块存储,对象存储，对象存储和数据块存储空间的区别是什么指标

***：主要探讨块存储与对象存储的区别以及相关指标。块存储将数据存储为块，适合结构化数据存储，如数据库应用，在随机读写性能方面表现较好。对象存储则以对象形式存储数据，包含数据、元数据等，适用于非结构化数据如图片、视频等海量存储场景。两者在存储结构、适用数据类型、读写性能等多方面存在差异，但未明确提及具体的区别指标内容。

《对象存储与块存储：深度解析两者的区别指标》

一、引言

在当今的数据存储领域，对象存储和块存储是两种重要的存储方式，随着企业数据量的不断增长以及对数据管理要求的日益提高，理解这两种存储方式的区别对于做出正确的存储策略决策至关重要，从数据存储的结构、访问方式到性能、可扩展性等多方面，它们都存在着显著的差异，下面将详细探讨这些区别指标。

二、数据存储结构

1、块存储

- 块存储将数据存储在固定大小的块中，这些块通常是磁盘扇区的整数倍，例如常见的块大小可能是4KB、8KB等，在块存储中，存储系统将磁盘划分为一个个的块，每个块都有一个唯一的标识符。

- 对于操作系统来说，块存储看起来就像是一个原始的磁盘设备，当操作系统需要存储数据时，它会以块为单位向存储系统请求分配空间，在安装操作系统时，操作系统会将文件系统直接构建在这些块之上，如果一个文件系统采用的块大小为4KB，那么即使一个文件只有1KB大小，它也会占用一个4KB的块，剩余的3KB空间可能会被浪费（内部碎片问题）。

- 块存储在传统的企业存储环境中广泛应用，如在企业内部的存储区域网络（SAN）中，SAN中的服务器通过光纤通道或iSCSI等协议与存储阵列进行通信，以块的形式读取和写入数据，这种方式使得服务器可以像使用本地磁盘一样使用存储阵列中的存储空间。

2、对象存储

- 对象存储则以对象为基本单元进行数据存储，一个对象包含了数据本身、对象元数据以及一个全局唯一的标识符（Object ID），对象元数据包含了关于对象的各种描述信息，如对象的大小、创建时间、所有者信息等。

- 与块存储不同，对象存储不关心数据的底层存储结构是如何划分的，对象存储系统将对象存储在一个扁平的命名空间中，这个命名空间可以跨越多个存储设备甚至多个数据中心，在一个云对象存储服务中，用户上传一个文件（对象），这个文件会被分配一个唯一的标识符，并且与相关的元数据一起存储在对象存储系统中。

- 对象存储的这种结构使得它非常适合存储海量的、非结构化的数据，如图片、视频、文档等，因为它不需要像块存储那样构建复杂的文件系统结构，并且可以通过对象的元数据方便地进行数据管理和检索。

三、访问方式

1、块存储

- 块存储的访问是基于块地址的，服务器通过发送包含块地址的请求来读取或写入数据，这种访问方式要求服务器必须对存储设备有底层的块级访问权限，并且需要知道存储设备的物理布局。

- 在企业级应用中，如数据库应用，数据库管理系统（DBMS）会直接对存储在块存储中的数据块进行操作，当数据库执行一个查询操作时，它会根据索引信息确定需要读取哪些数据块，然后向存储系统发送请求获取这些块，由于这种直接的块级操作，块存储的性能对于数据库等对I/O性能要求较高的应用非常关键。

- 块存储的访问通常是通过特定的存储协议实现的，如光纤通道协议（FC）或iSCSI协议，FC协议提供了高速、低延迟的块存储访问，常用于企业的关键业务应用，iSCSI协议则是基于IP网络的块存储访问协议，它使得企业可以利用现有的IP网络构建块存储网络，降低了成本，但在性能上可能略逊于FC协议。

