对象存储与传统存储的区别和联系

***：对象存储和传统存储存在多方面区别与联系。区别上，对象存储以对象为基本单元，具有扁平结构，元数据丰富，扩展性强；传统存储如块存储、文件存储在结构、数据管理方式上不同。在联系方面，它们都是数据存储的方式，在不同场景下可互补。例如传统存储适用于对事务处理要求高的数据库场景，对象存储则在海量非结构化数据存储、云存储等场景发挥优势，二者共同满足企业多样化存储需求。

《对象存储与传统存储：深度剖析区别与内在联系》

一、引言

在当今数字化飞速发展的时代，数据存储是企业和组织运营的关键环节，传统存储方式在过去几十年中一直占据主导地位，但随着云计算、大数据等新兴技术的兴起，对象存储作为一种新型的存储架构逐渐崭露头角，深入理解对象存储与传统存储的区别和联系，对于企业选择合适的存储方案、优化数据管理以及适应不断变化的技术环境具有至关重要的意义。

二、传统存储概述

（一）传统存储的类型

1、直接附加存储（DAS）

- DAS是将存储设备直接连接到服务器的一种存储方式，服务器通过SCSI（小型计算机系统接口）或SAS（串行连接SCSI）电缆连接到磁盘阵列，这种方式的优点是简单、成本低，适用于小型企业或工作组环境，在一些小型办公场景中，一台服务器连接几个本地硬盘组成的磁盘阵列，满足办公文件存储、小型数据库运行等需求。

- DAS也有明显的局限性，它的可扩展性较差，当服务器需要更多的存储空间时，添加存储设备可能会受到服务器接口数量的限制，DAS不便于数据共享，每个服务器只能访问与其直接连接的存储设备，不利于企业内部多部门之间的数据交互。

2、网络附加存储（NAS）

- NAS是一种基于网络的文件共享存储设备，它通过网络协议（如NFS或CIFS）向客户端提供文件级别的存储服务，NAS设备通常有自己的操作系统和文件系统，像常见的群晖（Synology）和威联通（QNAP）的NAS产品，企业可以将NAS设备连接到局域网，多个用户或服务器可以通过网络访问NAS上的文件。

- NAS的优点是易于部署和使用，支持多种操作系统的访问，适合中小企业的文件共享和存储需求，在一个设计公司，设计师可以通过NAS共享设计素材、项目文件等，但NAS在处理大量并发读写操作时性能可能会下降，并且其安全性相对较弱，容易受到网络攻击。

3、存储区域网络（SAN）

- SAN是一种高速的专用网络，用于连接服务器和存储设备，它提供块级别的存储服务，通常采用光纤通道（FC - SAN）或iSCSI（基于IP的SAN）协议，在大型企业的数据中心，SAN被广泛用于企业级应用，如大型数据库（如Oracle、SQL Server）的存储。

- SAN的优势在于高可靠性、高性能和良好的可扩展性，它可以通过增加存储设备或服务器来扩展存储容量和性能，不过，SAN的构建和维护成本较高，需要专业的技术人员进行管理，而且配置较为复杂。

（二）传统存储的体系结构特点

1、以文件系统为中心

- 在传统存储中，文件系统起着核心的管理作用，无论是DAS、NAS还是SAN，都依赖于文件系统来组织和管理数据，文件系统负责将存储设备上的物理存储空间划分为文件和目录，定义文件的命名、存储位置、访问权限等，在Windows系统中，NTFS文件系统会将磁盘空间划分为簇，每个文件由若干个簇组成，并记录文件的元数据，如创建时间、修改时间、文件所有者等。

2、层次化存储管理

- 传统存储通常采用层次化的存储管理方式，数据根据其使用频率、重要性等因素被存储在不同类型的存储介质上，经常访问的数据可能存储在高速的固态硬盘（SSD）中，而不经常访问的数据则存储在大容量但速度较慢的机械硬盘（HDD）中，这种层次化管理旨在平衡存储成本和性能，在企业的数据仓库中，近期的业务数据可能存储在高性能的存储设备上以便快速查询，而历史数据则可能被迁移到成本较低的大容量存储设备上。

