块存储、文件存储、对象存储区别

块存储

典型设备:磁盘阵列,硬盘
块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的,就是说例如磁盘阵列里面有5块磁盘(为方便说明,假设每个硬盘1G),然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM(逻辑卷)等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。(假设划分完的逻辑盘也是5个,每个也是1G,但是这5个1G的逻辑盘已经于原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面,可能第一个200M是来自物理硬盘1,第二个200M是来自物理硬盘2,所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。)
此种方式下,操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后,才能使用,与平常主机内置硬盘的方式完全无异。

优点
1.这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段,对数据提供了保护。
2.另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来,成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务,提高了容量
3.写入数据的时候,由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘,所以几块磁盘可以并行写入的,提升了读写效率。
4.你多时候块存储采用SAN架构组网,传输速率以及封装协议的原因,使得传输速度与读写速度得到提升。

缺点
1.采用SAN架构组网时,需要额外为主机购买光纤通道卡,还要买光纤交换机,造价成本高。
2.主机之间的数据无法共享,在服务器不做集群的情况下,块存储裸盘映射给主机,再格式化使用后,对于主机来说相当于本地盘,那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用,无法共享数据。
3.不利于不同操作系统主机间的数据共享:另外一个原因是操作系统使用不同的文件系统,格式化完之后,不同文件系统间的数据是共享不了的。例如一台装了WIN7/XP,文件系统是FAT32/NTFS,而Linux是EXT4,EXT4是无法识别NTFS的文件系统的。就像一只NTFS格式化的U盘,插进Linux的笔记本,根本无法识别出来。所以不利于文件共享。

文件存储

典型设备:FTP、NFS服务器
为了克服上述文件无法共享的问题,所以有了文件系统。
文件系统也有软硬一体化的设备,但是其实普通拿一台服务器/笔记本,只要装上合适的操作系统与软件,就可以假设FTP与NFS服务了,架上该类服务之后的服务器,就是文件存储的一种了。
主机A可以直接对文件系统进行文件的上传下载,与块存储不同,主机A是不需要再对文件存储进行格式化的,因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。

**优点
1.造价较低:随便一台机器就可以了,另外普通以太网就可以,根本不需要专用的SAN网络,所以造价低。
2.方便文件共享:例如主机A(WIN7,NTFS文件系统),主机B(Linux,EXT4文件系统),想互拷一部电影,本来不行。加了个主机C(NFS服务器),然后可以先A拷贝C,再C考到B就OK了。

缺点
读写速率低,传输速率慢:以太网,上传下载速度较慢,另外所有读写都要1台服务器里面的硬盘来承担,相比起磁盘阵列动不动就几十上百块硬盘同时读写,速率慢了许多。

对象存储

典型设备:内置大容量硬盘的分布式服务器
对象存储最常用的方案,就是多台服务器内置大容量硬盘,再装上对象存储软件,然后再额外高级台服务作为管理节点,安装上对象存储管理软件。管理节点可以管理其他服务器对外提供读写访问功能。
之所以出现了对象存储这种东西,是为了克服块存储与文件存储各自的缺点,发扬他两各自的优点。简单来说块存储读写快,不利于共享,文件存储读写慢,利于共享。能否弄一个读写快,利于共享的出来呢。于是就有了对象存储

首先,一个文件包含了属性(术语叫metadata,元数据,例如该文件的大小、修改时间、存储路径等)以及内容(一下简称数据)。以往像FAT32这种文件系统,是直接将一份文件的数据与metadata一起存储的,存储过程先将文件文件按照文件系统的最小快大小来打散(如4M的文件,假设文件系统要求一个块4K,那么就将文件打散成1000个小块),再写进硬盘里面,过程中没有区分数据/metadata的。而每个块最后会告知你下一个要读取的块的地址,然后一直这样顺序执行,最后完成整份文件的所有块的读取。

这样情况下读写速率很慢,因为就算你有100个机械手臂在读写,但是由于你只有读取到第一个块,才能知道下一个块在哪里,其实相当于只能有一个机械手臂在实际功能。

而对象存储则将元数据独立了出来,控制节点叫元数据服务器(服务器+对象存储管理软件),里面主要负责存储对象的属性(主要是对象的数据被打散存放到了哪几台分布式服务器中的信息),而其他负责存储数据的分布式服务器叫做OSD,主要负责存储文件的数据部分。当用户访问对象,首先会访问元数据服务器,元数据服务器只负责反馈对象存储在哪些OSD,假设反馈文件A存储在B、C、D三台OSD,那么用户就会再次直接访问3台OSD服务器去读取数据。

这时候由于是三台OSD同时对外传输数据,所以传输数据的速度就加快了。这种读写速度的提升就越大,通过此种方式,实现了读写快的目的。

另一方面,对象存储软件是由专门的文件系统的,所以OSD对外又相当于文件服务器,那么久不存在文件共享方面的困难了,也解决了文件共享方面的问题。

所以对象存储的出现,很好的结合了块存储于文件系统的优点。

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