB容量，通常對(duì)數(shù)據(jù)沒有地域限制。因?yàn)閷?duì)象存儲(chǔ)平臺(tái)提供了優(yōu)于傳統(tǒng)存儲(chǔ)的形式，越來越多的企業(yè)開始采用它?；趬K的存儲(chǔ)陣列無法很好地?cái)U(kuò)展，且?guī)в写罅縃DD和SSD的數(shù)據(jù)保護(hù)(例如RAID)的問題?；谖募南到y(tǒng)受到系統(tǒng)自身的可擴(kuò)展性限制，無論是在對(duì)象計(jì)數(shù)、并發(fā)、并行訪問或恢復(fù)時(shí)間方面，都能檢驗(yàn)出文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一致性。對(duì)象存儲(chǔ)代表一種更簡單、更可擴(kuò)展的解決方案，通過標(biāo)準(zhǔn)的基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議可輕松訪問。

對(duì)于尋求采用對(duì)象存儲(chǔ)的IT企業(yè)來說，最大的挑戰(zhàn)是如何選用平臺(tái)以及如何評(píng)估供應(yīng)商的產(chǎn)品。對(duì)象存儲(chǔ)使用基于Web的協(xié)議，因此需要一定程度的編碼才能使用。這方面正在發(fā)生改變，我們將在后面討論。

從特性的角度來看，對(duì)象存儲(chǔ)在諸多方面能使某個(gè)平臺(tái)在適用性方面更加突出。接下來，我們對(duì)IT組織在對(duì)象存儲(chǔ)平臺(tái)中的尋找目標(biāo)來做一下識(shí)別分類和描述。

1.可擴(kuò)展性——大和小

正如我們已討論的那樣，對(duì)象存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)比諸如橫向擴(kuò)展型NAS那樣的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性范圍要更進(jìn)一步。供應(yīng)商產(chǎn)品具有多PB級(jí)容量，可以存儲(chǔ)數(shù)十億個(gè)對(duì)象。然而，實(shí)現(xiàn)高可擴(kuò)展性不僅僅是簡單地測量對(duì)象和數(shù)據(jù)量。注意事項(xiàng)包括：

• a.對(duì)象大小。對(duì)象存儲(chǔ)處理大/小對(duì)象方面的表現(xiàn)如何?處理小對(duì)象的方式是什么?
• b.容量限制。容量是否真的有限制?容量增長是否需要添加更多的硬件或軟件節(jié)點(diǎn)?可以簡單地?cái)U(kuò)展存儲(chǔ)嗎?
• c.分層和緩存。對(duì)象存儲(chǔ)該如何管理數(shù)據(jù)分層?隨著容量的增加，大量數(shù)據(jù)通常是不活躍的，并且存檔到更廉價(jià)的介質(zhì)上。在這一點(diǎn)上，分層能力成為關(guān)鍵。閃存介質(zhì)還可用作緩存或分層時(shí)以提高性能。
• d.元數(shù)據(jù)管理。隨著對(duì)象存儲(chǔ)的發(fā)展，元數(shù)據(jù)該如何管理?對(duì)象存儲(chǔ)的容量大小是否影響搜索性能?
• e.對(duì)象訪問。隨著對(duì)象存儲(chǔ)的發(fā)展，針對(duì)對(duì)象的單獨(dú)訪問時(shí)間是否要增加(還是不希望增加)?

最后一點(diǎn)對(duì)于構(gòu)建對(duì)象存儲(chǔ)特別重要，為多個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)/檢索請(qǐng)求的提供并行訪問，例如CDN網(wǎng)絡(luò)的后端系統(tǒng)服務(wù)。在一個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)中增加存儲(chǔ)數(shù)量是不應(yīng)增加檢索時(shí)間的，更重要的是“到第一個(gè)字節(jié)的時(shí)間”，這是從接收點(diǎn)開始將對(duì)象回流到請(qǐng)求者所花費(fèi)的時(shí)間要求。

