块,文件,对象存储区别，对象存储文件存储和块存储一样吗怎么设置

***：主要探讨块、文件、对象存储的区别，以及对象存储和文件存储是否一样、如何设置的问题。块存储将数据存储在块中，适用于对存储性能要求高的场景；文件存储以文件和文件夹形式存储数据，便于共享；对象存储把数据作为对象管理。三者在数据结构、访问方式等方面存在诸多差异。关于对象存储和文件存储是否相同，实际有本质区别，然而文档未涉及设置相关内容。

本文目录导读：

1. 块存储、文件存储与对象存储的区别
2. 块存储、文件存储与对象存储的设置

《块存储、文件存储与对象存储：深入剖析三者区别及相关设置》

块存储、文件存储与对象存储的区别

（一）概念基础

1、块存储

- 块存储将数据存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址，它直接操作存储设备（如磁盘）上的物理块，就像在传统的磁盘分区中一样，这种存储方式在服务器与存储设备之间建立直接的连接，服务器通过逻辑单元号（LUN）来识别和访问存储块，在企业级存储区域网络（SAN）中，服务器将块存储设备视为本地磁盘，通过光纤通道或iSCSI等协议进行数据传输。

- 块存储的特点是低延迟和高性能，适合对I/O要求较高的应用，如数据库系统，数据库在运行时需要频繁地对磁盘进行随机读写操作，块存储能够快速定位到相应的块并进行数据传输，从而满足数据库的性能需求。

2、文件存储

- 文件存储是基于文件系统的存储方式，它将数据组织成文件和文件夹的层次结构，文件存储系统使用标准的文件访问协议，如网络文件系统（NFS）或服务器消息块（SMB），使得多个用户或系统能够通过网络共享和访问文件。

- 这种存储方式更符合人类对数据存储的直观理解，就像在本地计算机上操作文件一样，文件存储适用于需要共享文件、协作办公等场景，在企业的办公环境中，员工通过文件服务器共享文档、电子表格等办公文件，方便团队成员之间的协作和信息交流。

3、对象存储

- 对象存储将数据作为对象进行存储，每个对象包含数据本身、元数据（如对象的名称、创建时间、所有者等信息）和唯一标识符，对象存储系统使用对象存储协议，如亚马逊简单存储服务（S3）协议，来管理和访问对象。

- 对象存储具有高度的可扩展性和分布式特性，它可以轻松地在多个存储节点上存储大量的对象，并且能够自动处理数据的冗余和容错，这种存储方式适合存储海量的非结构化数据，如图片、视频、日志文件等。

（二）性能特点

1、读写性能

块存储：由于直接对块进行操作，块存储在随机读写方面表现出色，对于需要频繁更新小数据块的数据库应用，如Oracle数据库的事务处理，块存储能够提供低延迟的读写操作，在金融交易系统中，每一笔交易都需要快速更新数据库中的记录，块存储可以确保交易的快速处理。

文件存储：文件存储的读写性能取决于文件系统的实现和网络状况，对于顺序读写大文件，如视频编辑中的素材读取，文件存储可以提供较好的性能，但在随机读写小文件时，由于文件系统需要进行文件查找和目录遍历等操作，性能可能会受到一定影响。

对象存储：对象存储在处理大规模数据的并发读写时具有优势，它的分布式架构使得多个客户端可以同时对不同的对象进行读写操作，对于小文件的读写，如果没有合适的优化，可能会存在一定的性能开销，因为每个对象都有元数据需要处理。

2、可扩展性

块存储：在传统的块存储系统中，可扩展性相对有限，扩展存储容量通常需要添加更多的磁盘或存储设备，并可能涉及复杂的存储网络重新配置，不过，随着软件定义存储（SDS）技术的发展，块存储的可扩展性也在逐步提高。

文件存储：文件存储的可扩展性受到文件系统和网络带宽的限制，当存储的文件数量和容量不断增加时，文件系统可能会出现性能瓶颈，一些分布式文件系统，如CephFS，可以在一定程度上提高文件存储的可扩展性。

对象存储：对象存储天生具有高度的可扩展性，它可以通过添加更多的存储节点轻松扩展存储容量，并且可以自动将对象分布到不同的节点上，这种分布式的架构使得对象存储能够适应海量数据的存储需求，如互联网公司存储用户上传的大量图片和视频。

