存儲，是各大電子設備不可缺少的組成之一。缺少存儲，數(shù)據(jù)將無法得以保存。上篇文章中，小編對塊存儲以及文件存儲做過初步介紹。本文中，將繼續(xù)對兩種存儲方式予以介紹。如果你對存儲具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、GlusterFS 和對象存儲

GlusterFS是目前做得最好的分布式存儲系統(tǒng)之一，而且已經(jīng)開始商業(yè)化運行。但是，目前GlusterFS3.2.5版本還不支持對象存儲。如果要實現(xiàn)海量存儲，那么GlusterFS需要用對象存儲。值得高興的是，GlusterFS最近宣布要支持對象存儲。它使用openstack的對象存儲系統(tǒng)swift的上層PUT、GET等接口，支持對象存儲。

20世紀電子與信息技術迅速發(fā)展，機器計算迅速普及，馮·諾依曼在1945年6月30日，提出了存儲程序邏輯架構，即現(xiàn)有的計算機都遵循的“馮·諾依曼體系架構。

馮諾依曼體系結構與人腦(生物)計算模型匹配度相當準確。我們通常把運算器和控制器合并成中央處理器(CPU)，內(nèi)部小容量的存儲提供快速的訪問，外部存儲器提供大容量的存儲空間。在不同的計算機時代，我們可以按照不同的角度來理解馮諾依曼體系結構。在單機計算時代(包括大型機、小型機、微機)內(nèi)部存儲器可理解為內(nèi)存(即Memory)，外部存儲器可理解為物理硬盤(包括本地硬盤和通過網(wǎng)絡映射的邏輯卷)。在本地硬盤空間不足，可靠性無法滿足業(yè)務需求的情況下，SAN存儲出現(xiàn)了，通過網(wǎng)絡映射的邏輯卷(即SAN存儲提供的LUN)成為增強版的硬盤。為了解決數(shù)據(jù)共享的問題，NAS存儲隨之誕生。

但馮諾依曼體系架構沒有考慮并行計算和數(shù)據(jù)共享情形，在如今的網(wǎng)絡時代，大量計算設備通過網(wǎng)絡形成一個龐大、相互獨立但又邏輯統(tǒng)一的計算系統(tǒng)，因此我們可以總結出一個數(shù)據(jù)存儲的通用模型，這個模型包括兩級存儲，其存儲容量差距約1000倍：

如果將上圖中每一個計算模塊理解為一個計算內(nèi)核，那么高速存儲單元則是CPU內(nèi)的緩存(單位為KB~MB)，海量存儲單元則是內(nèi)存(單位為GB);如果把每一個計算模塊理解為一個CPU，那么高速存儲單元則是內(nèi)存(單位為GB~TB)，海量存儲是物理硬盤或通過網(wǎng)絡映射給服務器的邏輯卷(或網(wǎng)絡文件系統(tǒng)，單位為TB~PB);如果把計算模塊理解為針對某一項任務或某一組任務提供計算能力的服務器集群，把SAN或NAS等擁有TB~PB級存儲規(guī)模的網(wǎng)絡存儲設備理解為高速存儲單元，那么具備PB~EB級存儲容量的海量存儲單元將基于什么技術和產(chǎn)品構建呢?

SAN和NAS技術已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)十年，目前單臺SAN或NAS設備最大容量已經(jīng)達到PB級別，但在應對EB級數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)時，還是顯得有些力不從心。這主要由于其架構和服務接口決定的。

SAN使用SCSI協(xié)議作為底層協(xié)議，SCSI協(xié)議管理的粒度非常小，通常以字節(jié)(byte)或千字節(jié)(KB)為單位;同時SCSI協(xié)議沒有提供讀寫鎖機制以確保不同應用并發(fā)讀寫時的數(shù)據(jù)一致性，因此難以實現(xiàn)EB級存儲資源管理和多個服務器/服務器集群之間數(shù)據(jù)共享。

NAS使用文件協(xié)議訪問數(shù)據(jù)，通過文件協(xié)議存儲設備能夠準確識別數(shù)據(jù)內(nèi)容，并提供了非常豐富的文件訪問接口，包括復雜的目錄/文件的讀寫鎖。文件和目錄采用樹形結構管理，每個節(jié)點使用一種叫做inode的結構進行管理，每一個目錄和文件都對應一個iNode。目錄深度或同一目錄下的子節(jié)點數(shù)隨著整體文件數(shù)量的增加而快速增加，通常文件數(shù)量超過億級時，文件系統(tǒng)復雜的鎖機制及頻繁的元數(shù)據(jù)訪問將極大降低系統(tǒng)的整體性能。

傳統(tǒng)的RAID技術和Scale-up架構也阻止了傳統(tǒng)的SAN和NAS成為EB級高可用，高性能的海量存儲單元。傳統(tǒng)的RAID基于硬盤，通常一個RAID組最多包含20+塊硬盤，即使PB級規(guī)模的SAN或NAS也將被分割成多個存儲孤島，增加了EB級規(guī)模應用場景下的管理復雜度;同時Scale-up架構決定了即使SAN和NAS存儲容量達到EB級，性能也將成為木桶的短板。

