对象存储与文件存储的区别是什么?，对象存储与文件存储的区别

***：对象存储和文件存储存在多方面区别。从数据结构看，文件存储以目录树结构存储文件，对象存储以对象为基本单元。在访问方式上，文件存储通过挂载点访问，对象存储通过API等网络接口访问。扩展性方面，对象存储有更好的横向扩展能力。对象存储适用于海量、非结构化数据存储，如图片、视频等；文件存储则在对文件共享、传统应用兼容性要求高的场景更适用。

《对象存储与文件存储：深度解析二者的区别》

一、引言

在当今的数据存储领域，对象存储和文件存储是两种重要的存储方式，随着企业数字化转型的加速和数据量的爆炸式增长，选择合适的存储方式对于确保数据的高效管理、安全存储和便捷访问至关重要，很多人对对象存储和文件存储的区别缺乏深入的了解，本文将从多个方面详细剖析对象存储与文件存储的区别，以帮助读者更好地理解并在实际应用中做出正确的选择。

二、基本概念

1、文件存储

- 文件存储是一种基于文件系统的存储方式，它以文件和文件夹的结构来组织和存储数据，在文件存储中，数据被分割成一个个的文件，每个文件都有自己的名称、属性（如创建时间、修改时间、权限等）和存储路径，文件存储系统提供了对这些文件进行创建、读取、修改和删除等操作的接口。

- 传统的文件存储系统如Windows的NTFS（New Technology File System）和Linux的ext4（Fourth Extended File System）等，都是基于本地磁盘构建的文件存储体系，在企业环境中，文件存储还可以通过网络文件系统（NFS）或服务器消息块（SMB）协议在网络上共享文件，使得多个用户或服务器能够访问和共享这些文件。

2、对象存储

- 对象存储是一种将数据作为对象进行存储的方式，每个对象由数据本身、元数据（描述对象的属性，如对象的大小、创建日期、所有者等）和一个唯一的标识符（Object ID）组成，对象存储系统将这些对象存储在扁平的地址空间中，而不是像文件存储那样采用树形的文件和文件夹结构。

- 对象存储系统通过应用程序编程接口（API）来实现对象的操作，如创建、检索、更新和删除对象等，对象存储不依赖于特定的文件系统或操作系统，它可以跨不同的硬件和软件平台进行数据存储和管理。

三、数据结构的区别

1、层次结构

- 文件存储具有明显的层次结构，它以根目录为起点，通过子目录和文件的嵌套形成一个树形结构，在一个企业的文件存储系统中，可能有一个“财务”文件夹作为根目录下的一个子目录，在这个“财务”文件夹下又有“报表”、“预算”等子文件夹，每个子文件夹中包含相关的文件，这种层次结构便于用户按照传统的文件管理方式对数据进行分类和组织，用户可以通过浏览文件夹来查找所需的文件。

- 对象存储没有这样的层次结构，它的对象是独立存在的，虽然元数据可以包含一些类似文件夹结构的信息，但对象存储系统本身并不依赖于这种结构进行数据存储和检索，对象存储更像是一个巨大的对象仓库，每个对象通过其唯一的标识符进行定位，就像在一个大的数据库中通过主键查找记录一样。

2、命名方式

- 在文件存储中，文件的命名遵循特定的文件系统规则，文件名通常由用户或应用程序指定，并且需要在同一个文件夹内保持唯一性，文件名可以包含字母、数字、特殊字符等，但受到文件系统的限制（某些特殊字符在Windows文件系统中可能不被允许），文件的路径则是由文件夹的层次结构决定的，通过文件的路径和名称可以唯一确定一个文件。

- 对象存储中，对象的命名是通过唯一的标识符（Object ID），这个标识符是由对象存储系统生成的，通常是一个较长的、全球唯一的字符串，元数据中可能会有一个“对象名”的属性，它类似于文件存储中的文件名，但对象的定位主要依靠Object ID，而不是这个名称，这种命名方式使得对象存储在大规模数据存储和分布式环境中能够更高效地管理对象，避免了文件名冲突等问题。

3、数据的分割与组织

- 文件存储将数据按照文件为单位进行分割，一个文件是一个独立的逻辑单元，文件系统负责管理文件在磁盘上的存储位置，可能会将一个大文件分割成多个磁盘块进行存储，并记录这些磁盘块的位置信息以便于读取文件时重新组合，不同文件之间是相互独立的，除非有特定的文件链接或共享机制。

