Khi công nghệ lưu trữ phát triển, Object Storage (Lưu trữ Đối tượng) đã nổi lên như một giải pháp làm thay đổi cách chúng ta tiếp cận và quản lý thông tin trong kỷ nguyên dữ liệu lớn (Big Data). Bất kỳ ai đang tìm kiếm sự mở rộng linh hoạt, tính an toàn và khả năng quản lý dữ liệu hiệu quả đều sẽ không thể bỏ qua Object Storage. Vậy, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết hơn về Object Storage là gì, cách thức hoạt động và tại sao nó lại trở thành xương sống của nhiều dịch vụ đám mây lớn nhé!

Object Storage là gì?

Khái niệm Object Storage

Object Storage hay Lưu trữ Đối tượng là một phương pháp quản lý và xử lý lưu trữ dữ liệu dưới dạng các đơn vị riêng biệt, được gọi là Object (đối tượng). Object trong Object Storage có thể là bất kỳ loại dữ liệu nào, từ văn bản và hình ảnh, video, tệp nhật ký (log file) cho đến các bản sao lưu cơ sở dữ liệu.

Điểm khác biệt cốt lõi là Object Storage không sử dụng cấu trúc tệp phân tầng (cây thư mục) như File Storage truyền thống. Thay vào đó, nó đóng gói các thành phần dữ liệu (Data) cùng với tất cả Siêu dữ liệu (Metadata) liên quan và gán cho chúng một Định danh duy nhất (Unique Identifier). Đây là một bước tiến lớn, loại bỏ sự phụ thuộc vào cấu trúc tệp phân cấp để chuyển sang một mô hình quản lý dữ liệu linh hoạt hơn.

Vai trò của Siêu dữ liệu (Metadata)

Siêu dữ liệu toàn diện là yếu tố then chốt cho sự thành công của Object Storage. Nó không chỉ lưu trữ thông tin cơ bản (ngày tạo, kích thước) mà còn cho phép người dùng tùy chỉnh và thêm các thuộc tính phong phú hơn, ví dụ như:

• Chính sách giữ lại (Retention policy): Quy định thời gian tối thiểu hoặc tối đa để lưu trữ đối tượng.
• Chi phí tiêu thụ: Theo dõi loại hình lưu trữ (Standard, Cold, Archive) để tính toán chi phí.
• Phân loại dữ liệu: Đánh dấu dữ liệu là nhạy cảm (Sensitive), công khai (Public) hoặc tuân thủ quy định (Compliance).

Tất cả các Object này được đặt trong một không gian địa chỉ phẳng, được gọi là một Bể lưu trữ (Storage Pool), hoặc thường được gọi là Bucket (Thùng chứa) trong các dịch vụ đám mây lớn. Siêu dữ liệu này cung cấp phân tích sâu sắc về việc sử dụng và chức năng của dữ liệu trong bể lưu trữ, giúp việc truy xuất và quản lý trở nên thông minh hơn, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng phân tích dữ liệu lớn (Big Data).

>> Xem chi tiết: Metadata là gì? Khám phá 5 lợi ích nổi bật của Metadata

Cách thức hoạt động của Object Storage

Tìm hiểu về cách thức hoạt động của Object Storage là gì, bạn cần nắm vững quy trình ba bước sau, tập trung vào cách nó sử dụng Định danh và API:

Bước 1: Đóng gói và Gán định danh

Các khối dữ liệu của một tệp tin được giữ lại cùng nhau dưới dạng một Object, kèm theo các siêu dữ liệu liên quan và một mã định dạng tùy chỉnh. Object này được lưu trữ trong một môi trường dữ liệu phẳng (Bucket/Storage Pool). Mã định danh này giúp hệ thống truy cập đối tượng trực tiếp mà không cần biết vị trí vật lý.

Bước 2: Truy cập thông qua API RESTful

Khi bạn muốn truy cập dữ liệu (ví dụ: một hình ảnh hoặc tệp âm thanh), các hệ thống Object Storage sẽ sử dụng mã định danh duy nhất và các siêu dữ liệu để tìm kiếm Object bạn cần. Thay vì phải đi theo một đường dẫn thư mục cố định, bạn định vị và truy cập các đối tượng bằng cách sử dụng API RESTful, HTTP và HTTPS để truy vấn object metadata. Việc truy cập qua API và giao thức web khiến Object Storage trở thành lựa chọn hoàn hảo để tích hợp với các ứng dụng web và di động.

