对象存储的存储类型，对象存储和非对象存储

***：对象存储是一种存储类型，它以对象为基本单元进行存储。与传统非对象存储有所不同，对象存储将数据、元数据等打包成对象存储在扁平的命名空间中，具有可扩展性强、易于管理等优势。非对象存储包含如块存储（常用于数据库等场景，按块读写）、文件存储（类似传统文件系统结构）等类型，不同存储类型适用于不同的应用场景，各自有着不同的性能、管理和成本等特点。

本文目录导读：

1. 对象存储
2. 非对象存储
3. 对象存储与非对象存储的比较

《对象存储与非对象存储：全面解析存储类型的差异与应用场景》

在当今数字化时代，数据呈爆炸式增长，企业和组织需要高效、可靠的存储解决方案来管理海量数据，对象存储和非对象存储是两种主要的存储类型，它们在架构、功能、性能和应用场景等方面存在着诸多差异，深入理解这两种存储类型，有助于企业根据自身需求选择最适合的存储方案，提高数据管理的效率和效益。

对象存储

（一）对象存储的基本概念

1、对象的定义

- 对象存储中的对象是数据存储的基本单元，一个对象包含了数据本身、元数据和一个全局唯一标识符（GUID），数据可以是任意类型的文件，如文档、图像、视频等，元数据则包含了关于对象的各种描述信息，例如对象的创建时间、所有者、访问权限等，GUID用于在整个存储系统中唯一标识该对象，使得对象可以在分布式系统中被准确地定位和访问。

2、存储架构

- 对象存储系统通常采用分布式架构，它由多个存储节点组成，这些节点通过网络连接在一起，数据以对象的形式分布存储在这些节点上，对象存储系统一般包含三个主要组件：客户端、元数据服务器和存储节点，客户端负责向存储系统发送请求，如上传、下载或查询对象等操作，元数据服务器管理对象的元数据，存储节点则实际存储对象的数据，这种分布式架构使得对象存储能够轻松扩展存储容量，只需添加更多的存储节点即可。

- 在一个大规模的云对象存储服务中，可能有成千上万个存储节点分布在不同的数据中心，当用户上传一个对象时，对象存储系统会根据一定的算法（如哈希算法）确定该对象在存储节点中的存储位置，同时将对象的元数据存储在元数据服务器上。

（二）对象存储的特点

1、可扩展性强

- 对象存储的分布式架构使其具有高度的可扩展性，无论是存储容量还是性能，都可以通过添加存储节点来满足不断增长的需求，一个企业开始时只有10TB的存储需求，随着业务的发展，数据量增长到100TB甚至1PB以上，对象存储系统可以方便地增加存储节点，从几个节点扩展到几十个甚至上百个节点，而不会对现有的存储结构和数据访问造成太大影响，这种可扩展性对于处理大数据量的企业，如互联网公司、金融机构的海量交易数据存储等非常重要。

2、数据安全性高

- 对象存储提供了多种数据安全机制，对象的元数据和数据是分开存储的，这增加了数据的安全性，即使某个存储节点的数据部分遭到破坏，只要元数据服务器正常，仍然可以通过元数据来恢复数据，对象存储支持数据冗余技术，如多副本存储，在一些对象存储系统中，数据会被复制3份，分别存储在不同的存储节点上，这样，即使一个节点出现故障，数据仍然可以从其他副本中获取，保证了数据的可用性和完整性，对象存储还可以通过加密技术对数据进行加密，无论是在传输过程中还是在存储状态下，防止数据被窃取或篡改。

3、元数据管理优势

- 对象存储的元数据管理功能强大，元数据可以帮助用户快速定位和管理对象，通过元数据中的标签或分类信息，可以方便地对对象进行搜索和筛选，在一个包含大量图像的对象存储库中，如果每个图像的元数据中包含了拍摄日期、拍摄地点、图像主题等信息，用户就可以根据这些元数据快速找到特定的图像，元数据可以根据企业的需求进行自定义设置，这为企业的数据管理提供了更大的灵活性。

（三）对象存储的应用场景

1、云存储服务

- 对象存储是云存储服务的主要存储方式之一，云服务提供商如亚马逊的S3、谷歌云存储等都广泛采用对象存储技术，对于云存储用户来说，对象存储提供了一种简单、经济高效的存储解决方案，用户可以将各种类型的数据上传到云对象存储中，并且根据自己的需求灵活地调整存储容量，小型企业可以将公司的文档、图片等数据存储在云对象存储中，无需自己构建复杂的存储基础设施，降低了存储成本，云对象存储还提供了方便的API接口，方便第三方应用程序与云存储进行集成，如开发基于云存储的移动应用程序。

