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                  什么是对象存储?OSD架构及原理

                  2014-03-26 13:29来源:中国存储网
                  导读:什么是对象存储?本文介绍OSD对象存储概念及对象存储系统的架构组成和工作原理,以及对象存储与SAN和NAS网络存储技术的比较。

                  什么是对象存储?什么是OSD对象存储设备?

                  宏源棋牌CUNCHUJUYUWANG(SAN)HEWANGLUOFUJIACUNCHU(NAS)SHIWOMENBIJIAOSHUXIDELIANGZHONGZHULIUWANGLUOCUNCHUJIAGOU,ERDUIXIANGCUNCHU(Object-based Storage)SHIYIZHONGXINDEWANGLUOCUNCHUJIAGOU,JIYUDUIXIANGCUNCHUJISHUDESHEBEIJIUSHIDUIXIANGCUNCHUSHEBEI(Object-based Storage Device)JIANCHENGOSD。

                  对象存储的发展历史:

                  1999NIANCHENGLIDEQUANQIUWANGLUOCUNCHUGONGYEXIEHUI(SNIA)DEDUIXIANGCUNCHUSHEBEI(Object Storage Device)GONGZUOZUFABULEANSIDEX3T10BIAOZHUN。

                  对象存储的优点:

                  ZONGTISHANGLAIJIANG,DUIXIANGCUNCHUTONGJIANJUSANGAOSUZHIJIEFANGWENCIPANTEDIANJINASDEFENBUSHIGONGXIANGTEDIAN。

                  SAN(Storage Area Network)结构

                  采用SCSI 块I/O的命令集,通过在磁盘或FC(Fiber Channel)级的数据访问提供高性能的随机I/O和数据吞吐率,它具有高带宽、低延迟的优势,在高性能计算中占有一席之地,如SGI的CXFS文件系统就是基于SAN实现高性能文件存储的,但是由于SAN系统的价格较高,且可扩展性较差,已不能满足成千上万个CPU规模的系统。

                  NAS(Network Attached Storage)结构

                  它采用NFS或CIFS命令集访问数据,以文件为传输协议,通过TCP/IP实现网络化存储,可扩展性好、价格便宜、用户易管理,如目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统,但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大,不利于在高性能集群中应用。

                  对象存储结构

                  HEXINSHIJIANGSHUJUTONGLU(SHUJUDUHUOXIE)HEKONGZHITONGLU(YUANSHUJU)FENLI,BINGQIEJIYUDUIXIANGCUNCHUSHEBEI(Object-based Storage Device,OSD)GOUJIANCUNCHUXITONG,MEIGEDUIXIANGCUNCHUSHEBEIJUYOUYIDINGDEZHINENG,NENGGOUZIDONGGUANLIQISHANGDESHUJUFENBU。

                  对象存储与传统网络存储的区别

                  DUIXIANGCUNCHUZAIHENDUOZHONGYAOFANGMIANYUSANHENASJIONGRANBUTONG,DUICUNCHUGUANLIYUANERYANZUIXIANZHUDEQUBIEZAIYUDUIXIANGCUNCHUMEIYOULUNs,JUANYIJIRAIDDENGYAOSU。DUIXIANGSHUJUBUSHICUNCHUZAIGUDINGDEKUAI,ERSHIZAIDAXIAOKEBIANDE“RONGQI”LI。JIANYUYUANSHUJU(metadata)HESHUJUBENSHENKETONGGUOCHUANTONGSHUJUFANGWENFANGFAJINXINGFANGWEN,DUIXIANGCUNCHUYUNXUSHUJUBEIZHIJIEFANGWEN。CIWAI,ZHICHIDUIXIANGJIHEMINGLINGJIDEANQUANCELVESHEZHI。

                  对象存储结构组成部分(对象、对象存储设备、元数据服务器、对象存储系统的客户端):

                  什么是对象存储?OSD架构及原理
                  对象存储架构

                  1、对象

                  对象是系统中数据存储的基本单位,一个对象实际上就是文件的数据和一组属性信息(Meta Data)的组合,这些属性信息可以定义基于文件的RAID参数、数据分布和服务质量等,而传统的存储系统中用文件或块作为基本的存储单位宏源棋牌,在块存储系统中还需要始终追踪系统中每个块的属性,对象通过与存储系统通信维护自己的属性。在存储设备中,所有对象都有一个对象标识,通过对象标识OSD命令访问该对象。通常有多种类型的对象,存储设备上的根对象标识存储设备和该设备的各种属性,组对象是存储设备上共享资源管理策略的对象集合等。

                  什么是对象存储?OSD架构及原理
                  对象的层次关系理解(图片来源SNIA)

