对象存储、块存储、文件存储的区别和联系

本文深入探讨了块存储、文件存储及对象存储三种主要存储方式的技术实现、优缺点及代表性技术,如FC-SAN、iSCSI、NFS、Swift等,并澄清了HadoopDFS与对象存储的关系。

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存储方式技术实现优势劣势代表作
块存储裸盘上划分逻辑卷,逻辑卷格式化成任意文件系统支持多种文件系统,传输速度快,提供硬件容错机制无法实现网络共享FC-SAN,iSCSI
文件存储在格式化的磁盘上存储文件提供网络共享网络传输速度制约读写速度,分层目录结构限制可扩展性NFS,FAT,EXT3
对象存储以灵活可定制的对象为存储单元,元数据服务器提供快速并发寻址读写速度较快的同时支持网络共享,对象灵活定义管理软件的购买、使用和运维成本高Swift

补充说明
Hadoop DFS 不是对象存储,它是一个改造的文件存储系统。

术语
对象存储中,OSD(Object-based Storage Device)是对象存储设备,MDS(Metadata Server)是元数据服务器。



作者:小李哥的简书
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來源:简书
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### 三级标题:基本概念与区别 文件存储对象存储块存储是三种常见的数据存储方式,它们各自适用于不同的应用场景,并具有不同的特点。 文件存储以文件为单位进行数据管理,采用目录结构组织数据,并通常兼容POSIX文件系统API。这种方式适合需要层次化管理的应用场景,例如传统的文件服务器或需要目录结构支持的应用。 对象存储介于块存储文件存储之间,以RESTful API或者客户端SDK的形式供用户使用,更适合非结构化数据的存取。对象存储使用统一的底层存储系统,管理文件以及底层介质的组织结构,然后为每个文件分配一个唯一的标识,用户需要访问某个文件,直接提供文件的标识即可。大多数对象存储的实现本质上是键值对存储系统,采用扁平化的管理方式(根据键,找到值),值可以是任何东西,可以是小文件(小二进制片段),也可以是大文件。对象存储一般不支持追加写更新,面向的是一次写入,多次读取的需求场景。 块存储会将数据拆分成块,并单独存储各个块。每个数据块都有一个唯一标识符,所以存储系统能将较小的数据存放在最方便的位置。这意味着有些数据可以存储在Linux环境中,有些则可以存储在Windows单元中。由于块存储只负责数据读取写入,因此具有高带宽、低延迟的优势,但是扩展能力有限,适用于对响应时间要求高的系统。比如数据库、ERP等企业核心应用的存储等。DAS、SAN这两种存储设备属于块存储类型[^2]。 ### 三级标题:适用场景 对象存储适合存储大量的非结构化数据,如图片、视频、文档等,这些数据通常不需要频繁修改,但需要易于访问大规模扩展。对象存储通过RESTful API提供服务,使得互联网应用可以直接通过网络进行数据交互。 文件存储适合需要层次化文件目录结构的应用场景,例如Web服务器、FTP服务器等,这些应用通常需要标准的文件操作接口,如读取、写入、创建目录等。 块存储适合需要高性能随机访问的应用场景,例如数据库、虚拟机磁盘等,这些应用通常需要直接访问存储设备,并且对延迟敏感。 ### 三级标题:技术实现 Ceph的三种存储接口分别是块设备、文件系统、对象存储。Ceph的块设备存储接口提供了类似于传统SAN设备的功能,可以创建、列出、删除镜像等。RedHat的Ceph中块存储产品的命令行接口是:create image, list image, delete image[^1]。 对象存储通常不支持追加写更新,面向的是一次写入,多次读取的需求场景。多采用RESTFul API。对象存储使用统一的底层存储系统,管理文件以及底层介质的组织结构,然后为每个文件分配一个唯一的标识,用户需要访问某个文件,直接提供文件的标识即可[^4]。 块存储由于其特性,具有高带宽、低延迟的优势,适用于对响应时间要求高的系统。例如数据库、ERP等企业核心应用的存储等。DAS、SAN这两种存储设备属于块存储类型[^2]。 ### 三级标题:代码示例 虽然这三种存储方式通常不涉及具体的编程代码,但我们可以简单模拟一个对象存储中上传下载文件的基本逻辑: ```python class ObjectStorage: def __init__(self): self.storage = {} def upload_file(self, key, data): self.storage[key] = data def download_file(self, key): return self.storage.get(key, None) # 创建对象存储实例 os = ObjectStorage() # 上传文件 os.upload_file('file1', 'This is the content of file1.') # 下载文件 content = os.download_file('file1') print(content) ```
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