分布式存储和集中式存储的区别，分布式存储和cdn

***：分布式存储与集中式存储存在多方面区别。集中式存储有统一存储系统，数据集中管理；分布式存储将数据分散存于多个节点。分布式存储系统可扩展性强、容错性好、成本效益高。内容分发网络（CDN）与分布式存储相关，CDN是一种分布式服务器网络，能根据用户地理位置缓存和分发内容，可减轻源服务器压力、提高内容传输速度，常与分布式存储配合提升数据存储和传输效率等。

《分布式存储与集中式存储：全面解析两者的区别》

一、引言

在当今数字化时代，数据存储是企业和组织运营的核心要素之一，存储技术主要分为分布式存储和集中式存储两种，它们在架构、性能、可靠性、成本等多方面存在显著的差异，深入理解这些区别对于选择适合自身需求的存储解决方案至关重要。

二、架构差异

1、集中式存储

- 集中式存储系统通常具有一个或多个大型的存储设备，如磁盘阵列，这些设备集中放置在数据中心的特定位置。

- 它采用集中的控制器来管理存储资源，在传统的企业级存储区域网络（SAN）中，存储控制器负责处理来自多个服务器的存储请求，这个控制器就像是交通枢纽，指挥着数据的读写操作。

- 存储资源在物理上是集中整合的，所有的数据都存储在这些专门的存储设备中，这种架构使得管理相对简单，因为管理员可以在一个集中的界面上对整个存储系统进行配置、监控和维护。

2、分布式存储

- 分布式存储是将数据分散存储在多个节点（可以是服务器、存储设备等）上，这些节点通过网络连接在一起，形成一个存储集群。

- 没有单一的中央控制器，相反，采用分布式的算法和协议来管理存储，在Ceph分布式存储系统中，通过一致性哈希算法等技术来确定数据在集群中的存储位置。

- 每个节点都可以独立地处理存储任务，并且可以根据需要动态地加入或离开集群，这种架构具有很强的扩展性，因为可以方便地添加新的节点来增加存储容量或提高性能。

三、性能对比

1、读写性能

- 集中式存储

- 在理想情况下，集中式存储由于其集中的控制器和专门的存储硬件，能够提供较高的读写速度，对于顺序读写操作，大型磁盘阵列可以利用其内部的高速缓存和优化的磁盘调度算法，实现较快的数据传输。

- 当多个服务器同时向集中式存储发送大量的并发读写请求时，存储控制器可能会成为性能瓶颈，因为所有的请求都需要经过控制器的处理，它的处理能力有限，可能导致请求排队和延迟。

- 分布式存储

- 分布式存储的读写性能取决于多个因素，如网络带宽、节点性能和数据分布算法，由于数据是分散存储在多个节点上，并发读写操作可以在多个节点上同时进行。

- 对于大规模的并行读写请求，分布式存储能够更好地利用集群的整体资源，在一个拥有100个节点的分布式存储集群中，如果有100个并发的读请求，每个节点可以处理一个请求，从而实现高效的并行处理，如果网络带宽不足或者数据分布不合理，也会影响读写性能。

2、扩展性对性能的影响

- 集中式存储

- 集中式存储的扩展性相对较差，当存储容量达到上限或者性能无法满足需求时，升级往往比较复杂，要增加存储容量可能需要购买更大的磁盘阵列，并且可能需要更换存储控制器或者升级相关的硬件组件，这不仅成本高，而且可能会导致业务中断。

- 在性能扩展方面，由于受到控制器和硬件架构的限制，提升性能的空间有限，即使增加了磁盘的数量，如果控制器的处理能力没有相应提升，整体性能的提升也会受到制约。

- 分布式存储

- 分布式存储的扩展性非常好，可以通过简单地添加节点来增加存储容量和提高性能，在一个分布式文件系统中，如果初始集群有10个节点，存储容量为100TB，当再添加10个节点时，存储容量可以轻松增加到200TB，并且性能也会相应提高。

- 这种扩展性是线性的，只要网络和节点的硬件配置能够满足要求，就可以持续扩展，分布式存储可以根据数据的访问模式动态地调整数据分布，进一步优化性能。

四、可靠性和可用性

1、集中式存储

- 集中式存储的可靠性依赖于单个存储设备和控制器的可靠性，如果存储设备出现硬件故障，如磁盘损坏或者控制器故障，可能会导致数据丢失或者业务中断。

- 为了提高可靠性，集中式存储通常采用冗余技术，如磁盘冗余阵列（RAID），RAID可以通过数据镜像或者奇偶校验等方式，在一定程度上保护数据，这些冗余技术仍然无法完全避免由于整个存储设备故障带来的风险。

- 在可用性方面，集中式存储的单点故障风险较高，一旦存储控制器或者关键的硬件组件出现故障，整个存储系统可能无法正常工作，需要进行维修或者更换硬件，这可能会导致较长时间的停机。

2、分布式存储

- 分布式存储通过数据冗余和多副本技术来提高可靠性，数据会在多个节点上保存多个副本，在一个分布式存储系统中，一份数据可能会被复制3份，分别存储在不同的节点上。

- 当一个节点出现故障时，其他节点上的副本仍然可以保证数据的可用性，分布式存储系统具有自动检测和修复故障节点的能力，当节点故障时，系统会自动将故障节点上的数据副本重新分布到其他正常节点上，以保证数据的完整性和可用性。