三、对象存储概述

（一）对象存储的基本概念

1、对象

- 在对象存储中，数据以对象的形式存在，一个对象包含数据本身、元数据和唯一标识符（ID），数据可以是任何类型的文件，如文档、图像、视频等，元数据是描述对象属性的信息，包括对象的大小、创建时间、所有者等，一张照片作为一个对象存储时，其元数据可能包含拍摄日期、相机型号、分辨率等信息，而唯一标识符则用于在对象存储系统中唯一地定位这个对象。

2、对象存储系统的组成

- 对象存储系统由对象存储设备（OSD）、元数据服务器和客户端组成，OSD负责存储对象数据，它直接将对象存储在本地磁盘上，并提供对象的读写服务，元数据服务器管理对象的元数据，包括对象的存储位置、访问权限等，客户端则通过对象存储协议（如Amazon S3协议或OpenStack Swift协议）与对象存储系统进行交互，发送读写请求等操作。

（二）对象存储的体系结构特点

1、扁平式结构

- 对象存储采用扁平式的结构，没有传统存储中的文件系统那样复杂的目录层次结构，对象通过唯一标识符进行访问，而不是通过传统的文件路径，这种结构使得对象存储能够轻松处理海量的对象数据，并且在数据查找和检索方面具有较高的效率，在一个拥有数十亿个小文件的大数据存储场景中，对象存储不需要像传统文件系统那样遍历复杂的目录树来查找文件，而是直接根据对象的唯一标识符进行定位。

2、分布式架构

- 对象存储通常采用分布式架构，数据被分散存储在多个节点（OSD）上，这种分布式特性带来了高可用性、高可扩展性和高性能，当一个节点出现故障时，其他节点可以继续提供服务，保证数据的可用性，通过增加节点可以轻松扩展存储容量和性能，在云存储服务提供商（如阿里云对象存储oss）中，对象存储的分布式架构使得它们能够为全球用户提供海量的存储服务。

四、对象存储与传统存储的区别

（一）数据模型

1、传统存储

- 传统存储以文件系统为基础，数据按照文件和目录的结构进行组织，在一个企业的文件服务器上，文件按照部门、项目等层次化的目录结构进行存储，这种结构在处理小文件数量较少的情况时比较直观和方便，但当面对海量的小文件时，文件系统的目录层次结构会导致性能下降，如文件查找时间增加。

2、对象存储

- 对象存储以对象为单位，对象包含数据、元数据和唯一标识符，这种数据模型更适合处理海量的、非结构化的数据，如物联网设备产生的大量传感器数据、互联网公司的用户行为数据等，对象存储不需要像传统存储那样维护复杂的文件目录结构，直接通过对象的唯一标识符就可以进行数据的访问和管理。

（二）可扩展性

1、传统存储

- DAS的可扩展性较差，受到服务器接口数量和服务器自身扩展能力的限制，NAS虽然可以通过增加磁盘容量或添加NAS设备来扩展，但在大规模扩展时可能会遇到网络带宽和性能瓶颈，SAN的可扩展性相对较好，但构建和扩展成本较高，需要购买更多的存储设备、网络设备以及相应的软件许可证。

2、对象存储

- 对象存储具有天然的高可扩展性，由于其分布式架构，通过简单地添加节点（OSD）就可以实现存储容量和性能的线性扩展，一个对象存储系统最初由10个节点组成，存储容量为100TB，当增加10个节点时，存储容量可以轻松扩展到200TB，并且性能也会相应提高。

（三）性能

1、传统存储

- DAS的性能取决于服务器的性能和连接的存储设备的性能，在处理大量并发读写操作时可能会受到服务器资源的限制，NAS在处理高并发读写时性能会下降，尤其是在网络带宽有限的情况下，SAN虽然具有较高的性能，但在处理大量小文件读写时，由于其块级别的存储方式和复杂的协议处理，性能也可能会受到影响。

2、对象存储

- 对象存储在处理海量数据的读写方面具有优势，其扁平式结构和分布式架构使得它在处理大量并发读写操作时能够保持较高的效率，特别是对于大文件的读写，对象存储可以利用其分布式特性进行并行读写，提高读写速度，在处理小文件读写时，如果没有进行优化，对象存储可能会存在一定的性能问题，因为每个小文件都作为一个独立的对象存储，可能会导致元数据管理开销增加。

