Object Storage là gì? Tính năng chính và Trường hợp ứng dụng của Lưu trữ hướng đối tượng

Object Storage là giải pháp lưu trữ phi cấu trúc hiện đại, hiệu quả bằng cách chia nhỏ dữ liệu thành từng đối tượng kèm siêu dữ liệu và mã định danh riêng biệt. Lưu trữ hướng đối tượng có khả năng mở rộng linh hoạt, quản lý dễ dàng qua Object Storage S3 API và cơ chế hoạt động dựa trên các bucket, phù hợp cho lưu trữ (nội dung số, sao lưu, phân tích dữ liệu lớn). Để hiểu rõ hơn, hãy cùng tìm hiểu khái niệm, tính năng, các trường hợp ứng dụng phổ biến, cách thức hoạt động, ưu nhược điểm khi sử dụng Lưu trữ dữ liệu phi cấu trúc và tham khảo Object Storage Service tại FPT Cloud.

1. Object Storage là gì?

Object Storage, Lưu trữ hướng đối tượng, hay S3 Object storage, là kiến trúc dữ liệu (data storage architecture) hiện đại trong môi trường lưu trữ đám mây trực tuyến (online cloud storage), quản lý và lưu trữ dữ liệu dưới dạng các objects độc lập thay vì theo cấu trúc thư mục (file storage) hay dạng khối (block storage, block-based system). Mỗi Object bao gồm dữ liệu (data file), siêu dữ liệu và mã định danh duy nhất giúp cho việc truy xuất, quản lý và mở rộng linh hoạt, dễ dàng hơn. Nhờ hỗ trợ giao thức Object Storage S3 (Simple Storage Service) nên lưu trữ đối tượng là lựa chọn tối ưu cho khối lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc như ảnh, video, tài liệu trong môi trường đám mây.

2. Những tính năng chính của Object Storage

Object Storage có 5 tính năng chính là:

• Flat Structure (Cấu trúc phẳng)
• Objects (Các đối tượng)
• Metadata (Siêu dữ liệu)
• Scalability (Khả năng mở rộng)
• Giao diện lập trình ứng dụng (Các API RESTful)

2.1. Cấu trúc phẳng (Flat Structure)

Object storage tổ chức dữ liệu trong một không gian phẳng dạng “pool” hoặc “data lake” phi cấu trúc. Do đó, tất cả các objects đều nằm trong cùng một lớp lưu trữ, giúp truy xuất và quản lý linh hoạt hơn, đặc biệt trong môi trường cloud server storage.

2.2. Các đối tượng (Objects)

Dữ liệu được lưu trữ dưới dạng các đối tượng riêng lẻ, với mỗi Objects gồm data file gốc, metadata (siêu dữ liệu) và một mã định danh (unique ID) cho phép nhận diện và truy xuất nhanh chóng trong môi trường điện toán đám mây.

2.3. Siêu dữ liệu (Metadata)

Lưu trữ hướng đối tượng cho phép tùy chỉnh và lưu trữ nhiều metadata khác nhau. Người dùng có thể thêm thông tin mô tả chi tiết để tìm kiếm, phân loại, quản lý và phân tích dữ liệu dễ dàng hơn.

2.4. Khả năng mở rộng (Scalability)

Kiến trúc của Object storage được thiết kế theo chiều ngang nên dễ dàng đáp ứng nhu cầu lưu trữ dữ liệu lớn trên nhiều thiết bị, nhiều vị trí khác nhau mà vẫn đảm bảo hiệu suất và độ ổn định.

2.5. Các API RESTful/ Giao diện lập trình ứng dụng (RESTful APIs)

Object storage thường sử dụng RESTful APIs – giao diện lập trình ứng dụng như Amazon S3, Google Cloud Storage, Azure Blob Storage… để giao tiếp, quản lý các objects. Do vậy, hệ thống có thể dễ dàng tích hợp với ứng dụng, dịch vụ bên ngoài và tuân thủ giao thức S3 (Simple Storage Service).

3. Các trường hợp ứng dụng phổ biến của Object Storage (lưu trữ hướng đối tượng)

Object Storage là nền tảng quan trọng cho nhiều dịch vụ Cloud Storage (lưu trữ đám mây) như Amazon S3, Google Cloud Storage,…lưu trữ dữ liệu lớn cho doanh nghiệp. Kết hợp với các giải pháp cho thuê cloud server hoặc thuê cloud vps giúp mở rộng hạ tầng nhanh, tiết kiệm chi phí và dễ quản lý. Một số ứng dụng tiêu biểu của lưu trữ hướng đối tượng đó là:

• Cloud Storage (Luưu trữ đám mây): Lưu trữ dữ liệu lớn trên nền tảng đám mây giúp doanh nghiệp dễ dàng mở rộng và truy xuất linh hoạt.
• Data Lakes (Hồ sơ dữ liệu): Quản lý và lưu trữ khối lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc, phục vụ phân tích và machine learning (học máy).
• Backup and Archiving (Sao lưu và Lưu trữ): Object Storage sao lưu (backup) và lưu trữ dữ liệu lâu dài (archiving) nhờ khả năng mở rộng và độ bền cao giúp bảo vệ dữ liệu trước rủi ro mất mát, phục hồi hệ thống sau thảm họa dễ dàng khi cần. Nhiều doanh nghiệp đã tích hợp thêm dịch vụ sao lưu dữ liệu đám mây để đảm bảo an toàn dữ liệu toàn diện.
• Media Storage (Lưu trữ media): Object Storage lưu trữ, phân phối nhanh các file media lớn như hình ảnh, video, audio.
• Static Website Hosting (Lưu trữ trang web tĩnh): Giúp lưu trữ và triển khai các website tĩnh bao gồm HTML, CSS, JavaScript files.

