NAS時代未終結，但對象存儲將成為企業存儲新標準
微博、微信、直播等互聯網應用的風靡，帶來了海量的圖片、音頻和視頻文件，這些非結構化數據的容量、文件的數量已經超越了傳統NAS存儲的處理能力，因此各大互聯網廠商根據自身特點發展出了適合業務需求的分布式存儲架構，如：Google的GFS，亞馬遜的AWS S3，以及FaceBook的Cassandra等等。特別是亞馬遜2006年推出的AWS S3對象存儲，其定義的S3接口已經逐漸成為非結構化數據存儲的事實標準。
知名分析機構IDC的報告預測，到2020年非結構化存儲數據量將達到410EB，相比2015年增長4倍，而對象存儲占文件存儲總容量的70%以上。報告顯示，2015-2020年對象存儲市場營收的年均復合增長率將達到8.7%。非結構化數據量的暴增及對象存儲時代的到來，讓企業用戶越來越意識到對象存儲技術的重要性，基于對象存儲領域多年的實踐經驗，今天有幸和大家分享我的一些積累和見解。
傳統NAS存儲制約業務的發展
“互聯網+”趨勢的推進以及各類智能終端的普及，非結構化數據呈現出爆發性增長，如：金融業務辦理的開戶視頻、互聯網金融行業的申請資料、保險行業的理賠資料、快遞行業的電子快遞單、安防行業的視頻監控錄像等。同時，為了滿足政策合規性，部分行業監管要求長時間保存以供查詢取證。
如今，這些傳統企業的IT部門正在經歷著互聯網公司曾經遭遇的NAS無法解決的存儲難題，主要體現在如下方面：NAS存儲采用古老的文件系統技術，單個文件系統容量受限，超過容量后對IT運維將帶來巨大挑戰；NAS存儲的目錄文件系統采用B+樹進行文件索引，當文件數量過多時，會嚴重影響訪問性能；NAS設備過維保后，由于非結構化數據規模較大，在更換時需要花費大量時間，且數據遷移存在風險等等。
那么，相對于傳統NAS文件存儲而言，對象存儲到底可以帶來哪些顛覆性的技術優勢，接下來和大家做一些簡單分享。
對象存儲將成為企業存儲的新標準
分布式去中心架構，容量和性能擴展方便
對象存儲普遍采用的是基于通用x86服務器+分布式對象存儲軟件的技術架構，對象存儲軟件將多臺服務器通過以太網連接，構建成一個統一的存儲資源池，可動態增加或刪除服務器實現容量的調整，數據能夠自動均衡，并且利用副本和糾刪機制（類似于RAID5/6）實現數據的高可靠和高可用性。
傳統NAS過維保后，需要將過保設備上的數據人工遷移到新購置的NAS上，文件數量較多的用戶需要花1到2個月時間，運維人力消耗非常大。而采用如下圖所示的分布式架構，可以動態移除舊設備，無需人工干預，業務也不受影響。
創新的索引技術，真正解決海量小文件問題
海量小文件的存儲是工業界和學術界公認的難題，解決問題較為關鍵的技術點就是優化元數據管理，由于傳統NAS采用B+樹進行文件檢索，當文件數量比較少的時候，B+樹基本可以被緩存，性能還是不錯的。但隨著文件數量的增多，B+樹占用空間非常大無法被緩存時，就會涉及到機械盤操作導致性能明顯下降，如果層級較深，僅僅索引訪問就會產生多次磁盤隨機訪問操作，嚴重影響文件的訪問性能。
而對象存儲普遍采用了分布式哈希查找算法（DHT），技術原理如下圖所示：在建立集群時，對象存儲將整個存儲空間劃分成一個哈希環，每個磁盤負責哈希環中部分哈希分區的存儲。當需要訪問一個文件時，系統通過“目錄/桶名+文件名”的哈希計算后，查詢DHT表即可定位到具體磁盤進行文件訪問。由于哈希環并不隨文件數量的增加而增多，所以查找性能不會受到文件數量的影響。
超大容量單目錄，滿足業務生命周期存儲需求