>> Xem thêm: API là gì? Vì sao nên sử dụng API

Bước 3: Khả năng mở rộng và Phân tán phi tập trung

Do các Object được lưu trữ trong một bể lưu trữ toàn cầu (không có giới hạn thư mục), việc định vị dữ liệu chính xác bạn cần trở nên nhanh chóng và dễ dàng. Môi trường phẳng này cho phép bạn mở rộng nhanh chóng, ngay cả với lượng dữ liệu petabyte hoặc exabyte. Quan trọng hơn, các bể lưu trữ này có thể được phân tán trên nhiều thiết bị Object Storage và địa điểm địa lý khác nhau. Cơ chế này không chỉ cho phép mở rộng không giới hạn mà còn tăng cường độ bền và khả năng chịu lỗi của hệ thống.

So sánh Object Storage với File Storage và Block Storage

Để hiểu rõ hơn về vai trò của Object Storage, cần phân biệt nó với hai phương pháp lưu trữ truyền thống là File Storage và Block Storage, đặc biệt là về mục đích sử dụng và hiệu suất.

Sự khác biệt về Cấu trúc và Tổ chức Dữ liệu

• Object Storage (Lưu trữ Đối tượng): Dữ liệu được tổ chức dưới dạng các đối tượng riêng biệt với mã định danh duy nhất trong một không gian phẳng (Storage Pool/Bucket). Cấu trúc này tối ưu hóa cho việc tìm kiếm dựa trên siêu dữ liệu, dễ dàng quản lý chính sách và khả năng mở rộng quy mô.
• File Storage (Lưu trữ Tệp): Sử dụng cấu trúc phân cấp quen thuộc của các tệp và thư mục (cây thư mục). Cấu trúc này dễ quản lý cho người dùng cuối nhưng bị giới hạn về mặt mở rộng, thường được sử dụng trong các hệ thống NAS (Network Attached Storage).
• Block Storage (Lưu trữ Khối): Dữ liệu được chia thành các khối (block) có kích thước cố định và được gắn trực tiếp vào máy chủ như một ổ đĩa. Nó không có cấu trúc tệp hoặc siêu dữ liệu, tập trung hoàn toàn vào tốc độ và hiệu suất I/O.

Sự khác biệt về Phương thức Truy cập và Hiệu suất

• Object Storage: Truy cập thông qua API RESTful hoặc yêu cầu HTTP (Get, Put, Delete). Hiệu suất chậm hơn cho các truy xuất đối tượng riêng lẻ và ngẫu nhiên, nhưng có thể mở rộng rất cao và hiệu quả về chi phí cho các tập dữ liệu lớn.
• File Storage: Truy cập thông qua các giao thức hệ thống tệp tiêu chuẩn (NFS, SMB). Truy cập nhanh cho tệp riêng lẻ nhưng khả năng mở rộng bị giới hạn bởi các ràng buộc phần cứng.
• Block Storage: Các khối được gắn vào máy chủ qua Fiber Channel hoặc iSCSI, cho phép truy cập ngẫu nhiên rất nhanh và độ trễ thấp, lý tưởng cho các tác vụ nhạy cảm về hiệu suất.

Trường hợp sử dụng và Khả năng mở rộng

• Object Storage lý tưởng cho dữ liệu phi cấu trúc quy mô lớn, dữ liệu tĩnh, các bản sao lưu, và kho dữ liệu (Data Lake). Khả năng mở rộng gần như không giới hạn (lên đến Exabyte).
• File Storage lý tưởng cho dữ liệu có cấu trúc cần được tổ chức theo thứ bậc và được chia sẻ trong mạng nội bộ. Khả năng mở rộng bị giới hạn.
• Block Storage lý tưởng cho dữ liệu có cấu trúc yêu cầu hiệu suất cao và độ trễ thấp như hệ điều hành (OS) của máy ảo và cơ sở dữ liệu. Khả năng mở rộng bị giới hạn bởi phần cứng máy chủ.