當(dāng)然，我們不應(yīng)該忘記對(duì)象存儲(chǔ)可能需要啟動(dòng)小的對(duì)象，不需要有幾百TB或PB級(jí)初始容量。小的初級(jí)容量有助于降低進(jìn)入并采用對(duì)象存儲(chǔ)的障礙，隨之而來的需求是，以最小的影響從小到大進(jìn)行容量擴(kuò)展。

2.數(shù)據(jù)保護(hù)

數(shù)據(jù)保護(hù)的概念涵蓋了對(duì)象存儲(chǔ)中的許多方面。與傳統(tǒng)的主存儲(chǔ)相比，對(duì)象存儲(chǔ)可能用于長期保存數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)耐久性是一個(gè)重要因素。我們可以將耐久性視為需要確保由于一系列錯(cuò)誤(包括硬件讀取失敗和數(shù)據(jù)損壞)而不損壞正在存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)。

與25年前的設(shè)備相比，現(xiàn)代硬盤非?？煽?。盡管如此，仍然會(huì)出現(xiàn)讀取錯(cuò)誤和其他瞬態(tài)問題。對(duì)象存儲(chǔ)應(yīng)執(zhí)行一系列磁盤管理的功能，包括數(shù)據(jù)清理、CRC的損壞檢驗(yàn)，以及對(duì)不一致數(shù)據(jù)的重建。這些后臺(tái)任務(wù)代表了長期保持?jǐn)?shù)據(jù)健康的重要性。

第二個(gè)要考慮的是對(duì)硬件故障的保護(hù)。當(dāng)今，大多數(shù)的存儲(chǔ)陣列將RAID(獨(dú)立磁盤冗余陣列)作為一種從硬件故障導(dǎo)致的丟失中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法。隨著數(shù)據(jù)量的上升，RAID在可擴(kuò)展性方面出現(xiàn)問題。存儲(chǔ)供應(yīng)商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雙重甚至三重奇偶校驗(yàn)，以防止載有大硬盤容量的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障。然而，延長驅(qū)動(dòng)器重建時(shí)間對(duì)RAID對(duì)象存儲(chǔ)中的大量數(shù)據(jù)而言是不切實(shí)際的。

替代方案是用糾刪碼的方式來保護(hù)數(shù)據(jù)。糾刪碼是對(duì)數(shù)據(jù)劃分和變換為多個(gè)冗余片段的描述過程，恢復(fù)原始信息所需的最小計(jì)數(shù)。例如，編碼方案可以將數(shù)據(jù)翻譯成12條數(shù)據(jù)，重建原始數(shù)據(jù)所需的其中的任何8條數(shù)據(jù)。這12條數(shù)據(jù)可以分布在多個(gè)驅(qū)動(dòng)器上，服務(wù)器/節(jié)點(diǎn)甚至在地理上提供高彈性。在12/8方案中，跨越三個(gè)位置分布數(shù)據(jù)意味著任何一個(gè)位置的丟失都是允許的。

對(duì)象存儲(chǔ)應(yīng)根據(jù)客戶需要提供具有可變保護(hù)值的糾刪碼。由于糾刪碼有處理開銷，因此RAID還可以用于保護(hù)較小的對(duì)象并改善訪問性能。當(dāng)數(shù)據(jù)在地理上分布時(shí)，重建對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響變得尤其重要。因此，糾刪碼系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)(以及需要通過WAN檢索數(shù)據(jù))將直接影響恢復(fù)時(shí)間和客戶SLA(服務(wù)水平協(xié)議)。當(dāng)本地LAN延遲較高時(shí)，也會(huì)發(fā)生此問題——任何基于分布式網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)都將一直受到網(wǎng)絡(luò)性能的影響。快速恢復(fù)非常重要，因?yàn)椴皇鼙Ｗo(hù)的數(shù)據(jù)需要快速重新保護(hù)，以避免潛在的數(shù)據(jù)丟失。

3.搜索、索引和元數(shù)據(jù)