傳統NAS存儲采用文件系統技術，單個文件系統容量普遍在幾十TB級。由于IT管理人員在業務上線前無法對規范容量和目錄需求做出精準評估，對于某些產生數據量較大的業務系統來說，就如下圖所示需要掛載多個文件系統目錄，這會帶來很多非增值的運維工作。
而對象存儲采用扁平化的文件名唯一定位方式，單個目錄或者存儲空間能達到數十PB甚至數百PB級，可以滿足業務系統整個生命周期的存儲容量需求，無需掛載目錄和調整業務系統，讓IT人員更加關注業務價值本身。
更加適用于多數據中心容災場景
高效的業務系統容災方案是企業IT部門最為關注的焦點之一。對象存儲在接口方面的技術改良，使其在多數據中心容災方面支持得更加完善，大部分對象存儲廠商都支持兩個及以上的多數據中心容災。傳統NAS往往是主備模式的容災，而對象存儲普遍支持Active-Active模式的容災，可實現本地數據中心應用的就近訪問。這對于采用負載均衡模式數據中心的企業來說，是非常有價值的，可以提升每個數據中心業務系統的訪問性能。
實現私有云和公有云間的數據流通
隨著企業互聯網業務的發展，越來越多的應用運行在智能終端和公有云平臺上，而考慮到安全性和保密性，數據依然保存在企業內部。傳統NAS的CIFS/NFS協議只能被企業內網訪問，無法直接提供給外部網絡。對象存儲最早被應用在互聯網和公有云場景，所以對象存儲的訪問協議(S3、SWIFT)都是基于HTTP標準協議，可支持內網和外網應用系統對存儲的自由訪問。
在安全性方面，數據采用AES進行加密傳輸，支持HTTPS保證傳輸鏈路安全。S3協議還定義了完整的多租戶訪問、文件粒度的授權訪問等多種安全技術，保證了數據開放給外網訪問的安全性。
關于應用對象存儲技術的一些建議
匹配對象存儲典型的應用場景
傳統文件存儲主要有兩種使用場景：一種是在線編輯場景，如媒資行業的現編系統存儲，另一種是非在線編輯場景，主要是滿足歸檔和查詢需求，不需要對文件內容進行修改。在實際應用中，非在線編輯場景占數據總容量的80%以上。對象存儲接口能夠完全滿足非在線編輯場景的需求，因此在此類場景中用戶可以完全替換掉傳統NAS。為了讓用戶更好地匹配對象存儲的關鍵應用場景，我們做了如下總結：
- 文件數量特別多，訪問性能受到影響的場景。例如：銀行的影像資料、保險的電子保單、快遞的電子快遞單等等，對象存儲可以保證在這種場景下的訪問性能。
- 數據存儲量特別大，需要長期保存的場景。例如：金融行業的雙錄、醫療行業的影像資料、提供客服中心服務的語音資料等等，利用對象存儲的彈性擴展能力以及超大容量目錄，保證業務系統整個生命周期不需要做任何變更。
- 互聯網業務的使用場景，例如：互聯網金融相關業務，對象存儲可以實現互聯網應用對企業內部文件的安全訪問，讓數據在企業內部和互聯網間高效流動。
- 多數據中心共享場景，例如：跨地域的文件共享、總部與分支機構文件的共享與歸集等應用場景。
重視廠商的技術服務能力
雖然AWS S3協議已成為對象存儲的事實標準，其數據訪問接口相對傳統文件系統訪問接口更加簡單。但由于S3接口相比NAS提供更加豐富的功能，包括：權限管理、租戶管理、標簽、外鏈、配額、多版本、生命周期、多數據中心策略等上百個API接口，如何充分利用好這些接口，幫助業務系統提高數據安全性、優化業務性能、優化存儲管理、優化多數據中心訪問方式和存儲策略等方面，可能需要有對象存儲部署經驗的廠商來協助。
因此，我們建議在引入對象存儲技術的同時，用戶應該更多地關注廠商對于應用開發技術的服務能力，實現對象存儲部署價值的***化。