Lợi ích cốt lõi của Object Storage

Object Storage mang lại nhiều lợi ích vượt trội, giúp nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các giải pháp lưu trữ đám mây hiện đại:

Khả năng mở rộng gần như không giới hạn

Bạn có thể mở rộng kiến trúc phẳng của Object Storage một cách dễ dàng mà không gặp các hạn chế về dung lượng. Kích thước của Object Storage về cơ bản là không giới hạn, vì vậy dữ liệu có thể mở rộng lên đến exabyte chỉ bằng cách thêm thiết bị mới vào bể lưu trữ. Điều này loại bỏ nhu cầu phải ước tính trước dung lượng lưu trữ cần thiết.

Khả năng phục hồi và độ bền cực cao

Object Storage được thiết kế để có độ bền (durability) vượt trội, thường được cam kết đạt mức 99.999999999% (11 số 9). Để đạt được điều này, hệ thống sử dụng các kỹ thuật bảo vệ dữ liệu tiên tiến như Erasure Coding hoặc sao chép trên nhiều thiết bị và địa điểm địa lý khác nhau (geo-replication). Điều này giúp bảo vệ khỏi những sự cố phần cứng hoặc thảm họa thiên nhiên, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho dữ liệu.

Hiệu quả chi phí vượt trội cho dữ liệu lớn

Object Storage được tạo ra có tính đến chi phí. Nó cung cấp khả năng lưu trữ cho lượng lớn dữ liệu với giá thấp hơn đáng kể trên mỗi GB so với các hệ thống dựa trên File và Block, đặc biệt là với dữ liệu ít được truy cập (cold data). Mô hình tính phí linh hoạt (pay-as-you-go) cũng giúp bạn kiểm soát chi phí hiệu quả.

Khả năng tìm kiếm và phân tích nâng cao

Siêu dữ liệu phong phú và tùy chỉnh là chìa khóa. Nó cho phép các nhà phát triển và nhà phân tích dễ dàng tìm kiếm, lọc và phân loại dữ liệu theo các thuộc tính phi cấu trúc (như tên dự án, chi phí, hoặc loại thiết bị IoT) mà không cần phải tải toàn bộ Object về. Điều này hỗ trợ mạnh mẽ cho các hoạt động phân tích dữ liệu lớn.

Dễ dàng truy cập từ bất kỳ đâu

Việc sử dụng API RESTful cho phép truy cập Object Storage thông qua Internet. Điều này có nghĩa là bất kỳ ứng dụng nào, dù là ứng dụng di động, ứng dụng web hay dịch vụ backend, đều có thể truy cập dữ liệu một cách đơn giản, biến Object Storage thành một kho lưu trữ trung tâm lý tưởng.

>> Xem thêm: Điện toán đám mây là gì? 7 ứng dụng của điện toán đám mây

Khi nào nên sử dụng Object Storage?

Nhờ vào tính mở rộng, linh hoạt và hiệu quả chi phí, Object Storage được sử dụng trong nhiều trường hợp quan trọng:

Sao lưu và Lưu trữ (Backup and Archiving)

Đây là trường hợp sử dụng phổ biến nhất. Object Storage là lựa chọn xuất sắc để sao lưu và lưu trữ dữ liệu lâu dài (ví dụ: dữ liệu tuân thủ, hồ sơ bệnh án) nhờ vào tính bền bỉ, khả năng mở rộng và tính hiệu quả về chi phí. Nó cũng lý tưởng cho việc lưu trữ các bản snapshot hoặc các phiên bản cũ của dữ liệu.

Phân tích Dữ liệu lớn (Big Data Analytics) và Data Lakes

Khả năng mở rộng theo chiều ngang và khả năng lập trình của Object Storage khiến nó trở thành sự lựa chọn tự nhiên để lưu trữ và xử lý lượng lớn dữ liệu không cấu trúc. Nó hoạt động như một Data Lake, nơi dữ liệu thô được thu thập trước khi được xử lý bằng các công cụ như Apache Spark hoặc Hadoop.

Lưu trữ và Phân phối Đa phương tiện (Media Distribution)

Object Storage là sự chọn lựa phổ biến để lưu trữ các tệp phương tiện khổng lồ, chẳng hạn như hình ảnh, video (VOD) và âm thanh. Khả năng mở rộng và việc hỗ trợ truy cập HTTP/HTTPS giúp tích hợp mượt mà với các mạng phân phối nội dung (CDN) để phân phối nội dung nhanh chóng toàn cầu.

