物件儲存(Object Storage)過去給我們的既定印象,是一種具備極高擴展性,適合用於保存大量非結構化資料的儲存平臺,可取代磁帶,作為資料長期靜態保存角色,但不具備其他應用所需的效能與管理能力。

不過自2015、2016年起,陸續有廠商推出基於SSD,具備高效能等新特性的全新物件與分散式儲存平臺,一開始這種嘗試曾讓我們感到困惑,認為這個方向與物件儲存原有應用範疇背道而馳,但幾年下來,這個方向被證明是可行的,也形成物件儲存產品發展的趨勢。

物件儲存產品的世代演變

物件儲存最初是源自1990年代後期的美國學術圈,1999年到2000年代初期開始朝向商用化發展,在2000年代初期到中期,出現第一批針對企業應用的物件儲存產品,具有代表性的例子,有EMC的Centera與Atoms,HDS HCAP,StorageGRID等。這些第一代物件儲存產品,主要是透過物件儲存架構的擴展性與metadata管理機制,提供歸檔等長期靜態儲存應用。

接下來在2010年代初期,市場上誕生了第二世代物件儲存產品,較重要的,有Hitachi Vantara HCP,Scality RING,WD ActiveScale與Cloudian HyperStore,EMC ECS,還有開源的Ceph等。相較於第一代物件儲存產品,這批新產品主要訴求的應用環境,依舊是大規模的靜態儲存應用,但擴展能力更大,可達到數百PB等級甚至近乎無限,而且強化了資料保護能力與遠端高可用性機制,藉此提高儲存服務的韌性與持續能力。

接著從2015、2016年迄今,又湧現了第三世代的物件儲存產品,其中最著名的,便是Cohesity DataPlatform,Pure Storage FlashBlade.Weka WekaFS,以及VAST Data Universal Storage等。

相較於上述早先推出的物件儲存產品,這些新產品嘗試跨出既有的物件儲存應用框架,不僅針對靜態儲存應用,還能提供範圍更廣、更通用的儲存服務,為此提供了橫跨物件與檔案儲存協定的通用儲存能力,基於SSD的高效能存取架構,還有更彈性的部署能力,以及更深度的公有雲環境整合能力。

【可用於公有雲環境的新世代物件儲存平臺】新一代物件儲存平臺提供更寬廣的部署能力,包括能夠部署在公有雲平臺上,藉此組成更經濟、更大規模的應用環境。上圖為Weka WekaFS儲存平臺搭配AWS公有雲組成的345節點系統管理畫面,曾在2019年IO500高效能儲存總榜單奪得第1。(圖片來源/WekaIO,立捷速能)

新世代物件儲存產品的特徵

早期物件儲存產品的定位都是大規模的靜態儲存應用,強調高擴展性與大規模資料管理能力。比起同樣用於靜態資料保存的磁帶或虛擬磁帶櫃(VTL),物件儲存產品擁有足以比擬磁帶的無限擴展能力,但又不受磁帶格式與運作框架束縛,存取便利性更高。

但過去10年以來,物件儲存應用的發展,已逐漸跨出了靜態儲存這個面向,不僅以此繼續靜態地保存資料,還希望這些能發揮更多作用,支援巨量資料分析、資料湖、多媒體內容應用,以及即時的備份備援等。

於是,新一代物件儲存產品,也引進與早先產品不同特性,以因應當前時代的其他應用需求,這些共通的新特性,包括下列這5項:

橫跨物件與檔案儲存的通用服務

儲存平臺能支援的儲存介面與傳輸協定類型越豐富,便能對應更多類型的前端應用平臺與應用情境。早期的物件儲存平臺,除了提供物件傳輸協定,通常也附帶提供了NFS檔案儲存介面,促使未支援物件儲存協定的前端應用平臺,也能存取物件儲存環境,但這類跨協定存取能力,多是透過額外的閘道器來提供,運用上存在較多限制。

而Cohesity DataPlatform,Pure Storage FlashBlade等新一代平臺,一開始就是針對同時支援物件與檔案存取而設計,運用上不存在過多的限制。

更精細的效能管理能力

早期物件儲存平臺主要針對靜態資料保存,工作負載相對單純,因而也沒有太多效能調控需求。但新一代物件儲存平臺將面對更寬廣的應用需求,必須處理前端不同應用帶來的混雜工作負載,這也讓QoS效能管理成為必備特色。

新一代物件管理平臺大多能提供較精細的QoS功能,可針對個別用戶、存取介面或傳輸埠設定效能限制。相較下,一些較舊的平臺,必須搭配其他管理平臺,才能提供這類管理功能。

涵蓋雲端的彈性部署能力

物件儲存平臺理論上是軟體定義形式,能部署於通用硬體平臺上,但早期的物件儲存產品往往仍與硬體綑綁,供應商採用傳統儲存設備銷售模式,只提供應用伺服器型式的物件儲存產品。

而新一代物件儲存產品除Pure Storage等極少數廠商的產品例外,基本上,已做到徹底軟體定義化,用戶可彈性部署在標準規格的通用硬體,甚至是公有雲環境上,例如近來聲名大噪的Cohesity與Weka,都曾利用Azure與AWS這些公有雲環境,驗證物件儲存平臺大規模部署能力與效能。

更進一步,隨著容器應用普及,出現用容器部署的物件儲存平臺,例如:MinIO,以及Dell的ObjectScale等,為物件儲存提供更輕量部署形式。

基於SSD的高效能架構

物件儲存進入企業應用最初的目的,是大量非結構化資料的靜態保存,I/O效能並不是當時發展物件儲存技術所追求的主要目標。

但隨著非結構化資料應用型態的轉變,出現了需要藉由高I/O效能才能支撐的應用,連帶促成訴求高效能的新世代物件儲存平臺問世,如Pure Storage FlashBlade.Weka WekaFS,以及VAST Data Universal Storage,這些平臺都是完全基於SSD而設計,擁有了過去物件儲存平臺無法企及的高效能,從而將應用擴展到傳統物件儲存無法因應的領域。

例如Weka與VAST Data的平臺效能,都達到足以承擔高效能運算層次,且都經過高效能領域IO500排行榜驗證,這是過去物件儲存平臺不能涵蓋的範圍。

深度的公有雲整合能力

這一代物件平臺問世的2010年代中期,適逢公有雲儲存服務全面普及的浪潮,因而這些物件平臺發展之初,也都將與公有雲的整合納入產品功能,利用物件儲存平臺自身的儲存資源,與公有雲儲存資源相互結合,從而建構更具彈性與經濟性的分層儲存與備援架構。

新世代產品引領發展潮流

透過一系列有別於早先世代產品的特性,新一代物件儲存平臺更能適應當前複雜、多樣化的非結構化資料應用需求,進而也引領、帶動這個領域的進化。許多較早問世的物件儲存產品,也在更新過程中,追隨相同的發展趨勢。

例如提供全快閃儲存組態的版本,以因應高效能類型的應用,增加更多類型的儲存協定支援,並提供可靈活部署的純軟體版本,甚至是雲端版本,還補強了與公有雲環境的整合功能,進而也延伸了這些平臺的適應力與產品生命。

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