2、对象存储

- 对象存储的访问是基于对象的标识符（Object ID），用户或应用通过指定对象的唯一标识符来获取或修改对象，这种访问方式与对象存储的扁平命名空间结构相适应。

- 在互联网应用中，例如一个图片分享网站，当用户请求查看一张图片时，网站应用会根据图片对应的对象标识符向对象存储系统发送请求，对象存储系统根据标识符找到对应的对象（包含图片数据和元数据），然后将图片返回给用户。

- 对象存储通常使用基于HTTP/HTTPS的RESTful API进行访问，这种基于标准互联网协议的访问方式使得对象存储非常适合云环境下的应用，因为它可以方便地与各种网络应用集成，RESTful API也使得对象存储的访问更加灵活，用户可以通过简单的HTTP请求实现对象的创建、读取、更新和删除操作。

四、性能指标

1、块存储

I/O性能

- 块存储在随机I/O操作方面具有一定的优势，对于数据库应用等需要频繁随机读取和写入小数据块的场景，块存储能够提供较低的延迟，这是因为服务器可以直接定位到需要操作的块地址，减少了数据查找的时间，在一个OLTP（联机事务处理）数据库中，事务操作往往涉及到对单个或少量数据块的读写，块存储能够快速响应这些操作。

- 块存储的性能也受到存储设备的物理特性和网络连接的影响，如果存储设备的磁盘转速较低或者网络带宽不足，块存储的I/O性能会受到严重影响，在构建高性能的块存储系统时，需要使用高速的磁盘（如固态硬盘）和高带宽的网络连接（如10Gbps或更高的光纤通道网络）。

顺序I/O性能

- 在顺序I/O操作方面，块存储也能够表现出较好的性能，当进行大规模的数据备份或恢复操作时，块存储可以按照顺序快速地读取或写入数据块，在企业的夜间数据备份过程中，备份软件可以按照顺序依次读取存储设备中的数据块，并将其传输到备份存储介质中。

2、对象存储

I/O性能

- 对象存储的I/O性能在处理大规模并发读取小对象时具有优势，由于对象存储采用扁平的命名空间和基于对象标识符的访问方式，它可以轻松地处理大量的并发请求，在一个大型的图片分享网站，当大量用户同时请求查看不同的图片（小对象）时，对象存储系统可以快速地根据对象标识符定位并返回相应的图片。

- 对于单个大对象的顺序I/O操作，对象存储的性能可能不如块存储，这是因为对象存储的设计初衷更多是为了处理海量的小对象，在处理大对象时可能会受到对象元数据管理和存储系统内部数据分布策略的影响。

吞吐量

- 对象存储在大规模数据传输方面能够提供较高的吞吐量，这是因为对象存储系统通常采用分布式架构，可以利用多个存储节点并行传输数据，在云对象存储服务中，当用户上传或下载大量的数据时，对象存储系统可以将数据分散到多个存储节点上进行传输，从而提高整体的传输速度。

五、可扩展性

1、块存储

- 块存储的可扩展性相对较为复杂，在传统的块存储系统中，如企业的SAN存储阵列，扩展存储容量往往需要添加新的磁盘柜或者升级现有的存储设备，这种扩展方式可能需要停机进行硬件安装和配置，会对企业的业务连续性造成一定的影响。

- 从性能扩展的角度来看，要提高块存储的I/O性能，除了升级存储设备本身（如更换为更快的磁盘），还需要对网络连接进行升级，如果要提高一个基于iSCSI协议的块存储系统的性能，可能需要将网络从1Gbps升级到10Gbps或者更高，在扩展块存储系统时，还需要考虑存储管理软件的兼容性等问题。

2、对象存储

- 对象存储具有高度的可扩展性，对象存储系统采用分布式架构，新的存储节点可以方便地加入到系统中，当需要扩展存储容量时，只需添加新的存储节点即可，系统会自动将数据分布到新的节点上。

- 在性能扩展方面，对象存储也非常灵活，由于其分布式的特性，随着存储节点的增加，系统的吞吐量和并发处理能力也会相应提高，一个云对象存储服务提供商可以根据用户需求不断增加存储节点，以满足日益增长的数据存储和访问需求，而且这个过程对用户来说基本是透明的。