Lưu trữ nội dung Web và E-commerce

Các trang web thương mại điện tử và các ứng dụng SaaS thường sử dụng Object Storage để lưu trữ các nội dung tĩnh như hình ảnh sản phẩm, avatar người dùng, tệp CSS/JS tĩnh và các tài liệu khác. Việc này giúp giảm tải cho máy chủ web chính và tăng tốc độ tải trang.

Internet of Things (IoT)

Object Storage rất phù hợp để xử lý việc lưu trữ và quản lý dữ liệu khổng lồ do các thiết bị IoT tạo ra. Dữ liệu này thường là các chuỗi dữ liệu nhỏ, liên tục, không cấu trúc và chỉ được ghi (write-once), yêu cầu một giải pháp lưu trữ có khả năng mở rộng cực cao và chi phí thấp.

Ưu nhược điểm chi tiết của Object Storage

Để có cái nhìn toàn diện hơn, đây là phân tích chi tiết về điểm mạnh và điểm yếu của Object Storage:

Ưu điểm nổi bật (Pros)

• Khả năng lưu trữ và quản lý dữ liệu lớn (Scalability): Object Storage vượt trội trong việc lưu trữ và quản lý dữ liệu phi cấu trúc, có thể mở rộng lên đến hàng trăm tỷ Object một cách dễ dàng mà không làm suy giảm hiệu suất.
• Tính linh hoạt cao: Nhờ vào siêu dữ liệu tùy chỉnh, Object Storage có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ lưu trữ dự phòng cho đến làm kho dữ liệu chính cho các ứng dụng dựa trên web.
• Tính an toàn và độ bền cao (Durability): Độ bền đạt tiêu chuẩn 11 số 9, cùng với các kỹ thuật sao chép và mã hóa dữ liệu phức tạp, giúp giảm thiểu tối đa nguy cơ mất dữ liệu do lỗi phần cứng hoặc thảm họa.
• Chi phí tối ưu: Chi phí trên mỗi GB thấp hơn đáng kể so với các giải pháp lưu trữ khác, đặc biệt là khi lưu trữ khối lượng lớn dữ liệu ít được truy cập (Cold/Archive Storage).

Nhược điểm cần lưu ý (Cons)

• Tốc độ truy cập chậm hơn: Object Storage thường có tốc độ truy cập chậm hơn so với Block Storage. Quá trình truy xuất dữ liệu phải thông qua các lớp phần mềm và dựa trên định danh, không phải truy cập trực tiếp vị trí vật lý.
• Không phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao: Vì tốc độ truy cập chậm và không hỗ trợ các giao thức I/O truyền thống, Object Storage không phù hợp cho các ứng dụng cần truy cập dữ liệu nhanh chóng và thường xuyên như các hệ thống giao dịch hoặc cơ sở dữ liệu quan hệ.
• Không hỗ trợ chỉnh sửa một phần tệp (Partial File Modification): Bạn không thể chỉnh sửa một phần nhỏ của Object. Thay vào đó, bạn phải tải toàn bộ Object xuống, chỉnh sửa, và sau đó tải lên Object mới, thay thế cho Object cũ.

Lời kết

Hy vọng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ Object Storage là gì, cách thức hoạt động và những lợi ích to lớn mà nó mang lại. Tóm lại, Object Storage là một giải pháp lưu trữ dữ liệu linh hoạt, an toàn và chi phí thấp, được thiết kế để giải quyết thách thức của kỷ nguyên Big Data và các ứng dụng đám mây hiện đại.

Nó sẽ là lựa chọn phù hợp nhất cho các tổ chức và doanh nghiệp có nhu cầu lưu trữ khối lượng dữ liệu phi cấu trúc, lớn và không yêu cầu hiệu suất truy cập thời gian thực như cơ sở dữ liệu.

Để xem thêm những bài viết thú vị khác của chúng tôi về công nghệ đám mây và lưu trữ, các bạn hãy truy cập ngay Website hoặc Fanpage ủa MCSG nhé!