块储存，对象存储，文件存储的区别和联系

Question

如题所述

Answer 1

通常来讲，磁盘阵列都是基于Block块的存储，而所有的NAS产品都是文件级存储。
1. 块存储：DAS SAN
a) DAS(Direct Attach Storage): 是直接连接于主机服务器的一种存储方式，每台服务器有独立的存储设备，每台主机服务器的存储设备无法互通，需要跨主机存取资料室，必须经过相对复杂的设定，若主机分属不同的操作系统，则更复杂。
应用：单一网络环境下且数据交换量不大，性能要求不高的环境，技术实现较早。
b) SAN(Storage Area Network): 是一种高速(光纤)网络联接专业主机服务器的一种存储方式，此系统会位于主机群的后端，它使用高速I/O联接方式，如：SCSI,ESCON及Fibre-Channels.特点是，代价高、性能好。但是由于SAN系统的价格较高，且可扩展性较差，已不能满足成千上万个CPU规模的系统。
应用：对网速要求高、对数据可靠性和安全性要求高、对数据共享的性能要求高的应用环境中。

2. 文件存储
通常NAS产品都是文件级存储。
NAS(Network Attached Storage)：是一套网络存储设备，通常直接连在网络上并提供资料存取服务，一套NAS储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统，特点是性价比高。
它采用NFS或CIFS命令集访问数据，以文件为传输协议，可扩展性好、价格便宜、用户易管理。目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统，但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大，不利于在高性能集群中应用。

3. 对象存储：
总体上讲，对象存储同时兼具SAN高级直接访问磁盘特点及NAS的分布式共享特点。
核心是将数据通路(数据读或写)和控制通路(元数据)分离，并且基于对象存储设备(OSD)，构建存储系统，每个对象存储设备具备一定的职能，能够自动管理其上的数据分布。
对象储存结构组成部分(对象、对象存储设备、元数据服务器、对象存储系统的客户端)
3.1 对象
一个对象实际就是文件的数据和一组属性信息的组合。
3.2 对象存储设备(OSD)
OSD具有一定的智能，它有自己的CPU、内存、网络和磁盘系统。
OSD提供三个主要功能：包括数据存储和安全访问
(1)数据存储 (2)智能分布 (3)每个对象元数据的管理
3.3 元数据服务器(Metadata Server , MDS)
MDS控制Client与OSD对象的交互，主要提供以下几个功能：
(1) 对象存储访问
允许Client直接访问对象，OSD接收到请求时先验证该能力，再访问。
(2) 文件和目录访问管理
MDS在存储系统上构建一个文件结构，限额控制、包括目录、文件的创建、访问控制等
(3) Client Cache 一致性
为提高性能，在对象存储系统设计时通常支持Client的Cache。因此带来了Cache一致性的问题，当Cache文件发生改变时，将通知Client刷新Cache,以防Cache不一致引发的问题。
对象存储：
一个文件包含了属性(术语叫matadata元数据，例如该文件的大小、修改时间、存储路径等)以及内容(简称数据)。
以往的文件系统，存储过程将文件按文件系统的最小块来打散，再写进硬盘，过程中没有区分元数据(metadata)和数据。而在每个块最后才会告知下一个块的地址，因此只能一个一个读，速度慢。
而对象存储则将元数据独立出来，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。当用户访问对象时，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那些OSD。假设反馈文件A存储在B,C,D三台OSD，那么用户就会再次访问三台OSD服务器去读取数据。
这时三台OSD同时对外传输数据，因此传输的速度就加快了。OSD服务器数量越多，这种读写速度的提升就越大。
另一方面，对象存储软件有专门的文件系统，所以OSD对外又相当于文件服务器，那么就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。
因此对象存储的出现，很好的结合了块存储与文件存储的优点。

为什么还要使用块存储和文件存储：
1.有一类应用是需要存储直接裸盘映射的，比如数据库。因为数据库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了裸盘进行格式化，因此不能采用其他已经被格式化为某种文件系统的存储。此类更适合块存储。
2.对象存储的成本比普通的文件存储还是较高，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，只是为了作文件共享的时候，直接用文件存储的形式就好了，性价比高。

Answer 2

1、关于文件存储
文件储存最具代表性的NAS，对于大多数用户来说，NAS就类似于一个共享文件夹，用户可以直接将数据放在NAS上，用于传输。同时，NAS是通过网络达成储存的目的，依附于TCP/IP网络协议栈，这也就是NAS存储于上文的DAS和SAN存储最大的不同点。
2、关于块储存
块储存我们可以将其看成裸盘，但是裸盘是不能被系统访问，不过，可以格式化为你指定的文件系统Ext3，Ext4，NTFS，FAT32等形式，这样便可以被系统访问了。常见的块储存为DAS、FC-SAN、IP-SAN三种类型。同时，块储存也是哦我们最常见的一种储存模式，比如pc硬盘、服务器硬盘。
3、关于对象储存
这种储存方式还是比较新的，常见的对象储存开源实现有Ceph的RADOS、Openstack的swift、AWS s3等;常见分布式文件系统有lustre、glusterfs、HDFS等。对象储存可以将其看作一家高级餐厅代客停车，客户需要车，你将钥匙给到别人，换来一张收据。
总体来说，三种储存方式，可从表面和本质着手，对象储存支持restful接口，块存储的用户是可以读写块设备的软件系统，例如传统的文件系统、数据库;文件存储的用户是自然人;对象存储的用户则是其它计算机软件。

Answer 3

首先说下文件存储，块存储，典型代表 DAS，NAS，SAN 做个一个详细的对比表，可以系统看下他们的区别与使用场景的差异：

Answer 4

一图分辨块存储、对象存储、文件存储