- 对象存储将数据和元数据作为一个整体对象进行存储，对象内部的数据是完整的，不需要像文件存储那样考虑文件的分割和重组问题，对象存储系统更关注对象的整体管理，包括对象的存储位置（可能分布在多个存储节点上）、对象的元数据管理以及通过Object ID进行对象的快速定位和检索。

四、性能特点的区别

1、读写性能

- 文件存储

- 对于小文件的随机读写，如果文件系统的缓存机制良好，读写性能可能较好，在处理大量小文件时，由于文件系统需要频繁地查找文件的元数据（如文件的存储位置、权限等），可能会导致性能下降，在一个包含数百万个小文件（如图片文件）的文件存储系统中，当需要频繁地随机访问这些小文件时，文件系统可能会花费大量时间在目录遍历和元数据查找上。

- 对于大文件的顺序读写，文件存储系统通常能够提供较好的性能，在视频编辑场景中，对大的视频文件进行顺序读取和写入操作时，只要磁盘的I/O性能足够，文件存储系统可以高效地完成任务。

- 对象存储

- 对象存储的读写性能在很大程度上取决于对象存储系统的架构和实现，对于大对象的读写，对象存储系统可以利用分布式架构将对象分布在多个存储节点上，通过并行读写来提高性能，由于对象存储不依赖于传统的文件系统层次结构，在处理大对象时可以避免一些文件系统的开销。

- 对于小对象的读写，对象存储系统可能需要更多的优化措施，因为每个小对象都有自己的元数据，频繁地操作小对象可能会导致元数据管理的开销增加，不过，一些先进的对象存储系统采用了元数据缓存等技术来提高小对象的读写性能。

2、扩展性

- 文件存储

- 在传统的文件存储系统中，扩展性相对有限，当存储容量接近饱和时，增加新的磁盘或存储设备可能需要复杂的配置和管理工作，在一个基于本地磁盘的NTFS文件系统中，如果磁盘空间不足，需要添加新的硬盘并进行分区、格式化等操作，还需要考虑如何将新的磁盘空间整合到现有的文件存储体系中，在网络文件存储环境中，如NFS或SMB共享，扩展存储容量可能需要升级服务器硬件或者采用复杂的存储集群技术。

- 对象存储

- 对象存储具有很强的扩展性，对象存储系统通常采用分布式架构，可以轻松地通过添加新的存储节点来增加存储容量，由于对象存储是基于对象的扁平结构，新的对象可以均匀地分布在新加入的存储节点上，不需要像文件存储那样重新组织整个数据结构，这种扩展性使得对象存储非常适合处理海量数据，如大型互联网企业的图片、视频等数据存储。

3、并发访问性能

- 文件存储

- 在文件存储中，并发访问同一文件时可能会受到文件系统锁机制的限制，当多个用户或进程同时尝试对一个文件进行写入操作时，文件系统需要协调这些操作，可能会导致部分进程等待，从而影响并发性能，在一个多人协作编辑文档的场景中，如果文档存储在文件存储系统中，当多人同时尝试保存修改时，可能会出现文件锁定和等待的情况。

- 对象存储

- 对象存储在并发访问方面具有一定的优势，由于对象是独立的，并且对象存储系统通过API进行操作，多个用户或进程可以同时对不同的对象进行操作而不会相互干扰，对象存储系统可以通过分布式架构和负载均衡技术来处理高并发的对象访问请求，提高系统的整体并发性能。

五、安全性的区别

1、访问控制

- 文件存储

- 文件存储的访问控制通常基于文件和文件夹的权限设置，在操作系统中，可以为不同的用户或用户组设置对文件和文件夹的读、写、执行等权限，在Linux系统中，可以通过chmod命令设置文件的权限，指定哪些用户可以读取文件、哪些用户可以修改文件等，在网络文件存储环境中，如NFS和SMB，也可以配置类似的访问控制策略，通过IP地址限制、用户认证等方式来控制对共享文件的访问。

- 这种基于文件和文件夹的访问控制在大规模、复杂的环境中可能会变得难以管理，在一个大型企业中，有大量的文件和文件夹，要为每个用户或用户组精确地设置权限可能需要耗费大量的人力和时间。