4. So sánh Object Storage, Block Storage và File Storage

Object Storage, Block Storage, và File Storage đều là những data storage architecture (kiến trúc dữ liệu) phổ biến trong hệ thống lưu trữ hiện đại, nhưng chúng khác nhau ở cách tổ chức, quản lý và ứng dụng. Cụ thể như sau: 

• Object Storage: Lưu trữ hướng đối tượng không tổ chức dữ liệu theo tệp hay khối mà chia nhỏ dữ liệu lưu dưới dạng các đối tượng (objects) độc lập, kèm siêu dữ liệu và mã định danh duy nhất. Đặc biệt hoạt động trong môi trường đám mây nên Object storage dễ dàng mở rộng quy mô, quản lý dữ liệu lớn hơn so với Block storage và File storage.
• Block storage: Lưu trữ khối chia nhỏ dữ liệu thành những khối nhỏ (blocks) có kích thước cố định và được lưu trữ trên các ổ đĩa vật lý. Mỗi khối dữ liệu được gán một địa chỉ cụ thể nên quản lý độc lập. Block Storage phù hợp cho hệ thống cần tốc độ cao, database hoặc máy chủ ảo, tuy nhiên triển khai quản lý phức tạp, tốn kém hơn và khó mở rộng linh hoạt so với Object Storage.
• File storage: Lưu trữ tệp tổ chức dữ liệu theo thư mục và tệp rõ ràng có thứ tự như truyền thống, phù hợp chia sẻ tệp nội bộ. Tuy nhiên khi dữ liệu phát triển nhanh chóng thì File Storage lại khó mở rộng và quản lý so với Object Storage.

Bảng 1: Tổng hợp thông tin so sánh giữa Object Storage, Block Storage và File Storage

5. Cơ chế hoạt động của loại hình lưu trữ hướng đối tượng (object storage)

Cách thức hoạt động của object storage là lưu trữ dữ liệu dưới dạng các đối tượng (objects) độc lập. Cụ thể quy trình lưu trữ và quản lý dữ liệu được diễn ra qua các bước dưới đây: 

• Dữ liệu được chia thành các đối tượng (objects): Tệp tin, hình ảnh, video… được chuyển đổi thành các object độc lập.
• Thêm siêu dữ liệu (metadata): Mỗi object được gắn thêm thông tin mô tả, chẳng hạn như ngày tạo, loại tệp hoặc thẻ tùy chỉnh, giúp dễ dàng phân loại và tìm kiếm.
• Gán mã định danh duy nhất: Mỗi object sẽ có một ID duy nhất để hệ thống dễ dàng xác định và truy xuất nhanh chóng.
• Lưu trữ trong cấu trúc phẳng: Tất cả các đối tượng này được lưu trữ trong một “pool” hoặc data lake chung, không còn phụ thuộc vào cấu trúc thư mục phân cấp truyền thống.
• Truy xuất dữ liệu: Khi cần lấy dữ liệu thì hệ thống sẽ dựa vào ID được gán và metadata để xác định vị trí object trong kho lưu trữ và trả lại kết quả.

6. Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng Object Storage

6.1. Lợi ích của object storage service

Object Storage Services mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các phương thức lưu trữ truyền thống như sau: 

• Tiết kiệm chi phí tối đa: Không cần đầu tư và phần cứng phức tạp, người dùng thanh toán theo dung lượng thực tế và tối ưu lưu trữ dữ liệu ít truy cập, giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả.
• Bảo mật và kiểm soát tốt hơn: Object Storage phân quyền truy cập cho phép những người được ủy quyền mới có thể truy cập vào dữ liệu nên giúp doanh nghiệp kiểm soát chặt chẽ hơn, bảo mật hơn. Kể cả những phiên bản thay đổi của dữ liệu đều được ghi lại cụ thể.
• Quản lý dễ dàng và phục hồi dữ liệu nhanh chóng: Nhờ tự động sao lưu, phục hồi dữ liệu nhanh chóng khi có sự cố nên giảm thiểu rủi ro mất mát dữ liệu hiệu quả. Đặc biệt khi dữ liệu bị lỗi thì hệ thống có thể truy xuất bản sao của các đối tượng dễ dàng để khôi phục lại.
• Object Storage tích hợp và truy cập linh hoạt: Việc cho phép tích hợp với nhiều ứng dụng, hệ thống khác nhau qua API giúp cho doanh nghiệp quản lý, truy cập dữ liệu từ nhiều nguồn và vị trí khác nhau. Phù hợp cho nhu cầu làm việc từ xa, đòi hỏi tính di động cao.

