檔案系統,快存儲,對象存儲

塊存儲、檔案存儲、對象存儲這三者的本質差别是什麼？

我的了解是塊存儲、檔案存儲、對象存儲都是圍繞資料而衍生的三個概念，而對于資料來說有不同外延，例如資料的存儲，資料的分布，資料的讀寫速度。。。是否可以圍繞資料處理的不同次元，來區分塊存儲、檔案存儲、對象存儲的概念？

【塊存儲】

典型裝置：磁盤陣列，硬碟

塊存儲主要是将裸磁盤空間整個映射給主機使用的，就是說例如磁盤陣列裡面有5塊硬碟（為友善說明，假設每個硬碟1G），然後可以通過劃邏輯盤、做 Raid、或者LVM（邏輯卷）等種種方式邏輯劃分出N個邏輯的硬碟。（假設劃分完的邏輯盤也是5個，每個也是1G，但是這5個1G的邏輯盤已經于原來的 5個實體硬碟意義完全不同了。例如第一個邏輯硬碟A裡面，可能第一個200M是來自實體硬碟1，第二個200M是來自實體硬碟2，是以邏輯硬碟A是由多個 實體硬碟邏輯虛構出來的硬碟。）

接着塊存儲會采用映射的方式将這幾個邏輯盤映射給主機，主機上面的作業系統會識别到有5塊硬碟，但是作業系統是區分不出到底是邏輯還是實體的，它一概就認 為隻是5塊裸的實體硬碟而已，跟直接拿一塊實體硬碟挂載到作業系統沒有差別的，至少作業系統感覺上沒有差別。

此種方式下，作業系統還需要對挂載的裸硬碟進行分區、格式化後，才能使用，與平常主機内置硬碟的方式完全無異。

優點：

1、 這種方式的好處當然是因為通過了Raid與LVM等手段，對資料提供了保護。

2、 另外也可以将多塊廉價的硬碟組合起來，成為一個大容量的邏輯盤對外提供服務，提高了容量。

3、 寫入資料的時候，由于是多塊磁盤組合出來的邏輯盤，是以幾塊磁盤可以并行寫入的，提升了讀寫效率。

4、 很多時候塊存儲采用SAN架構組網，傳輸速率以及封裝協定的原因，使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。

缺點：

1、采用SAN架構組網時，需要額外為主機購買光纖通道卡，還要買光纖交換機，造價成本高。

2、主機之間的資料無法共享，在伺服器不做叢集的情況下，塊存儲裸盤映射給主機，再格式化使用後，對于主機來說相當于本地盤，那麼主機A的本地盤根本不能給主機B去使用，無法共享資料。

3、 不利于不同作業系統主機間的資料共享：另外一個原因是因為作業系統使用不同的檔案系統，格式化完之後，不同檔案系統間的資料是共享不了的。例如一台裝了 WIN7/XP，檔案系統是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是無法識别NTFS的檔案系統的。就像一隻NTFS格式的U盤，插進 Linux的筆記本，根本無法識别出來。是以不利于檔案共享。

【檔案存儲】

典型裝置：FTP、NFS伺服器

為了克服上述檔案無法共享的問題，是以有了檔案存儲。

檔案存儲也有軟硬一體化的裝置，但是其實普通拿一台伺服器/筆記本，隻要裝上合适的作業系統與軟體，就可以架設FTP與NFS服務了，架上該類服務之後的伺服器，就是檔案存儲的一種了。

主機A可以直接對檔案存儲進行檔案的上傳下載下傳，與塊存儲不同，主機A是不需要再對檔案存儲進行格式化的，因為檔案管理功能已經由檔案存儲自己搞定了。

優點：

1、造價交低：随便一台機器就可以了，另外普通以太網就可以，根本不需要專用的SAN網絡，是以造價低。

2、友善檔案共享：例如主機A（WIN7，NTFS檔案系統），主機B（Linux，EXT4檔案系統），想互拷一部電影，本來不行。加了個主機C（NFS伺服器），然後可以先A拷到C，再C拷到B就OK了。（例子比較膚淺，請見諒……）

缺點：

讀寫速率低，傳輸速率慢：以太網，上傳下載下傳速度較慢，另外所有讀寫都要1台伺服器裡面的硬碟來承擔，相比起磁盤陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫，速率慢了許多。