（三）数据管理

1、数据组织形式

块存储：数据以块为单位进行组织，块的大小通常是固定的，如512字节、4KB等，这种组织形式对于操作系统和数据库管理系统来说比较容易理解和操作，因为它们可以直接对块进行寻址和管理。

文件存储：数据按照文件和文件夹的层次结构进行组织，文件系统负责管理文件的存储位置、文件名、权限等信息，这种组织形式方便用户对文件进行分类和管理，但在存储大量小文件时，可能会导致文件系统的元数据管理变得复杂。

对象存储：数据以对象为单位进行存储，每个对象都有自己独立的元数据，对象存储系统通过对象的唯一标识符来定位和管理对象，这种方式使得对象存储能够高效地处理海量的非结构化数据，并且可以根据元数据进行灵活的数据检索和管理。

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存储网络的安全防护，在SAN环境中，通过设置访问控制列表（ACL）来限制服务器对存储块的访问权限，同时采用加密技术来保护数据在传输和存储过程中的安全。

文件存储：文件存储的安全性涉及文件系统的权限管理和网络安全，文件系统可以设置不同用户或用户组对文件和文件夹的读写权限，同时通过网络防火墙、加密协议等手段来保护文件在网络共享过程中的安全。

对象存储：对象存储的安全性体现在对象级别的访问控制和数据加密，对象存储系统可以根据对象的元数据设置细粒度的访问权限，只有授权用户才能访问特定的对象，对象存储还可以对对象数据进行加密，确保数据的机密性。

（四）成本效益

1、存储成本

块存储：块存储的成本相对较高，尤其是在企业级的SAN存储系统中，这是因为块存储需要高性能的存储设备、专门的存储网络设备（如光纤交换机）以及复杂的存储管理软件，对于对性能要求极高的关键应用，如大型企业的核心数据库，块存储的高成本是为了确保业务的正常运行。

文件存储：文件存储的成本取决于文件服务器的硬件配置和文件系统的软件成本，对于中小企业的办公文件共享场景，采用普通的服务器和开源的文件系统（如Linux下的NFS）可以降低存储成本，但如果需要高可用性和高性能的文件存储，可能需要投资更多的硬件和软件资源。

对象存储：对象存储在存储海量数据时具有成本优势，由于对象存储可以使用廉价的大容量磁盘，并且其分布式架构可以减少硬件故障的影响，因此对象存储的单位存储成本相对较低，许多云服务提供商提供的对象存储服务，如阿里云的OSS、腾讯云的COS等，对于中小企业和创业公司存储大量非结构化数据来说是一种经济实惠的选择。

2、维护成本

块存储：块存储的维护成本较高，需要专业的存储管理员来管理存储设备、配置存储网络、处理存储故障等，块存储设备的升级和维护也需要一定的技术和资金投入。

文件存储：文件存储的维护成本主要包括文件服务器的维护、文件系统的管理以及网络维护，如果采用开源的文件系统，维护成本相对较低，但可能需要更多的人工来处理文件系统的优化和故障排除。

对象存储：对象存储的维护成本相对较低，对象存储系统通常具有自动化的管理功能，如数据冗余、故障恢复等，云对象存储服务由云提供商负责维护基础设施，用户只需要使用和管理自己的数据，大大降低了维护成本。

块存储、文件存储与对象存储的设置

（一）块存储设置

1、硬件连接与初始化

- 如果使用传统的块存储设备，如磁盘阵列，首先需要将存储设备通过合适的接口（如光纤通道、SAS或SATA）连接到服务器，对于光纤通道连接的磁盘阵列，需要配置光纤交换机，确保服务器与存储设备之间的物理连接正常。

- 初始化块存储设备时，需要在服务器上识别存储设备，在Linux系统中，可以使用命令如“fdisk -l”查看新连接的磁盘设备，然后根据需要对磁盘进行分区，例如使用“fdisk”命令创建分区，设置分区类型（如主分区、扩展分区等）。

