1、三種存儲(chǔ)類型比較-文件、塊、對(duì)象存儲(chǔ)塊存儲(chǔ)和文件存儲(chǔ)是我們比較熟悉的兩種主流的存儲(chǔ)類型，而對(duì)象存儲(chǔ)(Object-based Storage)是一種新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)，基于對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)的設(shè)備就是對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備(Object-based Storage Device)簡(jiǎn)稱 OSD。首先，我們介紹這兩種傳統(tǒng)的存儲(chǔ)類型。通常來講，所有磁盤陣列都是基于Block塊的 模式，而所有的NAS產(chǎn)品都是文件級(jí)存儲(chǔ)。1、塊存儲(chǔ)以下列出的兩種存儲(chǔ)方式都是塊存儲(chǔ)類型：DAS(Direct Attach STorage):是直接連接于主機(jī)服務(wù)器的一種儲(chǔ)存方式，每一 臺(tái)主機(jī)服務(wù)器有獨(dú)立的儲(chǔ)存設(shè)備，每臺(tái)主機(jī)服務(wù)器的儲(chǔ)存設(shè)備無

2、法互通，需要跨主機(jī)存取 資料時(shí)，必須經(jīng)過相對(duì)復(fù)雜的設(shè)定，若主機(jī)服務(wù)器分屬不同的操作系統(tǒng)，要存取彼此的資 料，更是復(fù)雜，有些系統(tǒng)甚至不能存取。通常用在單一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下且數(shù)據(jù)交換量不大，性 能要求不高的環(huán)境下，可以說是一種應(yīng)用較為早的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。SAN(Storage Area Network):是一種用高速(光纖)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接專業(yè)主機(jī)服務(wù)器 的一種儲(chǔ)存方式，此系統(tǒng)會(huì)位于主機(jī)群的后端，它使用高速I/O聯(lián)結(jié)方式，如SCSI, ESCON及Fibre- Channels。一般而言，SAN應(yīng)用在對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度要求高、對(duì)數(shù)據(jù)的可 靠性和安全性要求高、對(duì)數(shù)據(jù)共享的性能要求高的應(yīng)用環(huán)境中，特點(diǎn)是代價(jià)高，性能好。 例如電信

3、、銀行的大數(shù)據(jù)量關(guān)鍵應(yīng)用。它采用SCSI塊I/O的命令集，通過在磁盤或FC(Fiber Channel)級(jí)的數(shù)據(jù)訪問提供高性能的隨機(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，但是由于SAN系統(tǒng)的價(jià)格較高，且可擴(kuò) 展性較差，已不能滿足成千上萬個(gè)CPU規(guī)模的系統(tǒng)。2、文件存儲(chǔ)通常，NAS產(chǎn)品都是文件級(jí)存儲(chǔ)。NAS(Network Attached Storage):是一套網(wǎng)絡(luò) 儲(chǔ)存設(shè)備，通常是直接連在網(wǎng)絡(luò)上并提供資料存取服務(wù)，一套NAS儲(chǔ)存設(shè)備就如同一個(gè) 提供數(shù)據(jù)文件服務(wù)的系統(tǒng)，特點(diǎn)是性價(jià)比高。例如教育、政府、企業(yè)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用。它采用NFS或CIFS命令集訪問

4、數(shù)據(jù)，以文件為傳輸協(xié)議，通過TCP/IP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化存 儲(chǔ)，可擴(kuò)展性好、價(jià)格便宜、用戶易管理，如目前在集群計(jì)算中應(yīng)用較多的NFS文件系 統(tǒng)，但由于NAS的協(xié)議開銷高、帶寬低、延遲大，不利于在高性能集群中應(yīng)用。下面，我們對(duì)DAS、NAS、SAN三種技術(shù)進(jìn)行比較和分析：表格1三種技術(shù)的比較存儲(chǔ)系藐架枸DASyAS安裝難易度不一定,簡(jiǎn)單困難數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議SCSLFC AIATCP. IPFC傳輸對(duì)象數(shù)據(jù)塊文件數(shù)據(jù)塊使用標(biāo)準(zhǔn)文件共享協(xié) 議否是（NFS CIFS.J異神操作系統(tǒng)文件共否,是需要轉(zhuǎn)換設(shè)備集中式管理不一定.是需要管理工具管理難易度不一定以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，容易不一定，但通常很難提隔服務(wù)器效率否是_是災(zāi)

5、難忍受度低ti面，專有方案適合對(duì)象中小企業(yè)服務(wù)器摑綁磁盤JBQD）；中小企業(yè) SOHU 族 企業(yè)部門大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用環(huán)境局域網(wǎng)文檔共享程度低滋立操作平臺(tái)服務(wù)器數(shù)量少局域網(wǎng)，文檔共享程度高異質(zhì)格式存儲(chǔ)需求高光纖通道儲(chǔ)域網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜 文檔共享程度高 異-質(zhì)操作系統(tǒng)平臺(tái) 服務(wù)器數(shù)量名業(yè)務(wù)模式一般服務(wù)器WEB服務(wù)器多媒體資料存儲(chǔ)文件資料共享.大型資料庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)等檔案格式復(fù)雜度低中高容量擴(kuò)充能力低中針對(duì)Linux集群對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)高性能和數(shù)據(jù)共享的需求，國(guó)際上已開始研究全新的存儲(chǔ)架構(gòu) 和新型文件系統(tǒng)，希望能有效結(jié)合SAN和NAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，支持直接訪問磁盤以提高性 能，通過共享的文件和元數(shù)據(jù)以簡(jiǎn)化管

6、理，目前對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)已成為L(zhǎng)inux集群系統(tǒng)高性 能存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)，如Panasas公司的Object Base Storage Cluster System系 統(tǒng)和Cluster File Systems公司的Lustre等。下面將詳細(xì)介紹對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)。3、對(duì)象存儲(chǔ)總體上來講，對(duì)象存儲(chǔ)同兼具SAN高速直接訪問磁盤特點(diǎn)及NAS的分布式共享特點(diǎn)。核心是將數(shù)據(jù)通路（數(shù)據(jù)讀或?qū)懀┖涂刂仆罚ㄔ獢?shù)據(jù)）分離，并且基于對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備 （Object-based Storage Device，OSD）構(gòu)建存儲(chǔ)系統(tǒng)，每個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備具有一定 的智能，能夠自動(dòng)管理其上的數(shù)據(jù)分布。對(duì)象存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)組成部分（對(duì)象、對(duì)

7、象存儲(chǔ)設(shè)備、元數(shù)據(jù)服務(wù)器、對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)的客戶 端）：3.1、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)，通過對(duì)象標(biāo)識(shí)OSD命令訪問該對(duì)象。通常有多種類型的對(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。3.2、對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)象存儲(chǔ)

8、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接口。OSD的主要功能包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和 安全訪問。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)的磁盤系統(tǒng)上，OSD不提供 塊接口訪問方式，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。（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，從而可以優(yōu)化磁盤的性能。（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)

9、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 來完成，降低了 Client的開銷。3.3、元數(shù)據(jù)服務(wù)器（Metadata Server，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。MDS構(gòu)造、管理描述每個(gè)文件分布的視圖，允許Client直接訪問對(duì)象。MDS為Client 提供訪問該文件所含對(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。（2）文件和目錄訪問管理。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

10、控制、目錄和文件的創(chuàng)建和刪除、訪問控 制等。（3）Client Cache 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，帶來了 Cache 一致性問題，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) 的問題。3.4、對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)的客戶端Client為了有效支持Client支持訪問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。4、GlusterFS和對(duì)象存儲(chǔ)GlusterFS是目前做得最好的