2、大数据存储与分析

- 在大数据领域，对象存储是存储海量数据的理想选择，大数据通常具有数据量大、类型多样、增长速度快等特点，对象存储的可扩展性和对各种数据类型的兼容性使其能够很好地适应大数据的存储需求，在一个物联网（IoT）应用场景中，大量的传感器设备会不断产生数据，如温度、湿度、设备状态等数据，这些数据可以以对象的形式存储在对象存储系统中，然后再利用大数据分析工具（如Hadoop、Spark等）对存储在对象存储中的数据进行分析，挖掘数据中的价值。

3、内容分发网络（CDN）

- 对象存储在内容分发网络中也起着重要作用，CDN的目的是将内容快速地分发给用户，减少用户的访问延迟，对象存储可以作为CDN的源站存储，存储各种静态内容，如网页、图片、视频等，当用户请求访问某个内容时，CDN会根据用户的地理位置从离用户最近的节点获取内容，如果该内容不在本地节点，则从对象存储源站获取并缓存到本地节点，视频流媒体服务提供商可以将视频文件存储在对象存储中，通过CDN将视频快速分发给全球各地的用户，提高用户的观看体验。

非对象存储

（一）非对象存储的类型及基本概念

1、块存储

- 块存储是将数据存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址，块存储通常与服务器的操作系统直接交互，服务器将块设备视为本地磁盘来使用，在企业级存储区域网络（SAN）中，服务器通过光纤通道或iSCSI协议连接到存储阵列，存储阵列将存储空间划分为多个块提供给服务器，块存储的优点是性能高，适合对读写速度要求较高的应用，如数据库管理系统，因为数据库需要频繁地进行随机读写操作，块存储能够快速响应这些操作请求。

2、文件存储

- 文件存储是按照文件系统的层次结构来存储数据的，它将数据组织成文件和文件夹的形式，用户可以通过文件路径来访问和管理数据，文件存储通常支持多种文件系统，如Windows的NTFS、Linux的ext4等，在企业内部网络中，文件服务器提供文件存储服务，用户可以通过网络共享文件夹来存储和共享文件，文件存储的优点是易于理解和使用，适合企业内部的办公文档存储、共享和协作等场景，企业员工可以将日常工作中的文档、表格等文件存储在文件服务器上，方便同事之间的共享和协作。

（二）非对象存储的特点

1、块存储特点

高性能：块存储的读写性能通常较高，由于块的大小固定且地址明确，操作系统可以直接对块进行操作，减少了数据处理的中间环节，在数据库应用中，如Oracle数据库，块存储能够快速响应数据库的读写请求，保证数据库的高效运行。

依赖于特定操作系统和应用：块存储与服务器的操作系统和应用程序紧密结合，不同的操作系统对块设备的管理方式可能不同，而且块存储需要特定的驱动程序来与服务器进行连接，在Windows服务器上使用的块存储设备可能需要专门的Windows驱动程序，而在Linux服务器上则需要不同的驱动程序，这使得块存储的部署和管理相对复杂，需要一定的技术知识。

2、文件存储特点

易于共享和协作：文件存储以文件和文件夹的形式组织数据，非常适合多人共享和协作，企业内部的项目团队可以将项目文档存储在共享文件夹中，团队成员可以根据自己的权限对文件进行查看、编辑等操作，这种共享方式简单直观，符合人们日常使用文件的习惯。

受文件系统限制：文件存储依赖于特定的文件系统，不同的文件系统有其自身的特性和限制，NTFS文件系统在Windows环境下有较好的性能和功能，但在Linux系统下可能无法直接使用，而且文件系统的性能和容量管理也会影响文件存储的整体性能，当文件系统中的文件数量过多时，可能会导致文件查找和访问速度下降。

（三）非对象存储的应用场景

1、块存储应用场景

企业数据库存储：如前所述，块存储适合企业数据库的存储，在金融企业中，核心的交易数据库（如MySQL、Oracle等）需要高性能的存储来保证交易的快速处理，块存储能够满足数据库频繁的读写需求，确保金融交易的实时性和准确性。

虚拟化环境：在服务器虚拟化环境中，块存储也有广泛应用，在VMware虚拟化平台中，虚拟机的磁盘存储通常采用块存储的形式，通过将块存储提供给虚拟机，虚拟机可以像使用本地磁盘一样进行操作系统安装、应用程序部署等操作，同时保证了虚拟机的性能。

2、文件存储应用场景

企业办公文档存储：这是文件存储最常见的应用场景，企业员工日常的办公文档，如Word文档、Excel表格、PowerPoint演示文稿等，都可以存储在文件服务器上，企业可以根据部门或项目设置不同的共享文件夹，方便员工之间的文件共享和协作。

