对象存储和块存储区别 简单理解，对象存储和块存储有啥区别

***：对象存储和块存储存在多方面区别。从数据结构看，块存储将数据存储为固定大小的块，对象存储则以对象形式存储。在读写操作上，块存储适合随机读写，常用于数据库等场景；对象存储在大规模数据读写、归档存储方面有优势。在数据管理方面，对象存储自带元数据管理，块存储则相对缺乏。对象存储基于HTTP等协议，可通过网络方便访问，块存储更多与特定存储系统相关联。

深度解析两者的区别

一、引言

在当今的数据存储领域，对象存储和块存储是两种非常重要的存储类型，它们各自有着独特的架构、特性、应用场景，理解它们之间的区别对于企业和开发者在构建存储系统、选择合适的存储方案以满足不同需求等方面具有至关重要的意义。

二、存储架构基础

1、块存储

- 块存储将数据存储在固定大小的块中，这些块通常是512字节、4KB等大小，在传统的块存储系统中，如直接附加存储（DAS）、存储区域网络（SAN），存储设备将存储空间划分成一个个的块。

- 在一个磁盘阵列中，磁盘被划分为多个块，当主机向存储设备请求数据时，它是以块为单位进行操作的，主机操作系统会识别这些块，并将其视为本地磁盘的一部分，在SAN环境中，服务器通过专门的网络连接（如光纤通道）到存储阵列，将存储阵列中的块映射到本地的逻辑卷上，就好像这些块是直接连接在服务器本地一样。

- 块存储的底层实现依赖于文件系统或者裸设备，在使用文件系统时，如ext4、NTFS等，文件系统会对块进行管理，包括块的分配、索引等操作，而在使用裸设备时，应用程序直接对块进行读写操作，这种方式在一些数据库应用中较为常见，因为可以减少文件系统的开销，提高读写性能。

2、对象存储

- 对象存储则将数据和相关的元数据（如对象的大小、创建时间、所有者等）封装成对象，对象是对象存储的基本单元。

- 在一个云对象存储系统中，一个图片文件可以被视为一个对象，这个对象不仅包含图片本身的数据，还包含了关于这个图片的描述信息，如拍摄日期、拍摄设备、分辨率等作为元数据，对象存储系统使用扁平的命名空间，通过唯一的标识符（如对象的键）来访问对象。

- 对象存储系统通常由对象存储设备（OSD）、元数据服务器和客户端组成，当客户端上传一个对象时，对象存储系统会将对象存储到一个或多个OSD中，并在元数据服务器中记录对象的元数据信息，包括对象的存储位置等，当客户端请求访问一个对象时，它首先查询元数据服务器获取对象的位置信息，然后直接从OSD中获取对象数据。

三、性能特点

1、读写性能

块存储

- 块存储在读写小文件时性能优势明显，由于其以块为单位进行操作，对于随机读写操作，尤其是在数据库应用中，能够快速定位到所需的块并进行读写，在一个在线事务处理（OLTP）数据库中，大量的小事务操作需要频繁地读写磁盘上的小块数据，块存储可以直接通过块地址进行快速的I/O操作，减少了数据查找和定位的时间。

- 块存储的性能也受到存储设备本身的物理特性影响，在传统的机械硬盘中，寻道时间和旋转延迟会影响块存储的读写速度，即使在固态硬盘（SSD）中，虽然没有机械部件的延迟，但块存储的性能也会受到块的分配和管理方式的影响，如果块的分配不合理，可能会导致碎片化，从而降低读写性能。

对象存储

- 对象存储对于大文件的顺序读写性能较好，因为对象存储在处理大文件时，不需要像块存储那样频繁地进行小块的寻址操作，在视频流处理中，当读取一个大的视频文件时，对象存储可以一次性读取较大的数据块，减少了I/O操作的次数。

- 对象存储在处理小文件时可能会存在性能瓶颈，由于每个对象都有元数据，在处理大量小文件时，元数据的管理和查询会消耗额外的资源，从而影响整体的读写性能。

2、可扩展性

块存储

- 块存储的可扩展性相对有限，在传统的SAN环境中，扩展存储容量往往需要添加新的磁盘阵列，并进行复杂的配置和管理操作，要将一个现有的SAN存储容量从10TB扩展到20TB，可能需要购买新的磁盘阵列，然后通过存储网络将其连接到现有的系统中，还需要重新配置存储分区、逻辑卷等，随着存储容量的增加，存储管理的复杂性也会增加，例如块的分配、数据的迁移等问题。

对象存储

- 对象存储具有高度的可扩展性，对象存储系统可以通过添加新的对象存储设备（OSD）轻松地扩展存储容量，在一个云对象存储服务中，当用户的数据量不断增加时，云服务提供商可以简单地添加更多的存储节点（OSD）到对象存储集群中，对象存储的元数据管理系统也能够很好地适应这种扩展，因为它采用分布式的元数据管理方式，新添加的节点可以自动被纳入到元数据管理体系中，无需复杂的重新配置操作。

四、数据管理

1、数据组织方式

块存储

- 块存储以块为基本单元组织数据，这些块按照一定的顺序存储在磁盘上，在文件系统的管理下，文件被分割成多个块进行存储，一个10MB的文件，如果块大小为4KB，那么这个文件将被分割成大约2560个块，文件系统会维护一个索引表，用于记录文件的各个块在磁盘上的位置，这种组织方式使得文件的存储和读取需要通过文件系统的索引进行查找和定位。

对象存储

- 对象存储以对象为基本单元，对象包含数据和元数据，对象存储系统中的对象是独立存在的，没有像块存储那样的层次结构，每个对象都有自己唯一的标识符，通过这个标识符可以直接访问对象，在一个企业的文档管理系统中，每个文档都可以被视为一个对象，这些对象可以存储在对象存储系统的不同位置，但通过对象的标识符可以方便地进行访问和管理。