在對(duì)象存儲(chǔ)中搜索和檢索數(shù)據(jù)的能力是最關(guān)鍵的要求之一。與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng))相比，對(duì)象存儲(chǔ)將數(shù)據(jù)保存在平面層次結(jié)構(gòu)中，只有少量的邏輯或物理分隔(例如存儲(chǔ)段或池)。這意味著存儲(chǔ)的每個(gè)對(duì)象都需要有大量的信息，以便于數(shù)據(jù)檢索。

對(duì)象存儲(chǔ)通常使用的兩種方法的其中之一——終端用戶設(shè)置對(duì)象的名稱(可能看起來像標(biāo)準(zhǔn)文件名)，或者使用系統(tǒng)生成的對(duì)象ID(OID)存儲(chǔ)和訪問對(duì)象。對(duì)象ID通常是由象存儲(chǔ)本身隨機(jī)生成的長字符串和數(shù)字。

在使用OID的情況下，元數(shù)據(jù)很關(guān)鍵。對(duì)象存儲(chǔ)用戶還可以維護(hù)對(duì)象ID及其使用的單獨(dú)數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)提供關(guān)于對(duì)象本身(系統(tǒng)元數(shù)據(jù))的信息，例如對(duì)象大小、訪問權(quán)限、創(chuàng)建對(duì)象的用戶等。用戶元數(shù)據(jù)的擴(kuò)展是與對(duì)象存儲(chǔ)信息相對(duì)應(yīng)的，用于傳遞搜索和有索引能力的應(yīng)用程序。

元數(shù)據(jù)的搜索性能應(yīng)該與存儲(chǔ)在對(duì)象存儲(chǔ)自身的數(shù)據(jù)量相互獨(dú)立，這是管理可擴(kuò)展性的關(guān)鍵要求。

4.性能

目前，在我們討論的需求中，性能是實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)保護(hù)和搜索的一個(gè)主題。但在對(duì)象存儲(chǔ)第一次開發(fā)時(shí)，性能理念卻并非主要因素，因?yàn)楹芏鄬?duì)象存儲(chǔ)只是用作長期存檔或是備份數(shù)據(jù)庫。隨著越來越多的對(duì)象平臺(tái)適用于更加活躍的數(shù)據(jù)——用作主動(dòng)存檔，或媒體及其他流式內(nèi)容的資源庫。

因此，我們需要對(duì)象存儲(chǔ)平臺(tái)提供高吞吐量，線性可擴(kuò)展功能以及處理高級(jí)并發(fā)請(qǐng)求。在將對(duì)象平臺(tái)用作CDN(內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò))或其他軟件即服務(wù)(SaaS)解決方案的后備存儲(chǔ)時(shí)，對(duì)并發(fā)性的需求尤其重要。并發(fā)就意味著能夠同時(shí)傳輸多個(gè)對(duì)象，每秒處理大量的單個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求。在衡量標(biāo)準(zhǔn)方面，通?；贗OPS和吞吐量。

5.安全性

和任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一樣，安全是一個(gè)關(guān)鍵特性。在對(duì)象存儲(chǔ)中，安全特性則涵蓋了許多方面。

因?yàn)閿?shù)據(jù)可能保存到對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)域，多租戶變得非常重要。業(yè)務(wù)用戶(企業(yè)中的獨(dú)立部門或獨(dú)立企業(yè))都希望自己的數(shù)據(jù)與其他人訪問的數(shù)據(jù)隔離開。這表示擁有了獨(dú)立的安全憑證，并為每位客戶提供了加密密鑰。

對(duì)象存儲(chǔ)通常是憑借HTTP調(diào)用對(duì)象存儲(chǔ)本身提供的認(rèn)證密鑰來提供數(shù)據(jù)訪問。因?yàn)閿?shù)據(jù)可能通過公共互聯(lián)網(wǎng)傳輸，這些密鑰就是憑證，而非普通的用戶/密碼組合。管理憑證更大的任務(wù)是身份管理功能的部分，它還能夠提供標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)集成，如LDAP和Microsoft Active Directory。

