INFO
在上一篇文章中，我们探讨了数据存储技术的基础知识，并对DAS、SAN和NAS这三种技术进行了深入的对比分析。长期以来，这三种架构一直占据着数据存储市场的主导地位，满足着各类行业用户的数据存储需求。然而，随着时代的演变，一种新兴的数据存储方式崭露头角，开始动摇前三甲的稳固地位。这种备受瞩目的存储技术，正是云计算时代的新宠儿——对象存储。
或许在不断探索与发展的过程中，我们能够意外发现，对象存储技术竟也如此有趣且富有成效。
对象存储，亦被称为“面向对象的存储”，其英文名为Object-based Storage。在云服务领域，这一技术常被直接简称为“云存储”。值得注意的是，不同的云服务提供商在命名上各有千秋。例如，阿里云将其对象存储服务命名为OSS，华为云则称之为OBS，腾讯云为COS，七牛采用Kodo，而百度和网易则分别以BOS和NOS命名。尽管名称各异，但它们所指的技术核心是相同的。相较于之前提及的DAS和SAN这两种基于物理块的存储方式，以及NAS这种基于文件的存储方式，对象存储无疑为现代存储技术领域注入了一股新的活力。
在DAS和SAN这两种存储方式中，存储资源类似于一块块独立的硬盘，它们直接与主机相连，被称为块存储。而NAS则呈现出一个文件系统的目录结构，包含目录、子目录、孙目录以及文件，这被称为文件存储。文件存储的显著特点是，所有存储资源都通过多级路径进行访问，例如常见的文件路径“C:\Program Files (x86)\Tencent\WeChat\WeChat.exe”或网络共享路径“\NJUST-Server\学习资料\通信原理\第一章作业.doc”。
进入20世纪末，随着互联网的迅猛发展，数据存储需求经历了两个深刻的变化。首先，数据量呈现出爆炸式的增长。这种变化的原因不言而喻，我们只需看看自己硬盘中存储的丰富内容便能感知到。
Web应用的广泛普及以及社交需求的不断增长，极大地推动了多媒体内容的创作与分享。用户纷纷上传照片、音乐和视频，进一步推动了数据量的急剧增长。同时，信息技术的迅猛发展与企业数字化的不断推进，也产生了海量数据，对存储资源构成了巨大挑战。
此外，非结构化数据的占比正显著上升。那么，什么是非结构化数据呢？简单来说，它是指无法用二维表结构进行逻辑表达的数据。例如，我们经常处理的excel表格中的姓名、身高、体重等信息，就属于结构化数据。而非结构化数据则包括文本、图片、音频、视频等，它们在数据总量中的占比正日益增加。
而非结构化数据，如图像、音频、视频、word文章以及演示胶片等，在数据总量中的占比正日益上升。据预测，到2020年，全球数据总量的80%将由这些非结构化数据占据。然而，面对这一趋势，传统的DAS、SAN和NAS技术却显得力不从心。因此，专家们致力于研发出一种新的存储技术——对象存储，以应对这一挑战。
尽管对象存储技术近年来备受瞩目，但其历史可追溯至1996年，那时美国卡内基梅隆大学已将其作为研究议题提出。加州大学伯克利分校也紧随其后，开展了类似的项目。在2002年，Filepool公司率先推出了基于内容可寻址技术的Centera系统，标志着对象存储技术的初步成形。而真正将对象存储推向云时代的，则是2006年美国Amazon公司发布的AWS S3（Simple Storage Service）服务。这一里程碑式的事件不仅将对象存储引入了云计算领域，更奠定了其未来的发展基础，从而开启了对象存储的黄金时代。
S3已成为对象存储的公认标准，众多厂商纷纷兼容。那么，对象存储究竟是何方神圣？它与块存储、文件存储又有何异同？
要解开这些疑问，最直接的方法就是从实际使用体验入手。尽管对象存储的底层硬件介质仍是硬盘，这与块存储和文件存储并无二致，但其系统架构却大相径庭。
具体来说，块存储的操作对象是磁盘，遵循SCSI、iSCSI、FC等存储协议，其接口命令如Read/Write等，专注于磁盘读写。而文件存储则以文件和文件夹为操作对象，通过NFS、SAMBA（SMB）、POSIX等协议进行数据交换，其接口命令如READ/WRITE等，涵盖了文件的各项操作。
对象存储则独树一帜，以对象（Object）为主要操作单位，运用SSwift等存储协议。以S3为例，其接口命令简洁明了，如PUT/GET/DELETE等，无需处理复杂的目录树结构。在对象存储系统中，用户无法直接打开或修改文件，而是需要先下载、修改后再上传，这与百度网盘或ftp服务的使用体验颇为相似。