（四）安全性

1、传统存储

- DAS的安全性主要依赖于服务器的安全设置，如用户认证、访问权限控制等，如果服务器被攻破，存储在DAS上的数据就会面临风险，NAS的安全性较弱，容易受到网络攻击，因为它通过网络协议向客户端提供文件共享服务，SAN的安全性相对较高，它可以通过划分逻辑单元（LUN）、设置访问控制列表（ACL）等方式来保障数据安全，但构建和维护复杂的安全机制需要较高的成本。

2、对象存储

- 对象存储的安全性通过多种方式实现，对象的元数据中可以包含访问权限信息，对象存储系统可以根据元数据对访问请求进行授权，对象存储通常采用加密技术对数据进行保护，无论是在存储状态还是在传输过程中，在云对象存储服务中，用户可以选择对自己的数据进行加密存储，只有拥有正确密钥的用户才能访问数据。

（五）成本

1、传统存储

- DAS的初始成本较低，但随着存储需求的增加，扩展成本较高，并且由于其可扩展性差，可能会导致频繁更换服务器或存储设备，NAS的成本相对较低，适合中小企业，但在大规模存储需求和高并发应用场景下，可能需要购买更高级别的NAS设备，增加成本，SAN的构建成本非常高，包括存储设备、网络设备、软件许可证以及专业的维护人员成本。

2、对象存储

- 对象存储的成本优势在海量数据存储场景下较为明显，由于其分布式架构和可扩展性，对象存储可以根据实际需求灵活扩展，避免了过度投资，对象存储不需要像传统存储那样构建复杂的文件系统和存储管理架构，降低了管理成本，在云对象存储服务中，用户可以根据使用量付费，进一步降低了成本。

五、对象存储与传统存储的联系

（一）数据迁移

1、传统存储到对象存储的迁移

- 在企业数字化转型过程中，很多企业需要将传统存储中的数据迁移到对象存储中，这一过程需要考虑数据的格式转换、元数据的处理以及迁移过程中的数据完整性和安全性，企业可能需要将存储在NAS上的历史文件数据迁移到对象存储中，在迁移过程中，需要将文件按照对象存储的要求进行重新组织，将文件的相关属性转换为对象的元数据，并确保迁移过程中数据不丢失、不被篡改。

2、对象存储到传统存储的迁移

- 虽然相对较少，但在某些情况下也可能需要将对象存储中的数据迁移到传统存储中，企业的某些应用程序只能识别传统存储的文件系统格式，当需要将对象存储中的数据用于这些应用程序时，就需要进行迁移，这一过程同样需要处理数据格式和元数据的转换问题。

（二）混合存储解决方案

1、构建混合存储的需求

- 在实际应用中，很多企业采用混合存储解决方案，将对象存储和传统存储结合使用，对于企业的核心业务数据，如数据库系统，可能仍然采用SAN等传统存储方式以确保高性能和高可靠性，而对于非核心业务数据，如企业的文档库、图片库等，可以采用对象存储，以降低成本和提高可扩展性。

2、混合存储的管理和优化

- 混合存储需要进行有效的管理和优化，企业需要建立统一的存储管理平台，对对象存储和传统存储进行统一的监控、配置和资源分配，需要考虑数据在对象存储和传统存储之间的流动策略，根据数据的使用频率、重要性等因素决定数据是存储在对象存储还是传统存储中，以及何时进行数据迁移。

六、结论

对象存储和传统存储在数据模型、可扩展性、性能、安全性和成本等方面存在诸多区别，对象存储更适合处理海量的、非结构化的数据，具有高可扩展性、良好的性能和成本优势；传统存储则在某些特定场景下，如企业核心业务的高性能存储需求方面具有不可替代的作用，两者之间又存在着数据迁移和混合存储等联系，企业在选择存储方案时，应根据自身的业务需求、数据特点、预算等因素综合考虑，选择最适合自己的存储方式，或者构建混合存储解决方案，以实现数据的高效存储、管理和利用，随着技术的不断发展，对象存储和传统存储也将不断演进，未来可能会出现更多的融合和创新的存储解决方案。