六、数据安全性

1、块存储

- 在块存储中，数据的安全性主要依赖于存储设备本身的安全机制以及存储区域网络（SAN）的安全防护，存储阵列通常会提供数据加密功能，防止数据在磁盘上被窃取，SAN网络会采用访问控制列表（ACL）等技术，限制对存储设备的访问。

- 一旦块存储设备被非法访问，由于块存储的数据结构相对复杂（涉及到文件系统等构建在块之上的结构），数据的恢复和保护可能会比较困难，如果存储设备中的文件系统被破坏，恢复数据可能需要专业的工具和技术人员。

2、对象存储

- 对象存储通过对象的元数据和数据的分离存储来提高数据安全性，对象元数据可以包含访问控制信息，例如哪些用户或应用可以访问特定的对象，对象存储系统可以根据这些元数据对对象的访问进行严格的控制。

- 对象存储通常采用分布式的冗余存储策略，数据会在多个存储节点上进行备份，即使某个存储节点出现故障，数据仍然可以从其他节点恢复，这种冗余存储方式不仅提高了数据的可用性，也增强了数据的安全性。

七、成本

1、块存储

- 块存储的成本相对较高，在硬件方面，构建块存储系统需要使用专门的存储设备，如高端的磁盘阵列、光纤通道交换机等，这些设备价格昂贵，而且需要专业的维护人员进行维护。

- 在软件方面，企业可能需要购买专门的存储管理软件来管理块存储系统，这些软件的许可证费用也是一笔不小的开支，由于块存储的可扩展性相对复杂，在扩展存储容量和性能时，可能需要投入更多的资金用于硬件升级和网络改造。

2、对象存储

- 对象存储的成本相对较低，在硬件方面，对象存储可以利用普通的服务器和磁盘构建，不需要专门的高端存储设备，对象存储系统的软件通常基于开源技术或者云服务提供商提供的低成本软件解决方案。

- 在存储容量扩展方面，由于对象存储的可扩展性好，添加新的存储节点的成本相对较低，对象存储适合存储海量的非结构化数据，对于企业来说，可以通过采用对象存储来降低存储大量非结构化数据的成本。

八、适用场景

1、块存储

- 块存储适用于对I/O性能要求较高、需要对存储进行底层块级操作的应用场景，如企业的数据库应用（如Oracle、SQL Server等）、企业资源规划（ERP）系统、高性能计算（HPC）等，在这些应用中，数据的读写操作往往是基于块的，并且对响应速度和数据一致性有很高的要求。

- 在一个大型的金融企业中，其核心的交易数据库采用块存储，以确保在高并发的交易环境下，能够快速准确地处理每一笔交易数据的读写操作。

2、对象存储

- 对象存储适用于存储海量的、非结构化的数据，并且对数据的可扩展性、安全性和成本比较敏感的场景，如互联网应用中的图片、视频、音频等多媒体文件存储，大数据分析中的数据湖存储，以及云存储服务等。

- 在一个视频分享网站中，每天有大量的用户上传和观看视频，采用对象存储可以方便地管理这些海量的视频文件，并且可以根据用户的访问需求动态地扩展存储容量和性能。

九、结论

对象存储和块存储在数据存储结构、访问方式、性能、可扩展性、数据安全性、成本和适用场景等多个指标上存在着明显的区别，企业在选择存储方式时，需要根据自身的业务需求、数据特点和预算等因素进行综合考虑，如果企业主要处理结构化数据，对I/O性能和数据一致性要求极高，块存储可能是更好的选择；如果企业需要存储海量的非结构化数据，并且注重可扩展性、成本效益和数据安全性，对象存储则具有更大的优势，随着技术的不断发展，这两种存储方式也在不断地融合和演进，未来可能会出现更多结合两者优点的存储解决方案。