O Que É o Object Storage e Quando Utilizá-lo

Introdução ao Object Storage

O object storage é uma arquitetura de armazenamento de dados que gere os dados como objetos, ao contrário do sistema de ficheiros tradicional do alojamento web clássico, que utiliza uma hierarquia de diretorias, ou do block storage, que trabalha com blocos de dados de tamanho fixo. Cada objeto no object storage contém os próprios dados, metadados que descrevem o objeto e um identificador único que permite aceder ao objeto sem conhecer a sua localização física no disco.

O Amazon S3, lançado em 2006, popularizou o conceito de object storage e a sua API tornou-se no padrão de facto implementado por quase todos os fornecedores, incluindo MinIO, DigitalOcean Spaces, Backblaze B2, Wasabi e muitos outros. A compatibilidade com S3 significa que uma aplicação escrita para o Amazon S3 pode funcionar com qualquer fornecedor compatível sem alterações ao código. Isto evita o vendor lock-in e permite transições fáceis entre fornecedores ou a utilização de vários fornecedores em simultâneo.

Como funciona o Object Storage

Estrutura do objeto

Um objeto é composto por três componentes. Os dados são o conteúdo do próprio ficheiro, seja uma imagem, vídeo, documento PDF ou cópia de segurança de base de dados. Os metadados são pares chave-valor que descrevem o objeto, como o tipo de conteúdo, a data de criação, o tamanho e atributos personalizados que define. Uma chave única é o caminho que identifica o objeto dentro do bucket, por exemplo images/products/laptop-01.webp. Ao contrário de um sistema de ficheiros, este caminho é uma estrutura plana sem diretorias reais.

Um bucket é um contentor de objetos semelhante a uma diretoria raiz. Cada bucket tem um nome globalmente único dentro da região do fornecedor. As políticas de acesso são definidas ao nível do bucket ou ao nível de objetos individuais, controlando quem pode ler, escrever ou eliminar objetos. O versionamento permite manter todas as versões anteriores de um objeto, oferecendo proteção contra eliminação ou modificação acidental. As regras de ciclo de vida movem ou eliminam objetos automaticamente com base na idade, reduzindo os custos de armazenamento.

Arquitetura distribuída

Os sistemas de object storage distribuem os dados por vários discos físicos e servidores automaticamente. A replicação garante que cada objeto existe em várias cópias, normalmente três em discos diferentes ou até em centros de dados diferentes. Isto proporciona uma durabilidade excecional, com uma garantia de 99,999999999 por cento, conhecida como onze noves. A perda de um disco ou mesmo de um servidor inteiro não afeta a disponibilidade dos dados, pois estes são lidos automaticamente a partir da cópia restante.

O erasure coding é uma alternativa à replicação que proporciona a mesma durabilidade com menos sobrecarga de armazenamento. Em vez de armazenar três cópias completas, o erasure coding divide o objeto em fragmentos e cria fragmentos de paridade que permitem reconstruir o objeto original mesmo que alguns fragmentos se percam. Esta técnica utiliza normalmente 50 por cento menos espaço do que a replicação tripla, com o mesmo nível de proteção de dados.

API compatível com S3

Operações básicas

A API S3 é uma interface HTTP baseada em REST com operações básicas que incluem PUT para carregar um objeto, GET para obtenção, DELETE para eliminação, HEAD para obter metadados sem conteúdo e LIST para listar objetos num bucket. O multipart upload permite carregar ficheiros grandes em partes, com a possibilidade de retomar em caso de interrupção da ligação. As presigned URLs geram ligações com tempo limitado para aceder a objetos privados sem expor as credenciais.

O AWS CLI e os SDKs para todas as linguagens de programação populares facilitam a integração. Em PHP utilize a biblioteca aws-sdk-php, em JavaScript o aws-sdk ou o mais recente e modular @aws-sdk/client-s3. O Python tem a biblioteca boto3, que é o padrão de facto para trabalhar com S3. Todos estes SDKs suportam a configuração do endpoint para trabalhar com fornecedores compatíveis com S3 em vez da AWS, permitindo uma transição fácil entre fornecedores.

Funcionalidades avançadas

As notificações de eventos enviam uma mensagem para uma fila ou acionam uma função Lambda quando um objeto é criado, modificado ou eliminado. Isto permite fluxos de trabalho automatizados, como gerar miniaturas após o carregamento de uma imagem, indexar um documento numa pesquisa ou acionar a transcrição de vídeo. A encriptação do lado do servidor encripta automaticamente os objetos em repouso utilizando AES-256, sem qualquer alteração ao código da aplicação.

A replicação entre regiões copia automaticamente os objetos para um bucket noutra região, proporcionando recuperação de desastres e menor latência para utilizadores globais. O Object Lock impede a modificação ou eliminação de objetos durante um período definido, o que é essencial para a conformidade regulatória nos setores financeiro e da saúde. Os relatórios de inventário fornecem uma visão periódica de todos os objetos com metadados para auditoria e análise.

Casos de uso típicos

Armazenamento de ficheiros multimédia

As aplicações web geram enormes quantidades de ficheiros multimédia. Para o armazenamento, considere o espaço de backup para dados críticos como uploads de utilizadores, imagens de produtos, conteúdos de vídeo e documentos. Armazenar estes ficheiros num servidor web não é escalável e complica a implementação e a cópia de segurança. O object storage separa os ficheiros multimédia da aplicação, permitindo escalabilidade horizontal e distribuição por CDN. O WordPress, com um plugin como o WP Offload Media, carrega automaticamente os ficheiros multimédia para o S3 e serve-os através de CDN.