訪問單個(gè)對(duì)象或存儲(chǔ)段是通過訪問控制列表進(jìn)行分配，這些列表決定或單個(gè)或組級(jí)數(shù)據(jù)訪問。許多對(duì)象存儲(chǔ)會(huì)允許通過用于存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)，同樣基于Web的REST接口來設(shè)置和管理訪問控制。

除身份管理以外，不論在傳輸還是保存狀態(tài)都必須要通過數(shù)據(jù)加密來提供安全性。通常在數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)使用TLS(如HTTPS)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)。

而數(shù)據(jù)保存狀態(tài)時(shí)，為了防止物理服務(wù)器或驅(qū)動(dòng)器/設(shè)備直接訪問，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。加密的具體點(diǎn)或?qū)崿F(xiàn)可取決于終端用戶想要管理加密密鑰的方式。數(shù)據(jù)可以在被添加到對(duì)象存儲(chǔ)之前或同時(shí)被加密。

6.合規(guī)性&審計(jì)

合規(guī)性是數(shù)據(jù)安全的另一個(gè)方面，側(cè)重于滿足特定受控的行業(yè)(如醫(yī)療保健和金融)保存數(shù)據(jù)的監(jiān)管要求。

通常，兼容系統(tǒng)需要能規(guī)定數(shù)據(jù)的不可變性，提供對(duì)象版本控制(以便可以追蹤更改的數(shù)據(jù))，實(shí)現(xiàn)對(duì)象鎖定或WORM(一寫多讀)，再次用于不可變的數(shù)據(jù)。相比塊系統(tǒng)和基于文件的系統(tǒng)，大多數(shù)對(duì)象存儲(chǔ)不更新數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)提供了一定程度的控制權(quán)，符合合規(guī)性要求。

審計(jì)與合規(guī)性互補(bǔ)，能對(duì)數(shù)據(jù)如何在對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)中存儲(chǔ)進(jìn)行追蹤。審計(jì)追蹤還可以提供附加信息，例如層之間的數(shù)據(jù)遷移，內(nèi)容校驗(yàn)和驗(yàn)證(確保無篡改)以及對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象存儲(chǔ)段的所有訪問。

7.部署模型

對(duì)象存儲(chǔ)一直在走向軟件定義存儲(chǔ)(SDS)的前列。大型向外擴(kuò)展型部署的本質(zhì)意味著對(duì)象存儲(chǔ)與商用硬件和供應(yīng)商所提供軟件的成本模式能夠進(jìn)行很好地協(xié)作。最終，我們看到許多基于純軟件的對(duì)象存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，商用硬件的采用無法滿足所有的要求。很多潛在客戶可能不情愿或無法管理采購和構(gòu)建一個(gè)定制對(duì)象存儲(chǔ)解決方案的過程，而寧愿從供應(yīng)商那里拿到一個(gè)軟硬件的組合解決方案。

在這種情況下，供應(yīng)商為了滿足客戶需求要提供設(shè)備，可能會(huì)與已經(jīng)進(jìn)入客戶數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和存儲(chǔ)供應(yīng)商合作。

為什么?因?yàn)橹С帜Ｊ剑瑑?nèi)部技術(shù)和部署藍(lán)圖都已經(jīng)是基于首選硬件供應(yīng)商的了。為了最大的靈活性，供應(yīng)商可能提供以下三種選項(xiàng)：

• 純軟件——用作VSA(虛擬存儲(chǔ)設(shè)備)或本地部署到硬件上。
• 設(shè)備——專用硬件設(shè)備，構(gòu)建為一個(gè)白盒子或與要硬件提供商之一配合使用。
• 云——在公有云中作為一個(gè)實(shí)例部署。

每一個(gè)選項(xiàng)，客戶應(yīng)該希望完全的互操作性和一致的管理接口。

8.協(xié)議支持和標(biāo)準(zhǔn)