- 对象存储

- 对象存储的访问控制是基于对象级别的，每个对象都可以有独立的访问策略，通过对象存储系统的API，可以设置哪些用户或应用程序有权限对特定的对象进行操作，这种对象级别的访问控制更加灵活和精细，可以根据具体的业务需求为每个对象定制访问规则，在一个云存储服务中，一个企业可以设置某些对象只能被特定部门的员工访问，而其他对象可以被所有员工共享。

2、数据加密

- 文件存储

- 在文件存储中，数据加密可以在文件系统层面或者应用程序层面实现，在文件系统层面，一些现代的文件系统支持加密功能，如Windows的BitLocker和Linux的eCryptfs，这些加密功能可以对整个磁盘或特定的文件和文件夹进行加密，在应用程序层面，一些办公软件（如Microsoft Word）也可以对文档进行加密，在文件存储中，加密和解密操作可能会对文件的读写性能产生一定的影响，尤其是在处理大量文件时。

- 对象存储

- 对象存储通常提供了内置的加密机制，对象存储系统可以在对象存储的过程中自动对对象进行加密，无论是数据本身还是元数据都可以进行加密，这种加密是在对象存储系统内部进行的，对应用程序来说是透明的，对象存储的加密方式可以更好地保护数据的安全性，尤其是在云存储环境中，数据可能存储在多个地理位置的数据中心，对象存储的加密有助于防止数据在传输和存储过程中的泄露。

3、数据完整性

- 文件存储

- 文件存储系统通过文件系统的机制来保证数据的完整性，文件系统会记录文件的元数据，如文件的大小、修改时间等，在文件读取和写入过程中会检查这些元数据是否匹配，如果发生磁盘错误或数据损坏，文件系统可能会尝试修复文件，如通过磁盘冗余（如RAID技术）来恢复损坏的数据，在复杂的网络环境或高并发操作下，文件存储可能会面临数据一致性的挑战，当多个用户同时修改一个文件时，可能会出现数据不一致的情况。

- 对象存储

- 对象存储通过对象的唯一标识符和元数据来保证数据的完整性，对象存储系统会对对象进行校验和计算，并将校验和存储在元数据中，在对象读取时，会再次计算校验和并与存储的校验和进行比较，如果不匹配则说明对象可能已损坏，对象存储的分布式架构也有助于提高数据的完整性，因为数据可以在多个存储节点上进行冗余存储，即使一个节点上的数据损坏，也可以从其他节点恢复数据。

六、应用场景的区别

1、传统企业办公

- 文件存储

- 在传统企业办公环境中，文件存储是非常常见的，企业的文档管理，包括员工的办公文档（如Word文档、Excel表格等）、项目文档等，都适合采用文件存储，员工可以通过网络共享文件夹方便地访问和共享这些文件，按照部门、项目等分类方式将文件存储在不同的文件夹中，对于企业内部的文件协作，如多人共同编辑一个文档，虽然存在并发访问的性能挑战，但通过合适的文件锁定和协作工具，文件存储仍然能够满足需求。

- 对象存储

- 对象存储在传统企业办公场景中的应用相对较少，不过，在一些特定的情况下，如企业需要存储大量的非结构化数据（如员工培训视频、企业活动照片等），对象存储可以作为一种补充存储方式，对象存储可以提供更高效的存储和管理这些大量非结构化数据的能力，并且可以通过API与企业内部的应用程序进行集成，方便地实现数据的检索和共享。

2、大数据和云计算

- 文件存储

- 在大数据分析场景中，文件存储可能会面临一些挑战，虽然可以将大数据存储在文件系统中，但由于大数据通常具有海量、高并发访问、数据类型复杂等特点，文件存储的层次结构和性能限制可能会影响数据的处理效率，在Hadoop生态系统中，虽然基于文件系统（如HDFS），但也在不断地改进以克服文件存储的一些固有问题，如小文件问题等。

- 对象存储

- 对象存储在大数据和云计算领域有着广泛的应用，在云计算环境中，对象存储可以作为云存储的基础，为云服务提供商提供海量数据的存储解决方案，对于大数据应用，对象存储可以方便地存储各种类型的数据（结构化、半结构化和非结构化），并且其分布式架构和高扩展性非常适合处理大数据的海量存储和高并发访问需求，许多大数据分析平台可以直接与对象存储进行集成，利用对象存储的API进行数据的读取和写入操作。