那么如何才能應對信息爆炸時代的數(shù)據(jù)洪流呢?我們設想能否有一種“超級數(shù)據(jù)圖書館”，它提供海量的、可共享的存儲空間給很多用戶(服務器/服務器集群)使用，提供超大的存儲容量，其存儲容量規(guī)模千倍于當前的高速存儲單元(SAN和NAS)，用戶或應用訪問數(shù)據(jù)時無需知道圖書館對這些書如何擺放和管理(布局管理)，只需要提供唯一編號(ID)就可以獲取到這本書的內(nèi)容(數(shù)據(jù))。如果某一本書變得老舊殘破，系統(tǒng)自動地將即將失效或已經(jīng)失效的書頁(存儲介質(zhì))上的數(shù)據(jù)抄寫(恢復/重構)到新的紙張(存儲介質(zhì))上，并重新裝訂這本書，數(shù)據(jù)使用者無需關注這一過程，只是根據(jù)需要去獲取數(shù)據(jù)資源。這種“超級數(shù)據(jù)圖書館”是否真的存在呢?

二、分布式對象存儲的誕生

對象存儲技術的出現(xiàn)和大量自動化管理技術的產(chǎn)生，使得“超級數(shù)據(jù)圖書館”不再是人類遙不可及的夢想。對象存儲系統(tǒng)(Object-Based Storage System)改進了SAN和NAS存儲的劣勢，保留了NAS的數(shù)據(jù)共享等優(yōu)勢，通過高級的抽象接口替代了SCSI存儲塊和文件訪問接口(不同地區(qū)的用戶訪問不同的POSIX文件系統(tǒng)，不僅浪費時間，而且讓運維管理變的更復雜。相對而言，分布式存儲系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯。在分布式存儲系統(tǒng)上做應用開發(fā)更便利，易維護和擴容，自動負載平衡。以 RESTful HTTP接口代替了POSIX接口和QEMU Driver接口)，屏蔽了存儲底層的實現(xiàn)細節(jié)，將NAS垂直的樹形結構改變成平等的扁平結構，從而提高了擴展性、增強了可靠性、具備了平臺無關性等重要存儲特性。(Erasure Code： 是將文件轉換成一個碎片集合，每一個碎片很小，碎片被打散分布到一組服務器資源池里。只要存留的碎片數(shù)量足夠，就可以合成為原本的文件。這可以在保持原本的數(shù)據(jù)健壯性的基礎上大大減少需要的存儲空間。不過Erasure Code并非適應所有的場景，尤其不適合網(wǎng)絡延遲敏感的業(yè)務( 不過Erasure Code并非適應所有的場景，尤其不適合網(wǎng)絡延遲敏感的業(yè)務))

SNIA(網(wǎng)絡存儲工業(yè)協(xié)會)定義的對象存儲設備是這樣的：

對象是自完備的，包含元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)和屬性

存儲設備可以自行決定對象的具體存儲位置和數(shù)據(jù)的分布

存儲設備可以對不同的對象提供不同的QoS

對象存儲設備相對于塊設備有更高的“智能”，上層通過對象ID來訪問對象，而無需了解對象的具體空間分布情況

換句話說對象存儲是智能化、封裝得更好的塊，是“文件”或其他應用級邏輯結構的組成部分，文件與對象的對應關系由上層直接控制，對象存儲設備本身也可能是個分布式的系統(tǒng)——這就是分布式對象存儲系統(tǒng)了。

用對象替代傳統(tǒng)的塊的好處在于對象的內(nèi)容本身來自應用，其具有內(nèi)在的聯(lián)系，具有“原子性”，因此可以做到：

在存儲層進行更智能的空間管理

內(nèi)容相關的數(shù)據(jù)預取和緩存

可靠的多用戶共享訪問

對象級別的安全性

同時，對象存儲架構還具有更好的可伸縮性。一個對象除了ID和用戶數(shù)據(jù)外，還包含了屬主、時間、大小、位置等源數(shù)據(jù)信息，權限等預定義屬性，乃至很多自定義屬性。

具備EB級規(guī)模擴展性的分布式對象存儲，通過對應用提供統(tǒng)一的命名空間，構建EB級統(tǒng)一、可共享數(shù)據(jù)的存儲資源池，有效地填補上述通用計算模型中“網(wǎng)絡計算”場景海量存儲單元空白，通過高層次的數(shù)據(jù)模型抽象，可以簡化應用對數(shù)據(jù)訪問，同時使得海量存儲更加智能。

對象是數(shù)據(jù)和自描述信息的集合，是在磁盤上存儲的基本單元。對象存儲通過簡化數(shù)據(jù)的組織形式(如將樹形的“目錄”和“文件”替換為扁平化的“ID”與“對象”)、降低協(xié)議與接口的復雜度(如簡化復雜的鎖機制，確保最終一致性)，從而提高系統(tǒng)的擴展性以應對信息爆炸時代海量數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)。同時對象的智能自管理功能也能有效降低系統(tǒng)維護復雜度，幫助用戶降低整體擁有成本(TCO)。

以上便是此次小編帶來的“存儲”相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對上述知識具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!