【存储架构】块存储、文件存储和对象存储(第1节)

全球传输和生成的数据比以往任何时候都多。国际数据公司(IDC)的分析师预计，到2025年，全球数据层将增至163zb。这比2016年16.1 ZB的数据增长了1000%以上。数据大量增加的原因是多方面的:

生成数据的来源和设备比以前多得多——嵌入式系统和设备正在收集数据并将其传输到大数据应用程序和解决方案中进行实时分析。使用移动设备、社交媒体平台、在线购物以及随时随地使用各种应用程序的持续趋势每天都在产生大量数据。此外，企业正在进行一场向客户提供数据的转型，以满足他们对从未见过的新闻和实时数据日益增长的需求。

根据Gartner的最新预测，到2020年，超过一半的主要业务流程和系统将在其组织中加入物联网(Internet of things)的某些元素。与此同时，由大数据应用程序生成、传输和分析的数据量(这些数据将被存储在内部或外部)将大幅增长。

由于对存储的需求，管理部门和IT部门的代表已经大大增加了能够处理和存档比以往任何时候都多的数字内容的解决方案。

然而，从硬件的角度来看，现在不仅需要更大数量的存储设备——例如硬盘、ssd或SSHDs——而且还需要一个适当的文件系统来处理这种大数据增长的结果。这是因为即使不是所有的数据都存储在存储设备上，最重要的数据以及分析结果也会被存储在存储设备上。这将导致存储空间的需求增加。此外，大部分存储需求将由企业内部处理，也可以通过Amazon的S3或Microsoft Azure等云服务处理。

带有文件存储和块存储的旧的存储概念将不适用于未来的数据增长，对企业和云提供商都是如此。存储这些海量数据的解决方案是对象存储(也称为基于对象的存储)。但是，与以前的概念相比，它们之间的区别是什么?是什么使对象存储更好地适应数据爆炸?

要理解对象存储所提供的好处，必须首先了解文件存储和块存储的旧概念，因为它们之间有很大的差异。

文件、块和对象存储之间的区别

文件存储和块存储是在NAS和SAN存储系统上存储数据的方法。

在NAS系统上，它将其存储作为网络文件系统公开。当设备附加到NAS(网络附加存储)系统时，将显示一个挂载文件系统，用户可以使用适当的访问权限访问其文件。因为NAS系统必须管理用户权限、文件锁定和其他安全措施，以便多个用户可以访问文件。对NAS的访问通过NFS和SMB/CIFS协议进行处理。与任何服务器或存储解决方案一样，文件系统负责在NAS中定位文件。这对于数十万甚至数百万的文件非常有效，但对于数十亿的文件就不行了。

块存储的工作方式与此类似，但与在文件级管理数据的文件存储不同，数据存储在数据块中。几个块(例如在SAN系统中)构建一个文件。一个块由一个地址组成，如果SAN应用程序对这个地址发出scsi请求，那么它将获得这个块。存储应用程序然后决定数据块是否存储在系统中，以及存储在什么特定的磁盘或存储介质上。最后如何组合这些块以及如何访问它们决定了存储应用程序。SAN中的块没有与存储系统或应用程序相关的元数据。换句话说:块是没有描述、关联和存储解决方案所有者的数据段。一切都由SAN软件处理和控制。由于SAN和块存储经常用于需要性能的应用程序，如数据库或事务，因为数据可以访问、修改和保存。

这两种存储数据的方法多年来都运行良好。那么，为什么需要另一个概念呢?这是因为这两个概念的解决方案都需要实现用户访问权限的功能，以便对数据进行更改。

我们现在看到的是，产生的大部分数据是“固定的”或非结构化数据。内容或材料不会再改变。这就是对象存储发挥作用的地方:

对象存储中的对象是与相应元数据“绑定的数据”(即文件)。该对象获取一个惟一的ID(标识符)，该标识符是从文件内容和元数据中计算出来的。应用程序通过这个ID标识对象。对象存储系统中的许多对象都存储在给定的存储磁盘上。在纯形式的对象存储中，“只能”保存一个文件(对象)的一个版本。如果用户进行了更改，相同文件的另一个版本将存储为新对象。因此，对象存储是备份或归档解决方案的完美解决方案。或者，例如，存储大量的视频或电影，这些视频或电影只能被观看，不能像在线电影流媒体网站或YouTube上的视频那样被改变。

其他概念之间的主要区别是通过支持对象存储的应用程序本身来管理对象。这意味着这里不需要真正的文件系统。这一层已经过时了。使用对象存储的应用程序将存储查询发送到解决方案中存储对象的位置。然后，在巨大的存储空间中给对象一个地址，并由应用程序本身保存在那里。

由于数据管理非常简单——没有真正的文件系统——对象存储解决方案比文件存储或基于块存储的系统更容易扩展。您只需在解决方案中添加一些磁盘，就不再需要大的管理来获得更多的存储空间。这是一个主要的好处，尤其是在指数级数据增长的时代。

因此，对象存储是处理大量数据的完美解决方案，因此被Amazon、谷歌等大型云服务提供商高度使用。但是数据保护和数据恢复呢?我们将在本文的第二部分提供这些问题的答案。

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