2006年Amazon發布AWS①, S3 服務及其使用的REST、SOAP訪問接口成為對象存儲的事實標準。Amazon S3成功為對象存儲注入云服務基因。

(備注:①Amazon的主營業務是B2C電子商務,其用戶流量分布不均勻,某些特定的時段(比如圣誕節),流量會急劇攀升,亞馬遜在IT資源的投資非常尷尬–花大價錢購置的服務器、存儲、帶寬只是為了應對突發的高峰流量,而在其他大部分時間里,這些資源利用率可能都不到一半。在這種情況下,Amazon 通過AWS服務Amazon把平時閑置的IT資源出租給其他用戶使用。)

2 對象存儲的關鍵特性與價值

對象存儲是一種基于對象的存儲設備,具備智能、自我管理能力,通過web服務協議(如:REST、SOAP)實現對象的讀寫和存儲資源的訪問。

對象存儲系統包含兩種數據描述:容器(Bucket)、對象(Object)。容器和對象都有一個全局唯一的ID。對象存儲采用扁平化結構管理所有數據,用戶/應用通過接入碼(AccessKey)認證后,只需要根據ID就可以訪問容器/對象及相關的數據(Data)、元數據(metadata)和對象屬性(Attribute)。


 
Figure 2-1 對象存儲數據組織示意圖

對象存儲對外提供更抽象的對象接口,而不是SCSI或文件接口。與SAN存儲以邏輯扇區為單位的較細粒度的固定IO(512B~4KB)不同,對象存儲IO粒度更有彈性,支持幾個字節(B)到數萬億字節(TB)范圍內的任意對象大小,使得業務可根據需要靈活的分割數據。

對象存儲以對象ID為基礎,扁平化的管理所有對象和桶,根據對象ID便可直接訪問數據,解決了NAS復雜的目錄樹結構在海量數據情況下的數據查找耗時長的問題,這使得對象存儲具備極強的擴展性,能夠輕松實現單一名字空間內支持百億級文件的存儲。

在重復數據刪除,綠色節能等特性基礎上,為了更好的滿足海量數據存儲和公眾云服務需求,對象存儲系統還包括如下一些關鍵特性:

超強的擴展性

扁平化的數據結構允許對象存儲容量從TB級擴展到EB級,管理數十個到百億個存儲對象,支持從數字節(Byte)到數萬億字節(TB)范圍內的任意大小對象,解決了文件系統復雜的iNode的機制帶來的擴展性瓶頸,并使得對象存儲無需像SAN存儲那樣管理數量龐大的邏輯單元號(LUN)。對象存儲系統通常在一個橫向擴展(或網格硬件)架構上構建一個全局的命名空間,這使得對象存儲非常適用在云計算環境中使用。某些對象存儲系統還可支持升級、擴容過程中業務零中斷。

基于策略的自動化管理

由于云環境中的數據往往是動態、快速增長的,所以基于策略的自動化將變得非常重要。對象存儲支持從應用角度基于業務需求設置對象/容器的屬性(元數據)策略,如數據保護級別,保留期限,合規狀況,遠程復制的份數等。這使得對象存儲具備云的自服務特征同時,有效的降低運維管理的成本,使得客戶在存儲容量從TB增長到ZB時,運維管理成本不會隨之飆升。

多租戶

多租戶特性可以使用同一種架構,同一套系統為不同用戶和應用提供存儲服務,并分別為這些用戶和應用設置數據保護、數據存儲策略,并確保這些數據之間相互隔離。

數據完整性和安全性

對象存儲系統一般通過連續后臺數據掃描、數據完整性校驗、自動化對象修復等技術,新型的技術應用大大提高數據的完整性和安全性。某些對象存儲產品還引入了一些先進的算法(如:擦除碼Erasure Code )和技術將數據切分為多個分片,然后將這些分片存儲到不同的設備/站點,在確保數據的完整性的同時獲取最高的存儲利用率。

3 對象存儲的主要應用場景

對象存儲系統的出現主要是為了滿足數據歸檔和云服務兩大需求,我們對這兩種場景可進行進一步的細化:

存儲資源池(空間租賃)

使用對象存儲構建類似Amazon S3的存儲空間租賃服務,向個人、企業或應用提供按需擴展的彈性存儲服務。用戶向資源池運營商按需購買存儲資源后,通過基于web協議訪問和使用存儲資源, 而無需采購和運維存儲設備。多租戶模型將不同的用戶的數據隔離開來,確保用戶的數據安全。

網盤應用

在海量存儲資源池基礎上,使用圖形用戶界面(GUI)實現對象存儲資源的封裝,向用戶提供類似Drop Box的網盤業務。用戶可通過PC客戶端、手機客戶端、Web頁面完成數據的上傳、下載、管理與分享。在網盤幫助下個人和家庭用戶能夠實現數據安全、持久的保存和不同終端之間的數據同步;企業客戶通過網盤應用可實現更高效的信息分享、協同辦公和非結構化數據管理,同時企業網盤還可用于實現低成本的Windows遠程備份,確保企業數據安全。

集中備份

在大型企業或科研機構中,對象存儲通過與Comvault Simpana、Symantec NBU等主流備份軟件結合,可向用戶提供更具成本效益、更低TCO的集中備份方案。相對原有的磁帶庫或虛擬磁帶庫等

備份方案:重復數據刪除特性能夠幫助用戶減少低設備采購,智能管理特性使得備份系統無需即時維護,從而降低CAPEX和OPEX;分布式并行讀寫帶來的巨大吞吐量和在線/近線的存儲模式有效降低RTO和RPO。

歸檔和分級存儲

對象存儲通過與歸檔軟件、分級存儲軟件結合,將在線系統中的數據無縫歸檔/分級存儲到對象存儲,釋放在線系統存儲資源。對象存儲提供幾乎可無限擴展的容量,智能管理能力,幫助用戶降低海量數據歸檔的TCO;對象歸檔采用主動歸檔模式使得歸檔數據能夠被按需訪問,而無需長時間的等待和延遲。

4華為UDS海量存儲系統

UDS海量存儲系統是華為基于對運營商、互聯網等行業的深刻理解,憑借深厚的技術積累和行業服務經驗,通過不斷創新開發出的原生支持對象存儲協議的海量數據存儲系統。它兼容Amazon S3對象存儲協議,具備對象存儲擁有的主要技術特征,致力于將企業的IT數據資源轉化為客戶價值。

‘EB級擴展’、‘安全可靠’、‘高效融合’是華為UDS海量存儲系統的三大特色。該系統已成功進入大型運營商、知名互聯網公司及世界頂尖的科研機構,經過長期穩定運行表現出卓越的讀寫性能和極佳的擴展性,得到客戶一致好評。

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