塊是存儲的基礎架構，對塊的管理是簡單的。從全球第一個磁盤存儲技術50年前誕生到現在，塊的技術沒有發生太大變化。磁盤工業生產遍及全球。最近幾年，存儲行業興起存儲虛擬化和數據整合的新概念，在這些概念和方案中，數據還是以塊的形式通過網絡進行讀寫操作。

  

    塊形式的存儲在滿足數據可擴展性和數據安全性的增長方面，日益顯現出其局限性和不足。國際上主要有兩類網絡化存儲架構，它們是通過命令集來區分的。第一類是SAN（Storage Area Network）結構，它采用SCSI 塊I/O的命令集，通過在磁盤或FC（Fiber Channel）級的數據訪問提供高性能的隨機I/O和數據吞吐率，它具有高帶寬、低延遲的優勢，在高性能計算中占有一席之地，但是由于SAN系統的價格較高，且可擴展性較差，已不能滿足成千上萬個CPU規模的系統。第二類是NAS（Network Attached Storage）結構，它采用NFS或CIFS命令集訪問數據，以文件為傳輸協議，通過TCP/IP實現網絡化存儲，可擴展性好、價格便宜、用戶易管理，如目前在集群計算中應用較多的NFS文件系統，但由于NAS的協議開銷高、帶寬低、延遲大，不利于在高性能集群中應用。

  

    針對Linux集群對存儲系統高性能和數據共享的需求，國際上已開始研究全新的存儲架構和新型文件系統，希望能有效結合SAN和NAS系統的優點，支持直接訪問磁盤以提高性能，通過共享的文件和元數據以簡化管理，目前對象存儲系統已成為Linux集群系統高性能存儲系統的研究熱點，如Panasas公司的Object Base Storage Cluster System系統和Cluster File Systems公司的Lustre等。

  

    基于對象的存儲

  

    在2004年推出了基于對象的存儲設備（OSD）的1.0版本規范。它定義了基于對象的存儲設備的通訊協議。OSD規范描述了一個 SCSI 命令集合，由他提供一個高水平的OSD接口。這個接口允許客戶端， 比如文件系統和數據庫存放和索引數據。 SNIA’S 技術工作組當前正在開發OSD 規范的2.0版本，這個版本年內完成。

  

    一個OSD設備存放對象，他控制著從對象到物理介質的映射圖。設備同時也跟蹤作為屬性的元數據，例如建立時間標記，從而允許在客戶端非常容易地共享數據。

  

    可以說，OSD最大的賣點在于它結合了SAN的可擴展性和NAS的數據共享。早期的NAS架構的擴展性能并不好，因為所有的元數據的處理都集中在NAS服務器上。在有限的NAS頭下擴張更多的存儲受到限制，而且這個時候，NAS上的元數據處理變成了瓶頸。如果想擴展，就需要增加更多的NAS服務器，但是此時的管理成為頭疼的事情，因為數據是分散的， 這就是我們常說到的“ＮＡＳ　孤島”。

  

    OSD的能力在于它將客戶端和OSD設備直接聯系起來，并不需要中間環節管理元數據。Panasas 公司，全球第一家提供商用OSD產品的公司，同時提供面向對象的存儲和并行文件系統。Panasas 公司的 DirectFLOW 的設計，客戶端從帶外管理的控制刀片得到目標的分布和安全屬性。所有的數據流都直接從OSD存儲刀片到客戶端。盡管商用的OSD產品還只是鳳毛麟角，但是OSD技術還是在日新月異。希捷和IBM已經展示了OSD產品。HP已經和開放源代碼廠家Lustre文件系統合作，使用OSD作為他的StorageWork 可擴展文件系統的重要部分。

  

    對于對象存儲來講，不光是解決了數據存儲的問題，同時它還解決了數據安全性的問題。存儲通常已經依賴于客戶端和私有網絡的認證來保護系統的安全性，不管在文件服務器內用的是FC SAN或SCSI陣列。對象存儲體系結構在每一個級別上都提供了安全性：存儲系統對存儲設備的認證；存儲系統對計算節點的認證；存儲系統對計算節點命令的認證；所有命令都經CRC的完整性檢查；數據和命令經由IP的私有性。這樣的安全水平能給用戶以信心，他們可以用更經濟高效，可管理并容易訪問的網絡，如以太網，作為存儲的傳輸工具，同時還提高了整個存儲體系的安全性。

  

    高性能計算領域

 

    對象存儲體系結構提供了一個帶有NAS系統的傳統的文件共享和管理特征的單系統映象（single-system-image）文件系統，并改進了SAN的資源整合和可擴展的性能。這種性能，可擴展性，可管理性以及安全性的結合，只能通過在存儲體系結構上的重大革命才能被完成。第一個支持對象體系結構的產品現在已經問世，它就是Panasas ActiveScale Storage Cluser (存儲集群)。此產品已經被部署在國家實驗室，地震資料處理機構，以及生物技術組織，它們都在用Linux集群去解決關鍵的科學問題，這些問題在過去是用巨型超級計算機也不能解決的。它們都期盼能解決需要高性能，可擴展的共享存儲才能解決的新問題，這種存儲在Panasas的存儲體系之前，在市場上是沒有的。Panasas存儲集群及基于對象的存儲體系結構已經展示了，它們能迎接由Beowolf/Linux集群計算體系結構提出的挑戰，在那里，傳統的基于SAN和DAS的產品都會敗下陣來。Panasas 在美國能源部(U.S.Department of Energy：DOE)、Lawrence Livermore 國家實驗室，Los Alamos國家實驗室，Sandia 國家實驗室，Pacific Northwest國家實驗室的高性能計算系統中已得到了初步的應用。在全球范圍內，Panasas 對象存儲集群系統的性能在企業級HPC集群的關鍵應用中得以淋漓體現和發揮。OSD將來會從HPC存儲過渡成主流的企業級存儲嗎？我們拭目以待。試想，當年SUN公司的NFS不就是從最早的技術環境走到主流商業應用的最前線的嗎？

  

    對象存儲成為主流

 

    無論OSD是從HPC走到企業級應用中，或是通過其他方式，均面臨需要被企業級的用戶所接受這樣的事實。從傳統的存儲變成OSD 存儲，需要在多個層面上作改變，這包括，存儲設備，存儲網絡，文件系統和數據庫。

 

    OSD 面臨著巨大的機遇。如Garth Gibson博士所講，大規模并行數據存儲的問題通過數據對象，和屬性可以得到解決。在這個時候，對象存儲的特性才得以發揮。而這些都是基于塊的存儲所不能解決的。

 

    對象存儲可以以這種方式使用而與應用無關。 應用系統可以和以前使用文件導向的系統一樣使用，所有的工作通過文件系統實現對文件的存取。這個時候，應用直接存儲數據對象而不是向文件系統寫數據。

 

    對象存儲自誕生的那一天起已經表現出其巨大的活力，它可以提供數據安全，容易的數據共享，強大的可擴展功能，完全具備走向企業級數據中心的能力。我們很高興地看到，對象存儲的國際標準已經制定，很多全球一線的存儲廠商和服務器廠家均加入到此陣營中。各個廠家的對象存儲產品已經或即將面世。但是，同時我們也看到，對象存儲全面取代傳統的塊存儲還需時日。