1、技术：OSS是对象存储；NAS是传统的NFS，即挂载共享文件夹；
2、使用方式：OSS使用阿里丰富的API，提供了PHP，Python，Java等多种语言的SDK；而NAS像访问磁盘一样不需要改任何程序，一般高IO带宽或高IOPS应用场景不建议使用NAS作为存储介质；
3、存储内容：OSS和NAS的存储内容基本类似，面向的都是图片、文档等静态文件的存储；对于零散的数据(如文本文件、办公文档、图片、视频、音频等)且有多区域或多用户共享或权限要求严格的需求可以使用NAS作为存储介质，且不影响整体交易类数据；
5、性能：系统组之前完成过OSS NAS性能测试，OSS性能不如NAS，可以通过断点续传上传文件/断点续传下载等方式提升性能。
6、集群访问：NAS文档中提到NFS 协议本身并没有提供Atomic Append语义的支持，因此可能会出现写覆盖、交叉、串行等异常现象；OSS的无此类问题，即集群文件共享功能。
| 对比项 | 文件存储 NAS | 对象存储 | 块存储 |
| 特点 | 原有使用单机本地文件系统的应用无需修改，即可直接访问。提供高吞吐和高IOPS的同时，支持文件的随机读写和在线修改 | 支持公网访问，一个低成本的海量共享存储空间，适合存储写入后较少修改的数据 | 块级存储，可随机读写，类似物理硬盘，支持分区格式化并建立文件系统 |
| 应用场景 | 主要应用于科学计算、容器数据持久化和企业在线生产应用的数据存储。如：AI计算、基因计算、药物计算、容器共享PV、日志数据持久化、CI/CD平台、云桌面数据文件共享等 | 主要应用于基于对象API开发的互联网应用程序的数据存储。如：互联网业务的音视频存储、数据湖、云相册、个人/企业网盘类应用 | 适用于OLTP数据库、NoSQL数据库等IO密集型的高性能、低时延业务场景 |
| 数据模型 | 扁平化对象存储（Key-Value结构） | 文件系统树状结构（目录/子目录） | |
| 数据寻址 | 全局唯一Bucket+Object键 | 通过路径名逐级查找 | |
| 访问模式 | 上千个ECS或上万个容器，通过POSIX接口并发读取相同文件，随机读写 | 数百万客户端通过SDK、RESTful并发读相同文件，追加写 | EBS是裸磁盘，挂载到ECS后不能被操作系统应用直接访问，需要格式化成文件系统（ext3、ext4、NTFS等）后访问。当不多于16台ECS实例同时访问一块云盘时，需要使用集群文件系统（例如，OCFS2、GFS2、Veritas CFS、Oracle ACFS和DBFS等），保障多实例间数据同步。 |
| 最低时延 | 毫秒级（NFS或SMB方式访问） 微秒级（容器ACK通过CNFS方式访问） | 几十毫秒级 | 微秒级 |
| 单实例最大吞吐 | 20 GB/s | 2~100 Gbps 单个账号上传和下载最大吞吐在各个地域不同。 | 数GB/s |
| 容量 | GiB~PiB | 无限制 | GiB~TiB |
| 文件级别的授权 | 支持 | 支持 | 不支持 |
| 数据存储方式 | 目录树的组织形式 | 扁平的文件组织形式 | 需拆分数据到任意划分且大小相同的卷中 |
| 协议 | NFS和SMB协议 | HTTP/HTTPS协议 | 标准虚拟块设备协议接口或NVMe协议接口 |
| 其他 | 低延迟（<5ms）的随机读写 吞吐受限于网络带宽和协议开销 小文件操作性能优于OSS（如Git仓库场景） | 高吞吐但延迟不稳定（50-200ms） 适合顺序读写（如视频流上传） 单对象上限5TB，但小文件性能差（需合并上传） | |
| 应用场景 | 1、传统应用迁移 需要保持文件系统语义的ERP/OA系统 2、高性能计算 生物信息学分析（BWA等工具依赖POSIX） 3、开发环境 Docker Volume持久化存储（需-v /nfs/path:/container_path） | 1、非结构化数据湖 存储图片/视频等静态资源（配合CDN加速） 日志归档（生命周期自动转低频存储） 2、云原生应用 与Severless集成 3、跨区域同步 通过跨区域复制（CRR）实现异地容灾 | |
| 建议 | 热数据存NAS（频繁访问） | 冷数据存OSS（设置生命周期策略） |