3、媒体和娱乐

- 文件存储

- 在媒体和娱乐行业，对于小型的媒体制作公司或者个人创作者，文件存储可以用于存储一些本地的创作素材，如视频剪辑、音频文件等，当涉及到大规模的媒体内容分发和存储时，文件存储的局限性就会显现出来，在视频流媒体服务中，需要处理大量的视频文件，文件存储的扩展性和并发访问性能可能无法满足需求。

- 对象存储

- 对象存储在媒体和娱乐行业有着重要的应用，它可以用于存储海量的视频、音频、图片等媒体内容，视频流媒体平台可以将视频文件存储为对象，利用对象存储的分布式特性实现快速的内容分发，对象存储还可以方便地与内容管理系统（CMS）集成，实现媒体内容的高效管理和检索。

4、备份和恢复

- 文件存储

- 文件存储可以用于企业的数据备份，通过定期备份文件和文件夹到外部存储设备（如磁带库、外部硬盘等），文件存储的备份和恢复操作可能比较复杂，尤其是在处理大量文件时，由于文件存储的层次结构，需要确保备份的文件和文件夹结构完整，并且在恢复时需要按照原来的结构进行还原。

- 对象存储

- 对象存储也可用于数据备份，并且在备份和恢复方面具有一定的优势，由于对象是独立的，备份和恢复操作可以更加灵活，对象存储系统可以根据备份策略对特定的对象进行备份，在恢复时也可以快速地定位和恢复所需的对象，而不需要考虑复杂的文件结构。

七、成本比较

1、硬件成本

- 文件存储

- 如果采用传统的本地文件存储，硬件成本主要包括购买磁盘、服务器等设备的成本，对于小型企业来说，如果只需要满足基本的办公文件存储需求，可能只需要一台普通的服务器和几块硬盘，成本相对较低，如果企业需要构建高可用性、高性能的文件存储系统，可能需要购买高端服务器、存储阵列等设备，成本会显著增加，随着数据量的增长，不断添加磁盘或升级服务器硬件也会带来持续的硬件成本投入。

- 对象存储

- 对象存储系统通常采用分布式架构，硬件成本主要包括存储节点（服务器）、网络设备等的成本，在构建对象存储系统时，初始硬件投资可能相对较高，因为需要购买多个存储节点来构建分布式系统，对象存储的扩展性使得在后续数据量增长时，只需要添加相对便宜的存储节点就可以满足需求，不需要像文件存储那样进行大规模的硬件升级。

2、软件成本

- 文件存储

- 在文件存储中，如果使用操作系统自带的文件系统（如Windows NTFS或Linux ext4），软件成本基本可以忽略不计，如果企业使用一些商业的文件存储管理软件（如某些网络文件系统管理软件），可能需要支付软件许可费用，在进行数据备份、数据加密等功能时，如果使用第三方软件，也会增加软件成本。

- 对象存储

- 对象存储系统有开源和商业两种类型，开源对象存储系统（如Ceph）可以免费使用，但可能需要企业投入一定的技术力量进行部署和维护，商业对象存储系统则需要支付软件许可费用，不过通常会提供更完善的技术支持和功能，对象存储的软件成本取决于企业选择的是开源还是商业产品以及相关的功能需求。

3、运营成本

- 文件存储

- 文件存储的运营成本包括设备维护、电力消耗、数据管理等方面，在本地文件存储环境中，企业需要自己维护服务器和磁盘设备，包括硬件故障维修、系统升级等，这需要一定的技术人员投入，电力消耗也是一个不可忽视的成本，尤其是对于大型的文件存储系统，在数据管理方面，由于文件存储的层次结构，数据的组织、备份和恢复等操作可能需要较多的人力成本。

- 对象存储

- 对象存储的运营成本也包括硬件维护、电力消耗和数据管理等方面，由于对象存储采用分布式架构，硬件维护可能相对复杂一些，需要管理多个存储节点，对象存储的数据管理相对简单，尤其是在大规模数据存储和检索方面，其高效的API和扁平的对象结构可以减少数据管理的人力成本，在电力消耗方面，对象存储和文件存储的差异取决于具体的硬件配置和使用情况。

八、结论

对象存储和文件存储在数据结构、性能特点、安全性、应用场景和成本等方面存在着诸多区别，文件存储适合于传统的企业办公文件管理、小规模数据存储和需要层次结构管理的数据场景，它具有人们熟悉的文件和文件夹管理模式，在一些简单的办公协作和本地数据存储场景中表现良好，对象存储在处理海量数据、高并发访问、非结构化数据存储以及云存储和大数据应用等方面具有