一、开篇：为什么我们再也离不开“对象存储”
传统存储像个仓库，讲究容量、货架和锁；
而对象存储像一个“宇宙”，每一颗星星都是独立的对象，在无限空间中被标识、索引、检索。
当你的企业数据从 TB 增长到 PB、EB 级时，传统文件系统早已崩溃；
而对象存储，能像黑洞一样吞下海量数据，却依然保持高效、低成本与高可靠。
如今，从 ChatGPT 的模型训练集 到 央企的日志审计与安防视频，都在使用对象存储。
它已成为“云原生架构的基石”。
二、什么是对象存储（Object Storage）
对象存储，也称为“面向对象的存储”，英文是Object-based Storage。现在很多云厂商，也直接称之为“云存储”。
不同的云厂商对它有不同的英文缩写命名。例如阿里云把自家的对象存储服务叫做OSS，华为云叫OBS，腾讯云叫COS，七牛叫Kodo，百度叫BOS，网易叫NOS……五花八门，反正都是一个技术。
对象存储（Object Storage）是一种 以对象为单位进行数据存储与管理 的云端存储方式。
每个“对象（Object）”包含三部分：
数据本体（Data） —— 真正的文件内容，如视频、图片、文档；
元数据（Metadata） —— 文件描述信息，如创建时间、权限、标签；
唯一标识符（Object ID / Key） —— 相当于文件的身份证，可通过 URL 或 API 直接访问。
👉 没有复杂的目录结构，也不需要挂载路径。
你只需一个“桶（Bucket）”+“对象名（Key）”，就能像访问网页一样访问文件：
https://oss.example.com/my-bucket/videos/2025/demo.mp4三、对象存储 vs 文件存储 vs 块存储
📦 一句话总结：
文件存储像文件柜，块存储像硬盘，而对象存储像云端的“无边空间”，既能存视频，又能当备份，还能与 AI/大数据系统无缝对接。
DAS和SAN是基于物理块的存储方式，而NAS是基于文件的存储方式。
在DAS和SAN中，存储资源就像一块一块的硬盘，直接挂载在主机上，我们称之为块存储。
而在NAS中，呈现出来的是一个基于文件系统的目录架构，有目录、子目录、孙目录、文件，我们称之为文件存储。
文件存储的最大特点，就是所有存储资源都是多级路径方式进行访问的。例如：
C:\Program Files (x86)\Tencent\WeChat\WeChat.exe
\\NJUST-Server\学习资料\通信原理\第一章作业.doc
四、对象存储的核心架构
对象存储的架构是怎样的呢？如下图所示，分为3个主要部分
OSD对象存储设备
这是对象存储的核心，具有自己的CPU、内存、网络和磁盘系统。它的主要功能当然是存储数据。同时，它还会利用自己的算力，优化数据分布，并且支持数据预读取，提升磁盘性能。
MDS元数据服务器
它控制Client和OSD的交互，还会管理着限额控制、目录和文件的创建与删除，以及访问控制权限。
Client客户端
提供文件系统接口，方便外部访问。
根据上面的架构可以看出，对象存储系统可以是一个提供海量存储服务的分布式架构。
对象存储背后的魔法来自四个层面：
分布式文件系统（如 Ceph、MinIO、Swift）
数据被分片、冗余保存，多副本或纠删码确保不丢。
元数据管理层
记录每个对象的位置、标签、版本、权限。
访问接口层
支持 RESTful API、S3 协议、SDK；兼容所有主流云厂商标准。
安全控制与审计层
IAM 权限、访问日志、加密传输、存储加密（AES-256）。
🧠 举个例子：当你上传一个 10GB 的视频到对象存储时，它会：
自动切片 → 可能分成数十个小块；
多副本存储 → 同时保存在不同机架、机房；
更新索引 → 在元数据数据库登记位置；
生成链接 → 供系统、用户或CDN调用。
五、为什么对象存储能做到“无限扩容”
20世纪末，随着互联网的爆发，数据存储需求发生了两个重大的变化。
第一，就是数据量爆炸式增长。
Web应用的崛起、社交需求的刺激，极大地推动了多媒体内容的创作和分享。人们开始上传大量的照片、音乐、视频，加剧了数据量的爆发
此外，信息技术的发展、企业数字化的落地，也产生了大量的数据，不断吞食着存储资源。