6.2. Hạn chế của lưu trữ đối tượng (phi cấu trúc)

Lưu trữ đối tượng tồn tại một số hạn chế nhất định so với file storage hoặc block storage truyền thống như: 

• Tốc độ truy xuất trễ hơn Block Storage: Object Storage có độ trễ cao hơn so với Block Storage do cần xử lý siêu dữ liệu và mã định danh trước khi truy xuất.
• Không phù hợp cho dữ liệu có yêu cầu IOPS cao: Tức là những ứng dụng cần tốc độ đọc/ghi ngẫu nhiên cao như cơ sở dữ liệu quan hệ thì việc sử dụng Block Storage hiệu quả hơn.
• Không thể chỉnh sửa trực tiếp trên Object: Khi muốn thay đổi dữ liệu bên trong một Object bạn phải ghi đè hoặc tạo một Object mới hoàn toàn. Điều này, gây tốn băng thông và giảm hiệu suất nếu có những thay đổi thường xuyên.
• Yêu cầu tích hợp qua API: Đòi hỏi các ứng dụng hoặc hệ thống phải được lập trình để tương tích với RESTful APIs hoặc giao thức chuẩn như S3 API. Điều này có thể phát sinh thêm công đoạn phát triển, điều chỉnh hoặc chi phí tích hợp.

7. FPT Object Storage (FOS) – Dịch vụ lưu trữ hướng đối tượng, lưu trữ dữ liệu dạng phi cấu trúc

FPT Object Storage Service (FOS) là dịch vụ lưu trữ hướng đối tượng dạng phi cấu trúc do FPT Cloud cung cấp lưu trữ ảnh, video, website, ứng dụng, backup, IoT và lưu trữ lịch sử. Hỗ trợ giao thức S3 (Simple Storage Service) và cung cấp tài liệu object storage chi tiết về: khởi tạo object bucket, xem objects bên trong bucket, khởi tạo folder để quản lý projects, thay đổi permission cho objects, xóa object trong bucket, xóa object bucket và một số docs khác như: Access Key, S3 Clients và S3 API SDK Docuemnt để giúp doanh nghiệp dễ dàng sử dụng dịch vụ và  tích hợp vào các hệ thống sẵn có.

Lợi thế nổi bật của FPT Object Storage Services: 

• Sử dụng không giới hạn
• Tiết kiệm chi phí
• Quản lý, truy cập dễ dàng
• Đảm bảo an toàn dữ liệu

Các tình huống ứng dụng của FPT Object Storage:

• Tự động quét mã độc khi lưu trữ: Ngay khi file được tải lên S3 bucket sẽ phát hiện và cách ly kịp thời file nhiễm mã độc. Chỉ những file an toàn mới được chuyển vào khu vực lưu trữ riêng, đảm bảo an toàn giúp doanh nghiệp yên tâm lưu trữ và quản lý dữ liệu trên nền tảng đám mây.

• Tự động khắc phục sự cố Web App: Bằng cách lưu trữ phiên bản static website dự phòng. Khi hệ thống chính gặp phải sự cố thì traffic sẽ được tự động chuyển hướng đến website tĩnh này. Điều này giúp giảm thiểu gián đoạn dịch vụ, duy trì trải nghiệm liền mạch.

• Tối ưu chi phí quản lý dữ liệu trên WordPress: Bằng cách lưu trữ media trực tiếp lên cloud thông qua các plugin hỗ trợ S3 như WP Offload Media Lite. Điều này, giúp giảm tải cho hosting, cải thiện tốc độ tải trang và tối ưu chi phí lưu trữ.

Khách hàng có thể đăng ký nhận báo giá của các gói dịch vụ của FPT Object Storage tại đây, thông tin chi tiết về sản phẩm:

• Object Storage-01: Dung lượng 2TB, phù hợp lưu trữ dữ liệu truy xuất thường xuyên, giá khoảng 3.500.000đ/tháng.
• Object Storage-02: Dung lượng 5TB, phù hợp lưu trữ dữ liệu truy xuất thường xuyên, giá khoảng 6.000.000đ/tháng.
• Object Storage-03: Dung lượng 10TB, phù hợp cho lưu trữ dữ liệu dài hạn, ít truy cập, giá khoảng 10.000.000đ/tháng.

Lưu trữ hướng đối tượng (Object Storage) là giải pháp lưu trữ đám mây hiện đại, quản lý dữ liệu dưới dạng objects kèm siêu dữ liệu, dễ mở rộng và tích hợp. Nhờ phân quyền truy cập, lưu phiên bản và hỗ trợ S3 API, Object Storage đặc biệt phù hợp cho ảnh, video, website, backup và IoT. Đây là lựa chọn tối ưu giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí, tăng hiệu suất và đảm bảo an toàn dữ liệu. Hãy liên hệ ngay FPT Cloud để được tư vấn gói dịch vụ phù hợp, mở rộng hạ tầng lưu trữ hiệu quả.