2、数据安全性

块存储

- 块存储的安全性主要依赖于存储设备本身的安全机制以及文件系统的安全功能，在SAN环境中，存储阵列通常提供了诸如磁盘加密、访问控制列表（ACL）等安全功能，文件系统也可以设置用户权限、文件加密等安全措施，在企业的存储网络中，通过设置不同用户对不同逻辑卷的访问权限，可以防止非法用户访问敏感数据，一旦存储设备或文件系统出现漏洞，数据的安全性可能会受到威胁。

对象存储

- 对象存储提供了多种安全机制，对象存储的元数据可以包含访问控制信息，例如哪些用户或应用程序可以访问特定的对象，对象存储系统可以采用加密技术对对象数据进行加密，无论是在存储过程中还是在传输过程中，云对象存储服务提供商通常会提供数据加密服务，确保用户的数据在云端的安全性，对象存储系统的分布式架构也增加了数据的安全性，因为数据可以存储在多个节点上，即使一个节点出现故障或被攻击，数据仍然可以从其他节点恢复。

3、数据一致性

块存储

- 在块存储中，数据一致性主要通过文件系统的日志功能和块的写入顺序来保证，在ext4文件系统中，日志功能会记录文件系统的操作，包括块的写入操作，如果系统突然崩溃，在重新启动时，文件系统可以根据日志来恢复数据的一致性，块存储在写入数据时，会按照一定的顺序将块写入到磁盘上，以确保数据的完整性。

对象存储

- 对象存储通过对象的版本控制来保证数据一致性，当一个对象被修改时，对象存储系统可以保存对象的不同版本，在一个软件开发项目中，代码文件作为对象存储在对象存储系统中，当开发人员修改代码时，对象存储系统会创建一个新的版本，这样可以确保在任何时候都可以回滚到之前的版本，保证了数据的一致性。

五、应用场景

1、块存储

企业级数据库应用

- 对于企业的数据库系统，如Oracle、SQL Server等，块存储是理想的选择，数据库中的数据通常以小块的形式频繁地进行读写操作，在一个电子商务网站的订单数据库中，每一笔订单的创建、查询、修改等操作都涉及到对数据库中多个小块数据的读写，块存储能够提供低延迟、高带宽的I/O性能，满足数据库系统对数据读写速度的要求。

传统的企业文件服务器

- 在企业内部的文件服务器中，块存储也被广泛应用，虽然文件服务器主要处理文件，但在文件系统的管理下，文件被分割成块进行存储，块存储可以提供高效的文件存储和访问性能，尤其是对于一些对性能要求较高的企业应用，如企业资源规划（ERP）系统中的文件存储部分。

2、对象存储

云存储服务

- 对象存储是云存储服务的主要存储方式，亚马逊的S3、阿里云的OSS等云存储服务都是基于对象存储构建的，云存储服务需要处理海量的数据，对象存储的可扩展性和分布式架构使其非常适合这种场景，用户可以方便地将各种类型的数据，如图片、视频、文档等存储到云对象存储中，并且可以通过简单的API进行数据的访问和管理。

大数据存储和分析

- 在大数据领域，对象存储也发挥着重要的作用，大数据应用需要处理大量的非结构化和半结构化数据，如日志文件、社交媒体数据等，对象存储可以有效地存储这些海量数据，并且由于其对大文件顺序读写性能较好，适合大数据分析中的数据读取操作，在一个数据湖项目中，对象存储可以作为数据的存储库，为数据科学家提供数据进行分析。

六、成本比较

1、硬件成本

块存储

- 块存储在硬件方面的成本相对较高，尤其是在构建高端的SAN存储系统时，需要购买专门的存储阵列、光纤通道交换机等设备，这些设备价格昂贵，而且需要专业的维护人员进行维护，一个企业级的SAN存储系统，初始投资可能需要数十万元甚至更高，并且随着存储容量的增加，还需要不断购买新的磁盘阵列来扩展容量。

对象存储

- 对象存储的硬件成本相对较低，对象存储可以构建在普通的服务器硬件上，不需要像块存储那样的高端存储设备，在构建一个小型的企业对象存储系统时，可以使用普通的x86服务器，通过安装对象存储软件将其转换为对象存储设备，虽然随着存储容量的扩大，也需要添加新的服务器，但总体成本仍然低于块存储。

2、软件和管理成本

块存储

- 块存储的软件成本主要包括存储管理软件的费用以及操作系统的许可费用，在SAN环境中，存储管理软件通常是由存储设备厂商提供，这些软件价格不菲，而且需要专业的培训才能进行有效的管理，块存储的管理成本也较高，因为需要对存储设备进行复杂的配置、分区、逻辑卷管理等操作。

对象存储

- 对象存储的软件成本相对较低，有许多开源的对象存储软件可供选择，如Ceph等，这些开源软件可以大大降低企业的软件采购成本，对象存储的管理相对简单，不需要像块存储那样复杂的存储管理操作，从而降低了管理成本。

七、结论

对象存储和块存储在存储架构、性能特点、数据管理、应用场景和成本等方面存在着显著的区别，块存储适用于对读写小文件性能要求较高、需要低延迟读写的企业级数据库和传统文件服务器等应用场景；而对象存储则更适合于云存储服务、大数据存储和分析等需要高可扩展性、处理大文件性能较好的场景，在成本方面，对象存储在硬件、软件和管理成本上相对更具优势，企业和开发者在选择存储方案时，需要根据自身的具体需求，综合考虑这些因素，以确定最适合的存储类型。