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对象存储系统体系结构
数据块是存储的基础架构，对块的管理是简单的。从50年前全球第一个磁盘存储系统诞生到现在，块的技术没有发生太大变化。最近几年，存储行业兴起存储虚拟化和数据整合的新理念，在这些理念和方案中，数据还是以块的形式通过网络进行读写操作。
块形式的存储在满足数据可扩展性和数据安全性需求方面，日益显现出局限性。国际上主要有两类网络化存储架构，都是通过命令集来区分的。第一类是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，具有高带宽、低延迟的优势，并在高性能计算中占有一席之地。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。第二类是NAS（Network Attached Storage）结构，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、易管理，如目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统。但是，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。
针对Linux集群对存储系统高性能和数据共享的需求，国际上已开始研究全新的存储架构和新型文件系统，希望能有效结合SAN和NAS系统的优点，支持直接访问磁盘以提高性能，通过共享的文件和元数据来简化管理。目前，对象存储系统已成为Linux集群架构高性能存储系统的研究热点，如Panasas公司的Object Base Storage Cluster System系统和Cluster File Systems公司的Lustre等。
什么是基于对象的存储
2004年，美国国家标准学会（American National Standards Institute，ANSI）推出了基于对象的存储设备（OSD）的1.0版本规范。它定义了基于对象的存储设备的通讯协议。OSD规范描述了一个 SCSI命令集合，由它提供一个高水平的OSD接口。这个接口允许客户端，比如文件系统和数据库存放和索引数据。全球网络存储工业协会（SNIA）的技术工作组当前正在开发OSD规范的2.0版本，这个版本将在年内完成。
一个OSD设备存放对象，控制着从对象到物理介质的映射图。OSD设备同时也跟踪作为属性的元数据，例如建立时间标记，从而允许在客户端非常容易地共享数据。可以说，OSD最大的卖点在于结合了SAN的可扩展性和NAS的数据共享。早期的NAS架构扩展性并不好，因为所有的元数据处理都集中在NAS服务器上。在有限的NAS头下进行存储扩展受到限制，NAS上的元数据处理变成了瓶颈。如果想扩展，就必需增加更多的NAS服务器，但是此时的管理成了头疼的事情，因为数据是分散的，这就是我们常说的NAS孤岛。
OSD的能力在于它将客户端和OSD设备直接联系起来，并不需要中间环节管理元数据。Panasas公司是全球第一家OSD产品的提供商，同时提供面向对象的存储和并行文件系统。尽管商用的OSD产品还只是凤毛麟角，但是OSD技术却日新月异。希捷和IBM已经展示了OSD产品。HP已经和开放源代码厂家Lustre文件系统合作，使用OSD作为HP StorageWork可扩展文件系统的重要部分。
对象存储不仅解决了数据存储的问题，还解决了数据安全性的问题。存储通常依赖客户端和私有网络的认证来保护系统的安全性，不管在文件服务器内用的是FC SAN或SCSI阵列。对象存储体系结构在每一个级别上都提供了安全性：存储系统对存储设备的认证；存储系统对计算节点的认证；存储系统对计算节点命令的认证；所有命令都经CRC的完整性检查；数据和命令经由IP的私有性。这样的安全水平能给用户以信心，让他们可以更经济高效地管理并轻松访问网络。
“对象存储设备并不适合所有的用户。”Panasas公司首席技术官Garth Gibson博士说。经过几年的努力，Panasas在政府、科研、能源、媒体和金融服务业有了很多成功案例。“Panasas是使用面向对象的存储集群，来解决计算集群的并行存储问题。”高性能计算和存储专家胡家鎏教授说。
高性能领域尽展才华
对象存储体系结构提供了一个带有NAS系统的传统文件共享和管理特征的单系统映象（single-system-image）文件系统，并改进了SAN的资源整合和可扩展的性能。这种性能、可扩展性、可管理性以及安全性的结合，只能通过在存储体系结构上的重大革命才能完成。第一个支持对象体系结构的产品现在已经问世，它就是Panasas ActiveScale Storage Cluser (存储集群)。此产品已经被部署在美国国家实验室、地震资料处理机构以及生物技术组织。它们都在用Linux集群解决关键的科学问题，而这些问题在过去是用超级计算机也不能解决的。Panasas存储集群及基于对象的存储体系结构可以迎接由Beowolf/Linux集群计算体系结构提出的挑战。在那里，传统的基于SAN和DAS的产品都会败下阵来。现在的问题是，OSD能不能从高性能领域走向主流商业应用？我们拭目以待。
对象存储将成主流
从传统的存储变成OSD存储，需要在多个层面上做改变，包括存储设备、存储网络、文件系统和数据库。
OSD面临着巨大机遇。如Garth Gibson所讲：“大规模并行数据存储的问题通过数据对象和属性可以得到解决。在这个时候，对象存储的特性才得以发挥，而这些都是基于块的存储所不能解决的。”对象存储的使用与应用无关。应用系统可以和以前使用文件导向的系统一样使用，所有的工作通过文件系统实现对文件的存取。这个时候，应用直接存储数据对象,而不是向文件系统写数据。
对象存储自诞生的那一天起就表现出巨大的活力。它可以提供数据安全、容易的数据共享、强大的可扩展功能，完全具备走向企业级数据中心的能力。对象存储的国际标准已经制定，很多全球一线的存储厂商和服务器厂家均加入到此阵营中。不过，对象存储要想全面取代传统的块存储还需时日。（E5）
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