【對象存儲】

典型裝置：内置大容量硬碟的分布式伺服器

對象存儲最常用的方案，就是多台伺服器内置大容量硬碟，再裝上對象存儲軟體，然後再額外搞幾台服務作為管理節點，安裝上對象存儲管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫通路功能。

之是以出現了對象存儲這種東西，是為了克服塊存儲與檔案存儲各自的缺點，發揚它倆各自的優點。簡單來說塊存儲讀寫快，不利于共享，檔案存儲讀寫慢，利于共享。能否弄一個讀寫快，利 于共享的出來呢。于是就有了對象存儲。

首先，一個檔案包含了了屬性（術語叫metadata，中繼資料，例如該檔案的大小、修改時間、存儲路徑等）以及内容（以下簡稱資料）。

以往像FAT32這種檔案系統，是直接将一份檔案的資料與metadata一起存儲的，存儲過程先将檔案按照檔案系統的最小塊大小來打散（如4M的檔案， 假設檔案系統要求一個塊4K，那麼就将檔案打散成為1000個小塊），再寫進硬碟裡面，過程中沒有區分資料/metadata的。而每個塊最後會告知你下 一個要讀取的塊的位址，然後一直這樣順序地按圖索骥，最後完成整份檔案的所有塊的讀取。

這種情況下讀寫速率很慢，因為就算你有100個機械手臂在讀寫，但是由于你隻有讀取到第一個塊，才能知道下一個塊在哪裡，其實相當于隻能有1個機械手臂在實際工作。

而 對象存儲則将中繼資料獨立了出來，控制節點叫中繼資料伺服器（伺服器+對象存儲管理軟體），裡面主要負責存儲對象的屬性（主要是對象的資料被打散存放到了那幾 台分布式伺服器中的資訊），而其他負責存儲資料的分布式伺服器叫做OSD，主要負責存儲檔案的資料部分。當使用者通路對象，會先通路中繼資料伺服器，中繼資料服 務器隻負責回報對象存儲在哪些OSD，假設回報檔案A存儲在B、C、D三台OSD，那麼使用者就會再次直接通路3台OSD伺服器去讀取資料。

這時候由于是3台OSD同時對外傳輸資料，是以傳輸的速度就加快了。當OSD伺服器數量越多，這種讀寫速度的提升就越大，通過此種方式，實作了讀寫快的目的。

另一方面，對象存儲軟體是有專門的檔案系統的，是以OSD對外又相當于檔案伺服器，那麼就不存在檔案共享方面的困難了，也解決了檔案共享方面的問題。

是以對象存儲的出現，很好地結合了塊存儲與檔案存儲的優點。

最後為什麼對象存儲兼具塊存儲與檔案存儲的好處，還要使用塊存儲或檔案存儲呢？

1、有一類應用是需要存儲直接裸盤映射的，例如資料庫。因為資料庫需要存儲裸盤映射給自己後，再根據自己的資料庫檔案系統來對裸盤進行格式化的，是以是不能夠采用其他已經被格式化為某種檔案系統的存儲的。此類應用更适合使用塊存儲。

2、對象存儲的成本比起普通的檔案存儲還是較高，需要購買專門的對象存儲軟體以及大容量硬碟。如果對資料量要求不是海量，隻是為了做檔案共享的時候，直接用檔案存儲的形式好了，成本效益高。

塊存儲就是事先在存儲空間中畫好整齊的格子（格式化），然後以一個格子為最小機關進行存取，即每次存取至少涉及一個格子的空間。

檔案存儲就是通常使用的ntfs、fat、ext等檔案系統，以檔案為機關進行存取。

多 數檔案系統建立在塊存儲之上。具體地說，作業系統是磁盤的直接使用者（通過磁盤提供的原始接口使用磁盤），作業系統在使用磁盤空間時使用塊存儲，當有記憶體 中的資料要寫入磁盤時，作業系統首先将資料劃分為多個塊（塊大小等于磁盤上“格子”的大小），然後放進磁盤上的若幹空白"格子"裡。但這個過程對作業系統 使用者是感覺不到的，使用者所感覺到的最小的存儲機關就是一個完整的檔案，使用者使用的是檔案存儲