                  什么是对象存储?OSD架构及原理

                  DUIXIANGDEZUCHENG(TUXINGLAIYUANOracle)

                  2、对象存储设备

                  DUIXIANGCUNCHUSHEBEIJUYOUYIDINGDEZHINENG,TAYOUZIJIDECPU、NEICUN、WANGLUOHECIPANXITONG,OSDTONGKUAISHEBEIDEBUTONGBUZAIYUCUNCHUJIEZHI,ERZAIYULIANGZHETIGONGDEFANGWENJIEKOU。OSDDEZHUYAOGONGNENGBAOKUOSHUJUCUNCHUHEANQUANFANGWEN。MUQIANGUOJISHANGTONGCHANGCAIYONGDAOPIANSHIJIEGOUSHIXIANDUIXIANGCUNCHUSHEBEI。OSDTIGONGSANGEZHUYAOGONGNENG:

                  (1) 数据存储。OSD管理对象数据,并将它们放置在标准的磁盘系统上,OSD不提供块接口访问方式,Client请求数据时用对象ID、偏移进行数据读写。

                  (2) 宏源棋牌智能分布。OSD用其自身的CPU和内存优化数据分布,并支持数据的预取。由于OSD可以智能地支持对象的预取,从而可以优化磁盘的性能。

                  (3) 每个对象元数据的管理。OSD管理存储在其上对象的元数据,该元数据与传统的inode元数据相似,通常包括对象的数据块和对象的长度。而在传统的NAS系统中,这些元数据是由文件服务器维护的,对象存储架构将系统中主要的元数据管理工作由OSD来完成,降低了Client的开销。 

                  3、元数据服务器(Metadata Server,MDS)

                  MDSKONGZHIClientYUOSDDUIXIANGDEJIAOHU,ZHUYAOTIGONGYIXIAJIGEGONGNENG:

                  (1) 对象存储访问。

                  MDSGOUZAO、GUANLIMIAOSHUMEIGEWENJIANFENBUDESHITU,YUNXUClientZHIJIEFANGWENDUIXIANG。MDSWEIClientTIGONGFANGWENGAIWENJIANSUOHANDUIXIANGDENENGLI,OSDZAIJIESHOUDAOMEIGEQINGQIUSHIJIANGXIANYANZHENGGAINENGLI,RANHOUCAIKEYIFANGWEN。

                  (2) 文件和目录访问管理。

                  MDSZAICUNCHUXITONGSHANGGOUJIANYIGEWENJIANJIEGOU,BAOKUOXIANEKONGZHI、MULUHEWENJIANDECHUANGJIANHESHANCHU、FANGWENKONGZHIDENG。

                  (3) Client Cache一致性。

                  WEILETIGAOClientXINGNENG,ZAIDUIXIANGCUNCHUXITONGSHEJISHITONGCHANGZHICHIClientFANGDECache。YOUYUYINRUClientFANGDECache,DAILAILECacheYIZHIXINGWENTI,MDSZHICHIJIYUClientDEWENJIANCache,DANGCacheDEWENJIANFASHENGGAIBIANSHI,JIANGTONGZHIClientSHUAXINCache,CONGERFANGZHICacheBUYIZHIYINFADEWENTI。

                  4、对象存储系统的客户端Client

                  WEILEYOUXIAOZHICHIClientZHICHIFANGWENOSDSHANGDEDUIXIANG,XUYAOZAIJISUANJIEDIANSHIXIANDUIXIANGCUNCHUXITONGDEClient,TONGCHANGTIGONGPOSIXWENJIANXITONGJIEKOU,YUNXUYINGYONGCHENGXUXIANGZHIXINGBIAOZHUNDEWENJIANXITONGCAOZUOYIYANG。