第二，是非结构化数据的占比显著增加。
什么是非结构化数据？
举个例子大家就明白了。我们经常做的excel表格，姓名、身高、体重、年龄、性别，这种用二维表结构可以进行逻辑表达的数据，就是结构化数据。
而图像、音频、视频、word文章、演示胶片这样的数据，就是非结构化数据。根据此前的预测，全球数据总量的80%，将是非结构化数据。
面对这两大趋势，因为本身技术和架构的限制，DAS、SAN和NAS无法进行有效应对于是，就搞出了对象存储。
早在1996年，美国卡内基梅隆大学就将对象存储作为一个研究项目提出来。随后，加州大学伯克利分校也有推出类似的项目。
2002年，Filepool公司推出了基于内容可寻址技术的Centera系统，算是比较早期的对象存储系统。
2006年，美国Amazon公司发布AWS S3（Simple Storage Service）服务，正式将对象存储作为一项云存储服务，引入云计算领域，从此开启了对象存储的黄金时代。
S3几乎成为对象存储的事实标准
各厂家基本上都会兼容S3
对象存储抛弃了文件系统的层级结构，采用“扁平化命名空间 + 分布式索引”设计。
这意味着：
不存在“目录满了”的问题；
可以水平扩展到上百亿文件；
每个对象都能独立管理、授权、追踪。
这就是它能支撑 抖音、Bilibili、百度网盘 一类平台的根本原因。
说了半天，对象存储到底是一个什么样的技术？它和块存储、文件存储有什么区别？
首先，第一点，千万不要去看百度百科上面“对象存储”的定义，否则，你可能会怀疑人生。
想要了解对象存储，最简单直接的办法，就是从实际使用体验上进行对比。
对象存储的底层硬件介质，依然是硬盘，和块存储、文件存储没有区别。
而对象存储架构在底层硬件之上的系统，和两者完全不同。
不同的软件，带来了完全不同的使用体验：
块存储，操作对象是磁盘。存储协议是SCSI、iSCSI、FC。
以 SCSI 为例，主要接口命令有 Read/Write/Read Capacity/Inquiry 等等。
文件存储，操作对象是文件和文件夹。存储协议是NFS、SAMBA（SMB）、POSIX等。
以NFS（大家应该都用过“网上邻居”共享文件吧？就是那个）为例，文件相关的接口命令包括：READ/WRITE/CREATE/REMOVE/RENAME/LOOKUP/ACCESS 等等，文件夹相关的接口命令包括：MKDIR/RMDIR/READDIR 等等。
对象存储，主要操作对象是对象（Object）。存储协议是S3、Swift等。
以 S3 为例，主要接口命令有 PUT/GET/DELETE 等。
看出来了吧？接口命令非常简洁，没有那种目录树的概念。
在对象存储系统里，你不能直接打开/修改文件，只能先下载、修改，再上传文件。（如果大家用过百度网盘或ftp服务，一定可以秒懂。）
对象存储中的数据组成
对象存储呈现出来的是一个“桶”（bucket），你可以往“桶”里面放“对象（Object）”。这个对象包括三个部分：Key、Data、Metadata。
Key
可以理解文件名，是该对象的全局唯一标识符（UID）。
Key是用于检索对象，服务器和用户不需要知道数据的物理地址，也能通过它找到对象。这种方法极大地简化了数据存储。
下面这行，就是一个对象的地址范例：
看上去就是一个URL网址。如果该对象被设置为“公开”，所有互联网用户都可以通过这个地址访问它。
Data
也就是用户数据本体。这个不用解释了。
Metadata
Metadata叫做元数据，它是对象存储一个非常独特的概念。
元数据有点类似数据的标签，标签的条目类型和数量是没有限制的，可以是对象的各种描述信息。
举个例子，如果对象是一张人物照片，那么元数据可以是姓名、性别、国籍、年龄、拍摄地点、拍摄时间等。
元数据可以有很多
在传统的文件存储里，这类信息属于文件本身，和文件一起封装存储。而对象存储中，元数据是独立出来的，并不在数据内部封装。
元数据的好处非常明显，可以大大加快对象的排序，还有分类和查找。
对象存储的优点很多，简单归纳如下：
容量无限大
对象存储的容量是EB级以上。EB有多大？大家的硬盘普遍是TB级别。1EB约等于1TB的一百万倍，请自行脑补...