- 在可用性方面，由于没有单点故障，分布式存储具有更高的可用性，即使部分节点出现故障，整个存储系统仍然可以正常运行，对业务的影响相对较小。

五、成本差异

1、硬件成本

- 集中式存储

- 集中式存储通常需要购买专门的高端存储设备，如大型磁盘阵列、高性能存储控制器等，这些设备的价格昂贵，尤其是对于具有大容量和高性能要求的企业级存储。

- 集中式存储的硬件升级成本也很高，要将存储容量从100TB提升到200TB，可能需要购买新的磁盘阵列或者升级现有的磁盘阵列，这涉及到大量的硬件投资。

- 分布式存储

- 分布式存储可以利用普通的服务器作为存储节点，降低了硬件成本，这些服务器可以是通用的x86服务器，相比于专门的存储设备价格更为亲民。

- 在扩展存储容量时，只需要添加普通服务器即可，不需要购买昂贵的专用存储硬件，要增加100TB的存储容量，可以购买几台普通服务器，安装分布式存储软件，将其加入到现有的存储集群中。

2、软件成本

- 集中式存储

- 集中式存储的软件通常是与硬件设备捆绑销售的，并且一些高级功能，如数据加密、高级备份恢复等可能需要额外购买软件许可证，这些软件许可证的费用也比较高，增加了整体的存储成本。

- 分布式存储

- 有许多开源的分布式存储软件可供选择，如Ceph、GlusterFS等，这些开源软件可以免费使用，大大降低了软件成本，即使是一些商业的分布式存储软件，其价格也相对较为合理，并且通常是按照使用的节点数量或者存储容量来收费，具有较好的成本效益。

3、运维成本

- 集中式存储

- 集中式存储的运维相对复杂，需要专业的存储管理员来管理，由于其硬件和软件的复杂性，故障排查和修复也比较困难，这增加了运维成本，要对存储控制器进行维护或者升级，需要专门的技术人员，并且可能需要对整个存储系统进行停机操作。

- 分布式存储

- 分布式存储的运维相对简单，由于其采用分布式的架构，每个节点相对独立，故障节点可以方便地被替换，开源的分布式存储软件社区提供了丰富的文档和技术支持，降低了运维的难度和成本。

六、数据管理和安全性

1、数据管理

- 集中式存储

- 集中式存储的数据管理相对集中，管理员可以通过统一的管理界面来对存储中的数据进行分类、备份、恢复等操作，在企业的SAN存储中，可以方便地设置不同的存储策略，如对重要数据进行每日备份，对普通数据进行每周备份。

- 集中式存储的数据管理灵活性相对较差，由于数据存储在特定的设备中，数据的迁移和共享可能受到硬件和软件的限制，要将数据从一个磁盘阵列迁移到另一个磁盘阵列，可能需要复杂的操作和较长的时间。

- 分布式存储

- 分布式存储的数据管理具有更高的灵活性，数据可以在不同的节点之间自由迁移，并且可以根据数据的使用频率和重要性动态地调整存储策略，可以将经常访问的数据存储在性能较好的节点上，将不经常访问的数据存储在成本较低的节点上。

- 分布式存储可以方便地实现数据的共享，多个用户或应用程序可以同时访问分布式存储中的数据，并且可以通过分布式文件系统或者对象存储接口来进行数据操作。

2、安全性

- 集中式存储

- 集中式存储的安全性主要依赖于存储设备本身的安全机制，如访问控制列表（ACL）、加密等，由于数据集中存储，一旦存储设备被攻破，数据泄露的风险较高。

- 在网络安全方面，集中式存储需要保护存储控制器与服务器之间的通信链路，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。

- 分布式存储

- 分布式存储的安全性通过多副本和加密等技术来保障，多副本技术使得即使部分节点被攻击，数据仍然可以从其他副本中恢复，分布式存储可以对每个数据副本进行独立的加密，增加了数据的安全性。

- 在网络安全方面，分布式存储由于数据分散在多个节点上，攻击者要获取完整的数据需要攻破多个节点，增加了攻击的难度。

七、应用场景

1、集中式存储

- 适用于对性能要求极高、对成本不太敏感的企业核心业务，银行的核心交易系统，需要快速的读写响应，并且数据量相对不是特别巨大，由于其业务的重要性，企业愿意投入大量资金购买高端的集中式存储设备，以确保系统的稳定运行。

- 对于一些传统的企业应用，如企业资源计划（ERP）系统，在数据量不是非常大且对扩展性要求不高的情况下，集中式存储也可以满足需求。

2、分布式存储

- 适用于大数据存储和分析场景，互联网公司的海量日志存储、社交媒体的用户数据存储等，这些场景需要存储海量的数据，并且需要具备良好的扩展性，分布式存储可以轻松应对不断增长的数据量，并且可以利用集群的计算资源进行数据分析。

- 在云计算环境中，分布式存储也被广泛应用，云服务提供商需要为众多用户提供存储服务，分布式存储的高扩展性、低成本和高可靠性使其成为理想的选择。

八、结论

分布式存储和集中式存储在架构、性能、可靠性、成本、数据管理和安全性等多方面存在明显的区别，企业和组织在选择存储解决方案时，需要根据自身的业务需求、预算、数据规模和发展规划等因素综合考虑，如果追求高性能、对成本不敏感且数据量相对较小的核心业务，可以选择集中式存储；如果需要处理海量数据、对扩展性和成本效益有较高要求，则分布式存储可能是更好的选择，随着技术的不断发展，分布式存储的应用前景越来越广阔，而集中式存储也在不断改进和优化，以适应不同的市场需求。