對(duì)象存儲(chǔ)是什么意思-架構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)介紹

對(duì)象存儲(chǔ)是什么意思_架構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)介紹1.對(duì)象存儲(chǔ)是什么意思Garth

Gibson于1998年提出了對(duì)象存儲(chǔ)的概念與基礎(chǔ)架構(gòu);指出對(duì)象存儲(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)中的一種，一般用來(lái)描述解決以及處理離散單元的方法。對(duì)象存儲(chǔ)的核心是將數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)和元數(shù)據(jù)分離，并且基于對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備(OSD)構(gòu)建存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)管理數(shù)據(jù)的分布。2.對(duì)象存儲(chǔ)的架構(gòu)(1)對(duì)象對(duì)象是系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位，一個(gè)對(duì)象實(shí)際上就是文件的數(shù)據(jù)和一組屬性信息(Meta

Data)的組合，這些屬性信息可以定義基于文件的RAID參數(shù)、數(shù)據(jù)分布和服務(wù)質(zhì)量等，而傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中用文件或塊作為基本的存儲(chǔ)單位，在塊存儲(chǔ)系統(tǒng)中還需要始終追蹤系統(tǒng)中每個(gè)塊的屬性，對(duì)象通過(guò)與存儲(chǔ)系統(tǒng)通信維護(hù)自己的屬性。在存儲(chǔ)設(shè)備中，所有對(duì)象都有一個(gè)對(duì)象標(biāo)識(shí)，通過(guò)對(duì)象標(biāo)識(shí)OSD命令訪問(wèn)該對(duì)象。通常有多種類(lèi)型的對(duì)象，存儲(chǔ)設(shè)備上的根對(duì)象標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)設(shè)備和該設(shè)備的各種屬性，組對(duì)象是存儲(chǔ)設(shè)備上共享資源管理策略的對(duì)象集合等。(2)對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備具有一定的智能，它有自己的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)和磁盤(pán)系統(tǒng)，OSD同塊設(shè)備的不同不在于存儲(chǔ)介質(zhì)，而在于兩者提供的訪問(wèn)接口。OSD的主要功能包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和安全訪問(wèn)。目前國(guó)際上通常采用刀片式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備。OSD提供三個(gè)主要功能：1)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。OSD管理對(duì)象數(shù)據(jù)，并將它們放置在標(biāo)準(zhǔn)的磁盤(pán)系統(tǒng)上，OSD不提供塊接口訪問(wèn)方式，Client請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)用對(duì)象ID、偏移進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。2)智能分布。OSD用其自身的CPU和內(nèi)存優(yōu)化數(shù)據(jù)分布，并支持?jǐn)?shù)據(jù)的預(yù)取。由于OSD可以智能地支持對(duì)象的預(yù)取，從而可以?xún)?yōu)化磁盤(pán)的性能。3)

每個(gè)對(duì)象元數(shù)據(jù)的管理。OSD管理存儲(chǔ)在其上對(duì)象的元數(shù)據(jù)，該元數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的inode元數(shù)據(jù)相似，通常包括對(duì)象的數(shù)據(jù)塊和對(duì)象的長(zhǎng)度。而在傳統(tǒng)的NAS系統(tǒng)中，這些元數(shù)據(jù)是由文件服務(wù)器維護(hù)的，對(duì)象存儲(chǔ)架構(gòu)將系統(tǒng)中主要的元數(shù)據(jù)管理工作由OSD來(lái)完成，降低了Client的開(kāi)銷(xiāo)。(3)元數(shù)據(jù)服務(wù)器(MetadataServer，MDS)MDS控制Client與OSD對(duì)象的交互，主要提供以下幾個(gè)功能：1)對(duì)象存儲(chǔ)訪問(wèn)。MDS構(gòu)造、管理描述每個(gè)文件分布的視圖，允許Client直接訪問(wèn)對(duì)象。MDS為Client提供訪問(wèn)該文件所含對(duì)象的能力，OSD在接收到每個(gè)請(qǐng)求時(shí)將先驗(yàn)證該能力，然后才可以訪問(wèn)。2)文件和目錄訪問(wèn)管理。MDS在存儲(chǔ)系統(tǒng)上構(gòu)建一個(gè)文件結(jié)構(gòu)，包括限額控制、目錄和文件的創(chuàng)建和刪除、訪問(wèn)控制等。3)ClientCache一致性。為了提高Client性能，在對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通常支持Client方的Cache。由于引入Client方的Cache，帶來(lái)了Cache一致性問(wèn)題，MDS支持基于Client的文件Cache，當(dāng)Cache的文件發(fā)生改變時(shí)，將通知Client刷新Cache，從而防止Cache不一致引發(fā)的問(wèn)題。(4)對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)的客戶(hù)端Client為了有效支持Client支持訪問(wèn)OSD上的對(duì)象，需要在計(jì)算節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)的Client，通常提供POSIX文件系統(tǒng)接口，允許應(yīng)用程序像執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)操作一樣。3.對(duì)象存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)總體上來(lái)講，對(duì)象存儲(chǔ)同兼具SAN高速直接訪問(wèn)磁盤(pán)特點(diǎn)及NAS的分布式共享特點(diǎn)。(1)SAN(StorageAreaNetwork)結(jié)構(gòu)采用SCSI塊I/O的命令集，通過(guò)在磁盤(pán)或FC(Fiber

Channel)級(jí)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)提供高性能的隨機(jī)I/O和數(shù)據(jù)吞吐率，它具有高帶寬、低延遲的優(yōu)勢(shì)，在高性能計(jì)算中占有一席之地，如SGI的CXFS文件系統(tǒng)就是基于SAN實(shí)現(xiàn)高性能文件存儲(chǔ)的，但是由于SAN系統(tǒng)的價(jià)格較高，且可擴(kuò)展性較差，已不能滿(mǎn)足成千上萬(wàn)個(gè)CPU規(guī)模的系統(tǒng)。(2)NAS(NetworkAttachedStorage)結(jié)構(gòu)它采用NFS或CIFS命令集訪問(wèn)數(shù)據(jù)，以文件為傳輸協(xié)議，通過(guò)TC