Cópia de segurança e arquivamento

O object storage é ideal para cópias de segurança porque oferece capacidade praticamente ilimitada a baixo custo. As regras de ciclo de vida podem mover automaticamente cópias de segurança antigas para uma classe de armazenamento mais económica após um período definido. Por exemplo, as cópias de segurança diárias são mantidas na classe standard durante 30 dias e depois movidas automaticamente para a classe de arquivo, com um preço mais baixo. O versionamento garante que, mesmo que a cópia de segurança ativa seja substituída, a versão anterior continua disponível.

Alojamento de sites estáticos

O S3 e serviços compatíveis podem servir sites estáticos diretamente a partir de um bucket, sem necessidade de um servidor web. Isto é ideal para documentação, landing pages, single-page applications e sites gerados estaticamente. A combinação com uma CDN como a CloudFront ou a Cloudflare proporciona desempenho global a um custo mínimo. Os custos situam-se normalmente abaixo de um euro por mês para um site com tráfego moderado.

Data lake e analítica

O object storage é a base das arquiteturas modernas de data lake, onde os dados em bruto de várias fontes são armazenados no formato original. Ferramentas como o Apache Spark, o Presto ou o AWS Athena podem analisar diretamente os dados no S3 sem necessidade de os carregar para uma base de dados. Os formatos Parquet e ORC, otimizados para leitura colunar, permitem consultas analíticas eficientes sobre grandes conjuntos de dados armazenados em object storage.

Modelo de preços

Componentes de custo

O object storage é cobrado por três componentes. O armazenamento é cobrado por gigabyte por mês, com preços que variam entre um e três cêntimos para a classe standard e meio cêntimo para as classes de arquivo. Os pedidos à API são cobrados por mil operações, com diferenças de preço entre leituras e escritas. O tráfego de saída (egress) é cobrado por gigabyte para os dados que saem do centro de dados, enquanto o tráfego de entrada (ingress) é normalmente gratuito.

Fornecedores alternativos como o Backblaze B2, a Wasabi e a Cloudflare R2 oferecem preços significativamente mais baixos do que o AWS S3. A Cloudflare R2 não cobra pelo tráfego de saída, o que pode reduzir drasticamente os custos para sites com muito conteúdo multimédia. A Wasabi oferece um modelo de tarifa fixa sem cobrança de pedidos à API e de tráfego de saída, a um preço de cerca de 6 EUR por terabyte por mês. Compare os fornecedores com base no seu perfil de utilização específico, porque o fornecedor mais económico depende da relação entre armazenamento, pedidos e tráfego.

Object Storage vs Block Storage

Diferenças principais

O block storage funciona ao nível dos blocos de dados e comporta-se como um disco físico com um sistema de ficheiros. Proporciona baixa latência e IOPS elevados, essenciais para bases de dados e aplicações que exigem acesso aleatório rápido. O object storage tem uma latência superior, normalmente de dezenas de milissegundos, mas oferece capacidade praticamente ilimitada e redundância integrada. O block storage requer capacidade pré-definida, enquanto o object storage cresce dinamicamente.

Utilize block storage para sistemas operativos, bases de dados e aplicações que requerem um sistema de ficheiros POSIX. Utilize object storage para ficheiros multimédia, cópias de segurança, logs e todos os dados acedidos de forma sequencial ou rara. A maioria das aplicações modernas utiliza ambos os tipos — block storage para a base de dados e o código da aplicação, e object storage para uploads de utilizadores e conteúdo estático.

Integração com aplicações web

Uma aplicação web moderna deve utilizar object storage para todos os uploads de utilizadores. Para alojamento normal, consulte os nossos planos de alojamento e o conteúdo multimédia. O Laravel tem suporte integrado para S3 através da facade Storage, com uma configuração simples em filesystems.php. Plugins do WordPress como o WP Offload Media automatizam o processo de upload para o S3 e a substituição de URLs. O Next.js e outras frameworks modernas podem utilizar presigned URLs para upload direto do lado do cliente para o S3 sem passar pelo seu servidor.

Na BeoHosting, disponibilizamos object storage compatível com S3 que se integra facilmente nas suas aplicações web. O nosso armazenamento está localizado num data center tier 3+ em Frankfurt/Amesterdão, garantindo baixa latência para os utilizadores e conformidade com a regulamentação de armazenamento de dados. A combinação do nosso alojamento para a aplicação com o object storage para ficheiros multimédia proporciona um equilíbrio ótimo entre desempenho e custo para sites com grandes quantidades de conteúdo estático.

Conclusão

O object storage é um componente fundamental da infraestrutura das aplicações web modernas, oferecendo capacidade praticamente ilimitada, elevada durabilidade dos dados e um modelo de preços de pagamento conforme a utilização. A API compatível com S3 assegura a portabilidade entre fornecedores, e o rico ecossistema de ferramentas e SDKs facilita a integração com qualquer plataforma. Para cópias de segurança, ficheiros multimédia, conteúdo estático e cenários de data lake, o object storage é a escolha ótima que escala com o crescimento do seu negócio.