媒体资产管理：在媒体行业，如电视台、影视制作公司等，文件存储用于管理大量的媒体资产，如视频素材、音频文件、图像资料等，这些媒体资产可以按照节目、项目或类型等进行分类存储在文件存储系统中，方便媒体工作人员进行素材的查找、编辑和使用。

对象存储与非对象存储的比较

（一）架构差异

1、对象存储

- 对象存储采用分布式架构，数据以对象为单位分布在多个存储节点上，元数据与数据分开管理，这种架构使得对象存储具有良好的可扩展性和数据安全性。

2、非对象存储 - 块存储

- 块存储通常与服务器紧密结合，依赖于特定的操作系统和驱动程序，它的架构是基于块设备的，块设备与服务器之间通过高速协议（如光纤通道或iSCSI）进行连接，以提供高性能的读写服务。

3、非对象存储 - 文件存储

- 文件存储是基于文件系统的架构，按照文件和文件夹的层次结构来组织数据，文件存储系统通过网络协议（如SMB、NFS等）向用户提供文件共享服务，用户可以通过网络访问存储在文件服务器上的文件。

（二）性能比较

1、读写性能

对象存储：对象存储的读写性能相对较为稳定，但对于小文件的随机读写可能存在一定的性能损耗，这是因为对象存储在处理小文件时，需要处理对象的元数据等额外信息，不过，对于大文件的顺序读写，对象存储可以发挥其分布式架构的优势，实现较高的读写速度。

块存储：块存储在读写性能方面表现出色，尤其是对于随机读写操作，由于块存储直接与操作系统交互，操作系统可以直接对块进行读写操作，所以在数据库等对读写速度要求极高的应用场景中具有明显优势。

文件存储：文件存储的读写性能取决于文件系统的性能和网络状况，对于大文件的顺序读写，如果网络带宽足够，文件存储也可以达到较好的性能，但对于大量小文件的随机读写，文件存储可能会因为文件系统的索引查找等操作而导致性能下降。

2、扩展性对性能的影响

对象存储：对象存储的可扩展性对性能有积极影响，随着存储容量的增加，通过添加存储节点，对象存储可以保持相对稳定的性能，因为对象存储的分布式架构可以将数据负载均衡到各个节点上。

非对象存储 - 块存储：块存储的扩展性相对较差，当需要增加存储容量时，可能需要复杂的配置和调整，并且可能会对性能产生一定的影响，在SAN环境中，增加存储阵列的容量可能需要重新配置网络和服务器连接等。

非对象存储 - 文件存储：文件存储的扩展性也有限，当文件数量和存储容量增加时，文件系统的性能可能会受到影响，如文件查找速度变慢等，文件存储的网络共享特性也可能导致在高并发访问时性能下降。

（三）数据管理比较

1、元数据管理

对象存储：对象存储具有强大的元数据管理功能，元数据可以自定义，并且可以通过元数据对对象进行快速定位、搜索和分类，这对于管理海量、复杂的数据非常有帮助。

非对象存储 - 块存储：块存储基本没有专门的元数据管理功能，它主要关注块的地址和读写操作，块存储中的数据管理更多地依赖于应用程序和操作系统。

非对象存储 - 文件存储：文件存储的元数据管理相对较弱，虽然文件系统有一些基本的文件属性（如文件创建时间、大小等）作为元数据，但与对象存储相比，其功能较为有限，不能像对象存储那样方便地对文件进行自定义元数据标注和大规模的元数据搜索。

2、数据安全性

对象存储：对象存储通过数据冗余、元数据与数据分开存储和加密等多种方式保证数据安全，多副本存储可以在节点故障时保证数据的可用性，加密可以防止数据泄露。

非对象存储 - 块存储：块存储的安全性主要依赖于操作系统和存储设备的安全机制，在SAN环境中，通过访问控制列表（ACL）等方式来限制对块存储设备的访问，但相对对象存储，其数据安全管理的灵活性较差。

非对象存储 - 文件存储：文件存储的安全性主要通过文件系统的权限设置来实现，在Windows的NTFS文件系统中，可以设置不同用户或用户组对文件和文件夹的访问权限，但文件存储在数据冗余和加密方面的功能相对较弱，在数据安全方面的整体保障不如对象存储。

对象存储和非对象存储（包括块存储和文件存储）各有其特点和适用场景，对象存储适合于云存储、大数据存储和内容分发等需要高可扩展性和数据安全性的场景；块存储在企业数据库和虚拟化环境等对读写性能要求极高的场景中表现出色；文件存储则适用于企业办公文档存储和媒体资产管理等需要方便共享和协作的场景，企业在选择存储方案时，需要综合考虑自身的数据特点、应用需求、性能要求和预算等因素，以确定最适合的存储类型，随着技术的不断发展，对象存储和非对象存储也在不断融合和创新，未来的存储解决方案将更加多样化和高效化。