对象存储的所有业务、存储节点采用分布式集群方式工作，各功能节点、集群都可以独立扩容。从理论上来说，某个对象存储系统或单个桶（bucket），并没有总数据容量和对象数量的限制。
换句话说，只要你有足够的money，服务商就可以不停地往架构里增加资源，这个存储空间就是无限的。
你可以根据自身需求购买相应大小的对象存储空间。如果需要调整大小，也是支持弹性伸缩的，你不要进行数据迁移和人工干预。
数据安全可靠
对象存储采用了分布式架构，对数据进行多设备冗余存储（至少三个以上节点），实现异地容灾和资源隔离。
根据云服务商的承诺，数据可靠性至少可以达到99.999999999%（不用数了，一共11个9）。这意味着，1000亿个文件里，每月最多只会有1个文件发生数据丢失。这比一个人被陨石击中的概率还要小143000倍。
数据访问方面，所有的桶和对象都有ACL等访问控制策略，所有的连接都支持SSL加密，OBS系统会对访问用户进行身份鉴权。因为数据是分片存储在不同硬盘上的，所以即使有坏人偷了硬盘，也无法还原出完整的对象数据。
使用方便
对于用户来说，对象存储是一个非常方便的存储方式。
很多人把它比喻为“代客泊车”，你只需要把车扔给他，他给你一个凭证，你通过凭证取车就可以了。你不需要知道车库的布局，也不需要自己去费力停放。
数据的存取方法也非常灵活多样。除了前面说的可以使用网页（基于http）直接访问之外，大部分云服务提供商都有自己的图形化界面客户端工具，用户存取数据就像用网盘一样。
腾讯云的对象存储工具界面
六、对象存储的安全与合规能力
在政企、科研、信创环境下，对象存储的安全与合规尤为重要：
特别是 国产信创云（如华为云 OBS、阿里云 OSS 国密版），已经实现国密 SM 系列算法全链路加密，适用于涉密科研网、条件保障专项环境。
七、对象存储的典型应用场景
事实上，大部分的对象存储需求，并不是个人用户买来当网盘用，而且企业或政府用户用于系统数据存储。例如网站、App的静态图片、音频、视频，还有企业系统的归档数据等。
像这种数据，是通过程序内部的接口调用的。对象存储提供开放的REST API接口。程序员在开发应用时，直接把存储参数写进代码，就可以通过API接口调用对象存储里的数据。相比文件存储那一串串的路径，对象存储要方便很多。
目前国内有大量的云服务提供商，他们把对象存储当作云存储在卖。
他们通常会把存储业务分为3个等级，即标准型、低频型、归档型。对应的应用场景如下：
标准类型：移动应用 | 大型网站 | 图片分享 | 热点音视频
低频访问类型：移动设备 | 应用与企业数据备份 | 监控数据 | 网盘应用
归档类型：各种长期保存的档案数据 | 医疗影像 | 影视素材
根据估算，目前全球互联网70%以上的热点数据是保存在对象存储系统中的。
对象存储虽然看上去很好很强大，但也不是没有缺点。它最大的缺点，和它的工作模式有关。
它是那种把整个数据取出来，修改，再放回去的模式，不支持直接在存储上修改，哪怕只是加一行数据，都不行。所以，它不适合存储需要频繁擦写的数据（例如关系型数据库的数据）。
在数据的一致性保证上，对象存储也存在先天的不足。不过，据说目前技术上已经有了很大改进。
八、主流对象存储产品对比
九、趋势：AI + 对象存储，走向智能数据湖
未来五年，对象存储不再只是“文件仓库”，而是演变为“智能数据湖底座”：
自动识别文件类型与内容（AI元数据）
实时数据分层：热数据自动上层缓存、冷数据自动归档
与大模型训练无缝对接（直接读取 S3 URI）
Serverless 化调用：事件触发 Lambda 函数
📈 这意味着：对象存储将成为 AI 数据生态的入口。
一切数据的流入、加工、分析与训练，都将从对象存储开始。
十、结语：对象存储是“数据的终极归宿”
在数字化转型的今天，算力决定速度，存储决定命运。
对象存储以其“可扩展、可管理、可合规”的特性，正逐渐取代传统 NAS 与 SAN，
成为企业数据资产的“最终落点”与“统一入口”。
☁️ 如果说云计算是天空，那么对象存储，就是那片装得下整个世界的数据云。