什么是块存储、文件存储、对象存储？

块存储和文件存储是我们比较熟悉的两种主流的存储类型，而对象存储（Object-based Storage）是一种新的网络存储架构，基于对象存储技术的设备就是对象存储设备（Object-based Storage Device）简称OSD。

本期作为入门系列的文章，将为大家介绍三种存储类型：块存储、文件存储、对象存储。

块存储

块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的。块存储就是在物理层这个层面对外提供服务，使用它的系统，又用自己的文件系统格式化。这样一旦被一个系统使用，就独占了。

例如：磁盘阵列里面有5块硬盘，然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM等方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。但是逻辑盘和物理盘是两个完全不同的概念。假设每个硬盘100G，共有5个硬盘，划分为逻辑盘也为5个，每个100G，但是这5个逻辑盘和原来的5个物理盘意义完全不同了。例如第一个逻辑盘第一个20G可能来自物理盘1，第二个20G来自物理盘2，所以逻辑盘是多个物理盘逻辑虚构出来的硬盘。

接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机，主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘，但是操作系统是无法区分到底是物理盘还是逻辑盘，它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已，跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没区别，至少操作系统感知上没有区别的。

在此方式下，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，与平常主机内置的硬盘无差异。

典型设备

磁盘阵列、硬盘

优点

（1）因为通过了Raid与LVM等手段，对数据提供了保护；

（2）可以将多块硬盘组合起来，称为一个大容量的逻辑盘对外提供服务，提高容量；

（3）写入数据时，由于是多块磁盘组合，可以并行写入的，提升读写效率；

（4）采用SAN架构组网，传输速度以及封装协议的原因，使得传输速度和读写效率得到提升；

缺点

（1）需额外为主机购买光纤通道卡、光纤交换机，造价成本高；

（2）主机之间数据无法共享，在服务器不做集群的情况下，块存储裸盘映射给主机，在格式化使用后，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：因为操作系统使用不同的文件系统，格式化后，不同的文件系统间的数据是共享不了的；

使用场景

docker容器、虚拟机磁盘存储分配；日志存储；文件存储…

为了克服文件无法共享的问题，所以有了文件存储。

文件存储

在文件系统一层对外提供服务，系统只用访问文件系统一级就可以，各个系统都可以根据接口去访问。

文件存储也有软硬一体化的设备，但是其实一台普通的PC机，只要装上合适的操作系统和软件，就可以假设FTP与NFS服务了，加上该类服务之后的服务器，就是文件存储的一种了。

主机A可以直接对文件存储进行文件的上传和下载，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。

典型设备

FTP、NFS服务器

优点

（1）造价低：一台机器和普通的以太网就可以；

（2）方便文件共享；

缺点

读写速率低，传输速率慢；

使用场景

日志存储；有目录结构的文件存储…

对象存储

对象存储数据组织示意图

之所以出现对象存储，是为了克服块存储与文件存储各自的缺点，发扬各自的优点。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。能否弄一个读写块，利于共享的存储出来呢？于是就有了对象存储。

首先，一个文件包含了属性（metadata）以及内容。

像FAT32这种文件系统，是直接将一份文件与metadata一起存储的，存储过程先将文件按照文件系统的最小块大小来打散（例如4M的文件，假设文件系统要求一个块4K，那么就将文件打散称为1000个小块），再写进硬盘里，过程中没有区分数据和metadata的。而每个块最后会告知你下一个要读取的块地址，然后一直这样顺序的按图索骥，最后完成整份文件的所有块的读取。

这种情况下读写速率很慢，因为就算有100个机械臂在读写，但是由于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1个机械臂在实际工作。

而对象存储则将元数据独立出来了，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那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，会先访问元数据服务器，元数据服务器只负责反馈对象存储在哪里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3台OSD同时对外传输数据，所以传输的速度就会加快了，当OSD服务器数量越多，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，对象存储软件是有专门的文件系统的，所以OSD对外又相当于文件服务器，那么就不存在共享方面的困难了，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和文件存储的优点。

典型设备

内置大容量硬盘的分布式服务器

通过什么对象方式访问对象？

在存储设备中，所有对象都有一个对象标识，通过对象标识OSD命令访问对象

优点

具备块存储的读写高速。

具备文件存储的共享等特性。

使用场景

图片存储；视频存储…

为什么对象存储兼具块存储和文件存储的好处，还要使用块存储和文件存储呢？

有一类应用是需要存储直接裸盘映射的，例如数据库。因为数据需要存储裸盘映射给自己后，再根据自己的数据库文件系统来对裸盘进行格式化的，所以是不能够采用其他已经被格式化为某种文件系统的存储的。此类应用更合适使用块存储。

对象存储的成本比起普通的文件存储较高，需要购买专门的对象存储软件以及大容量硬盘。如果对数据量要求不是海量，只是为了做文件共享的时候，直接用文件存储的形式好了，性价比高。