                  对象存储文件系统的关键技术

                  宏源棋牌1、FENBUYUANSHUJU CHUANTONGDECUNCHUJIEGOUYUANSHUJUFUWUQITONGCHANGTIGONGLIANGGEZHUYAOGONGNENG。

                  (1)WEIJISUANJIEDIANTIGONGYIGECUNCHUSHUJUDELUOJISHITU(Virtual File System,VFSCENG),WENJIANMINGLIEBIAOJIMULUJIEGOU。

                  宏源棋牌(2)ZUZHIWULICUNCHUJIEZHIDESHUJUFENBU(inodeCENG)。DUIXIANGCUNCHUJIEGOUJIANGCUNCHUSHUJUDELUOJISHITUYUWULISHITUFENKAI,BINGJIANGFUZAIFENBU,BIMIANYUANSHUJUFUWUQIYINQIDEPINGJING(RUNASXITONG)。YUANSHUJUDEVFSBUFENTONGCHANGSHIYUANSHUJUFUWUQIDE10%DEFUZAI,SHENGXIADE90%GONGZUO(inodeBUFEN)SHIZAICUNCHUJIEZHIKUAIDESHUJUWULIFENBUSHANGWANCHENGDE。ZAIDUIXIANGCUNCHUJIEGOU,inodeGONGZUOFENBUDAOMEIGEZHINENGHUADEOSD,MEIGEOSDFUZEGUANLISHUJUFENBUHEJIANSUO,ZHEIYANG90%DEYUANSHUJUGUANLIGONGZUOFENBUDAOZHINENGDECUNCHUSHEBEI,CONGERTIGAOLEXITONGYUANSHUJUGUANLIDEXINGNENG。LINGWAI,FENBUDEYUANSHUJUGUANLI,ZAIZENGJIAGENGDUODEOSDDAOXITONGZHONGSHI,KEYITONGSHIZENGJIAYUANSHUJUDEXINGNENGHEXITONGCUNCHURONGLIANG。

                  宏源棋牌2、BINGFASHUJUFANGWEN DUIXIANGCUNCHUTIXIJIEGOUDINGYILEYIGEXINDE、GENGJIAZHINENGHUADECIPANJIEKOUOSD。OSDSHIYUWANGLUOLIANJIEDESHEBEI,TAZISHENBAOHANCUNCHUJIEZHI,RUCIPANHUOCIDAI,BINGJUYOUZUGOUDEZHINENGKEYIGUANLIBENDICUNCHUDESHUJU。JISUANJIEDIANZHIJIEYUOSDTONGXIN,FANGWENTACUNCHUDESHUJU,YOUYUOSDJUYOUZHINENG,YINCIBUXUYAOWENJIANFUWUQIDEJIERU。RUGUOJIANGWENJIANXITONGDESHUJUFENBUZAIDUOGEOSDSHANG,ZEJUHEI/OSULVHESHUJUTUNTULVJIANGXIANXINGZENGZHANG,DUIJUEDADUOSHULinuxJIQUNYINGYONGLAISHUO,CHIXUDEI/OJUHEDAIKUANHETUNTULVDUIJIAODUOSHUMUDEJISUANJIEDIANSHIFEICHANGZHONGYAODE。DUIXIANGCUNCHUJIEGOUTIGONGDEXINGNENGSHIMUQIANQITACUNCHUJIEGOUNANYIDADAODE,RUActiveScaleDUIXIANGCUNCHUWENJIANXITONGDEDAIKUANKEYIDADAO10GB/s。

                  各厂商的对象存储产品

                  DANGQIANDEDUIXIANGCUNCHUJIEJUEFANGANCONGJIYONGXINGDEYUNFUWU,RUANYINGJIANKUNBANGHUOCHUNRUANJIANDEYINGYONGJIAOFU,ZHIDAOWANQUANDERONGHEXINGZHENLIE。YOUXIESHIXIANSHITUYONGBAOBINGBAORONGCHUANTONGCUNCHUJIAGOU,ERLINGYIXIEZESHICHUNCUIDEZHUANMENSHEJI。

                  惠普 从Helion公有云开始,惠普提供了全系列的对象存储产品。对于内部和私有云环境,惠普的StoreAll 820存储网关应用可作为前端搭载StoreServe 7000型或10000型阵列,也就是3PAR阵列。StoreAll 8800则是基于3PAR的一个完全的融合性阵列,在同一设备里支持SAN,NAS和对象存储。因此,惠普的产品针对了每种类型和大小的客户,从小型到中小型(SMBs)再到最大的企业集团。 当前的对象存储产品从即用型的云服务,软硬件捆绑或纯软件的应用交付,直到完全的融合型阵列。

                  Exablox宏源棋牌 新兴对象存储厂商Exablox的第一个产品是OneBlox应用,其架构是一群对等节点组成的“环”,待存储对象通过支持SMB/CIFS的通用文件系统在这些节点上被存储。有一点值得注意,OneBlox应用可以支持任何SAS或SATA硬盘驱动器,即使是刚刚发行的最新款—如西数的HGST Ultrastar He66TB充氦型硬盘。IT企业可以从它们喜爱的电子设备商采购硬盘,因而避免了常见的阵列加价。Exablox针对中小型企业和云服务提供商,目前已有2000用户。