初期的對(duì)象存儲(chǔ)是基于HTTP(S)協(xié)議，采用基于REST的API調(diào)用存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)。 HTTP的使用很靈活，可以在網(wǎng)絡(luò)((局部或廣域網(wǎng))上的任何地方訪問數(shù)據(jù)，然而，相比在橫向擴(kuò)展型文件系統(tǒng)中訪問數(shù)據(jù)，為了使用對(duì)象存儲(chǔ)，應(yīng)用程序必須進(jìn)行編碼。

因此，供應(yīng)商已經(jīng)開始對(duì)其產(chǎn)品增加NFS和SMB支持，允許通過基于文件的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)。為了完全支持向外擴(kuò)展型功能，其中還應(yīng)包括支持并行文件系統(tǒng)。

擴(kuò)展協(xié)議支持意味著數(shù)據(jù)采用了對(duì)象存儲(chǔ)，現(xiàn)有應(yīng)用程序能夠輕松地進(jìn)行移植或修改。而值得我們深思的是，與橫向擴(kuò)展型文件存儲(chǔ)相比，對(duì)象存儲(chǔ)的架構(gòu)差異在于，它是通過使用模擬了文件存儲(chǔ)的對(duì)象存儲(chǔ)提供。

基本數(shù)據(jù)并不是用基于inode(索引節(jié)點(diǎn))和目錄架構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)，因此系統(tǒng)崩潰后，F(xiàn)SCK(文件系統(tǒng)掃描)的概念并不適用。與傳統(tǒng)文件系統(tǒng)相比，這對(duì)(支持文件系統(tǒng)的)對(duì)象存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性和性能有很大的影響。

協(xié)議支持還需要擴(kuò)展到采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)對(duì)象存儲(chǔ)而言，這意味著要使用Amazon S3和Swift——兩個(gè)已經(jīng)獲得廣泛普及的“標(biāo)準(zhǔn)”。亞馬遜憑借2006年發(fā)布的S3平臺(tái)進(jìn)入對(duì)象市場，因?yàn)镾3 API經(jīng)歷了成長，成熟以及完善的過程，所以成為了許多供應(yīng)商選擇遵循的標(biāo)準(zhǔn)。Swift已經(jīng)發(fā)展成OpenStack項(xiàng)目的對(duì)象存儲(chǔ)組件。

9.成本

沒有價(jià)格和總擁有成本討論的對(duì)象存儲(chǔ)，不是完整的對(duì)象存儲(chǔ)。最顯而易見的認(rèn)證模式是基于容量的——向平臺(tái)增加更多可用或原始容量，并以實(shí)際增量為認(rèn)證支付更多的錢。供應(yīng)商還可以選擇針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)收費(fèi)，那么終端用戶就要確保它們部署的硬件能夠提供盡可能大的容量。

還有一個(gè)選擇就是按功能收費(fèi)，一些供應(yīng)商看準(zhǔn)了這個(gè)機(jī)會(huì)，構(gòu)建了一個(gè)包含所有功能選項(xiàng)的收費(fèi)結(jié)構(gòu)。從終端用戶的角度來看，這顯然更具競爭力，但隱藏的額外成本可能是一個(gè)問題。

計(jì)算TCO(總擁有成本)提出了關(guān)于對(duì)象存儲(chǔ)平臺(tái)效率的一個(gè)有趣的問題。橫向擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采用計(jì)算，系統(tǒng)內(nèi)存和磁盤或閃存存儲(chǔ)來提供一定的用戶容量。

一旦在白盒硬件上構(gòu)建，軟件的效率與構(gòu)建解決方案的成本直接相關(guān)。到目前為止，沒有實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)比對(duì)象存儲(chǔ)的效率，這是需要行業(yè)發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域。

結(jié)論

以上就是對(duì)象存儲(chǔ)的九大主要特征。供應(yīng)商將以實(shí)現(xiàn)這些功能的方式來使其產(chǎn)品架構(gòu)更具吸引力。