                  EMC宏源棋牌 EMC提供多种对象存储产品。Atmos可以以云服务的形式交付,称为Atmos Geo Drive,但也可以作为完全的阵列形式交付。EMC的SourceOne归档应用则通过采用CIFS和NFS协议将文件接口转换为Atmos对象存储,从而提供归档,合规和电子发现功能。此外,EMC的ViPR软件定义存储平台提供对象服务,作为EMC Isilon,VNX,或NetApp阵列的前端,可允许对象访问到达后端数据层。

                  昆腾 昆腾Lattus对象存储应用的配置可以从6节点扩展到20节点,这些节点在地理上分散以使得广域接入和协作成为可能。Lattus有三种模式:D,X和M模式。D模式支持原生的S3接口(HTTP Rest);X模式支持NFS,CIFS和HTTPREST协议;M模式则支持昆腾的StorNext存储管理接口。Lattus是业务无中断,自修复和自迁移的系统,主要面向大中型企业,尤其是媒体和娱乐行业,或者那些需要进行计算/处理/编辑的应用场景。

                  应用优势

                  宏源棋牌TEBIESHIZAIGUIDANGHEFEIJIEGOUHUASHUJUCUNCHUFANGMIAN。DUIXIANGCUNCHUKEYITIGONGGENGDIDEMEIGBJIAGE,ERZUIDADEYOUDIANZESHIJIANHUALECUNCHUGUANLI。ANZHAOTONGCHANGSUORENWEIDENEIYANG,RUGUOCUNCHUGUANLIDECHENGBENZHANJULEZONGYONGYOUCHENGBENDE85%,NEIMEDUIXIANGCUNCHUXITONGYOUYUWUXUPEIZHI,ZHONGXINPEIZHIHEBUSHURENWU,BIJIANGJIDADIYINGXIANGZONGYONGYOUCHENGBEN。

                  那么现在阿里云/腾讯云/华为等都推出了云对象存储,这些云对象存储产品与以上的传统IT厂商的对象存储设备在交付形式上是很大不同,但是基本原理不变的,我们只要了解对象存储的概念就好。可见文章:深度体验华为云对象存储服务

                  另外推荐参考文档:

                  Oracle:

                  SNIA:OSD系统架构 英文

                  IBM:

                  TUIJIANWENZHANG:

                  对象存储的兴起及发展之路(客观的讲了对象存储的优势及不足,以及适用场景)

                  三种存储类型比较-文件、块、对象存储

                  什么是对象存储?

                  SHOUXIANWOMENLAIKANYIKANSHENMESHIDUIXIANGCUNCHU?MUQIAN,DULIDECUNCHUXINGTAIYOUSANZHONG:KUAICUNCHU、WENJIANCUNCHU,YIJIXINCHUXIANDEDUIXIANGCUNCHU。

                  KUAICUNCHUWOMENJIANDANDELIJIEJIUSHIYIKUAIYIKUAIDEYINGPAN,ZHIJIEGUAZAIZAIZHUJISHANG,ZAIZHUJISHANGWOMENNENGGOUKANDAODEJIUSHIYIKUAIKUAIDEYINGPANYIJIYINGPANFENQU。CONGCUNCHUJIAGOUDEJIAODUERYAN,KUAICUNCHUYOUFENWEIDASCUNCHU(Direct-Attached Storage,ZHILIANSHICUNCHU)HESANCUNCHU(Storage Area Network,CUNCHUQUYUWANGLUO)。

                  宏源棋牌WENJIANCUNCHU,WOMENZHIDESHIZAIWENJIANXITONGSHANGDECUNCHU,YEJIUSHIZHUJICAOZUOXITONGZHONGDEWENJIANXITONG。WOMENZHIDAO,WENJIANXITONGZHONGYOUFENQU,YOUWENJIANJIA,ZIWENJIANJIA,XINGCHENGYIGEZISHANGERXIADEWENJIANJIEGOU;WENJIANXITONGXIADEWENJIAN,YONGHUKEYITONGGUOCAOZUOXITONGZHONGDEYINGYONGCHENGXUJINXINGDAKAI、XIUGAIDENGCAOZUO,RUDAKAIword、BIANJIword。CONGJIAGOUSHANGLAISHUO,WENJIANCUNCHUTIGONGYIZHONGNAS(Network Attached Storage,WANGLUOFUSHUCUNCHU)JIAGOU,SHIDEZHUJIDEWENJIANXITONGBUJINXIANYUBENDIDEWENJIANXITONG,HAIKEYILIANJIEJIYUJUYUWANGDEGONGXIANGWENJIANXITONG。

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                  YIXIASHIDUISANZHONGCUNCHUXINGTAIHECUNCHUJIAGOUDESHIYITU。

                  什么是对象存储?OSD架构及原理

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