2、存储协议配置

- 如果采用iSCSI协议的块存储，需要在服务器上安装iSCSI initiator软件，在Windows系统中，可以通过“控制面板”中的“iSCSI Initiator”进行配置，输入存储设备的iSCSI目标地址（通常是IP地址），然后登录到iSCSI目标，使服务器能够识别和使用存储块。

- 在Linux系统中，可以使用“iscsi -u”命令来发现和登录iSCSI目标，配置完成后，服务器会将iSCSI存储设备视为本地磁盘，可以进行格式化（如使用“mkfs.ext4”格式化Linux系统下的分区）、挂载等操作。

3、LUN映射与管理

- 在存储设备端，需要进行逻辑单元号（LUN）的划分和映射，管理员根据服务器的需求，将存储设备上的一定容量划分为一个或多个LUN，然后将LUN映射到相应的服务器，在磁盘阵列管理界面中，可以设置LUN的大小、名称、读写权限等属性。

- 服务器端在识别到LUN后，可以根据业务需求对LUN进行管理，如将LUN分配给特定的数据库应用，设置不同的I/O优先级等。

（二）文件存储设置

1、文件服务器安装与配置

- 如果构建自己的文件存储系统，首先需要选择合适的服务器硬件，对于小型办公环境，可以使用普通的PC服务器，在服务器上安装操作系统，如Windows Server或Linux。

- 在Windows Server环境下，要配置文件服务器角色，通过“服务器管理器”中的“添加角色和功能”向导，选择“文件和存储服务”中的“文件服务器”角色，安装完成后，可以在“文件和存储服务”管理控制台中设置共享文件夹，设置文件夹的共享权限（如读取、写入、完全控制等权限）和安全权限（基于用户或用户组的权限）。

- 在Linux系统中，安装文件服务器软件，如Samba（用于提供SMB协议共享）或NFS服务器（用于提供NFS协议共享），对于Samba服务器的配置，可以编辑“/etc/samba/smb.conf”配置文件，设置共享目录、用户认证方式、权限等参数，对于NFS服务器，编辑“/etc/exports”文件来定义要共享的目录和允许访问的客户端地址等信息。

2、网络共享设置

- 在设置文件共享时，需要考虑网络环境，如果是在局域网内共享文件，需要确保服务器和客户端在同一网段，并且网络连接正常，对于通过广域网共享文件的情况，可能需要配置VPN或其他安全的远程访问技术。

- 在Windows环境下，客户端可以通过“网络邻居”（在较新的Windows版本中为“此电脑”中的“网络”）访问共享文件夹，在Linux系统中，对于SMB共享，可以使用“smbclient”命令进行测试访问，对于NFS共享，可以使用“mount”命令挂载共享目录到本地文件系统后进行访问。

3、用户管理与权限设置

- 在文件存储系统中，用户管理和权限设置非常重要，在Windows Server中，可以使用“Active Directory用户和计算机”来创建和管理用户账户，并将用户账户添加到不同的用户组中，然后在共享文件夹的属性中，根据用户组或用户设置不同的权限。

- 在Linux系统中，可以使用系统用户管理工具（如“useradd”创建用户，“groupadd”创建用户组），对于Samba共享，可以在“smb.conf”配置文件中设置基于用户或用户组的访问权限；对于NFS共享，可以在“/etc/exports”文件中通过设置不同的选项（如“rw”表示读写权限，“ro”表示只读权限）来控制客户端的访问权限。

（三）对象存储设置

1、本地对象存储系统设置（以Ceph对象存储为例）

安装与部署：首先需要准备好服务器集群，Ceph对象存储可以在多个节点上部署，在每个节点上安装Ceph软件包，这可能涉及到安装依赖库，如在Linux系统中安装一些特定的开发库和工具。

集群配置：配置Ceph集群，包括创建集群的初始配置文件，设置节点的名称、IP地址等信息，在Ceph集群中，需要定义对象存储池（pool），例如可以创建一个名为“images”的存储池用于存储图片对象，可以设置存储池的副本数量（用于数据冗余）、归置组（PG）数量等参数。

客户端连接：在客户端上安装Ceph对象存储客户端软件，然后配置客户端连接到Ceph集群，客户端可以通过Ceph提供的API（如Python API）来上传、下载和管理对象，在Python脚本中，可以使用Ceph对象存储的库来创建对象、设置对象的元数据、将文件作为对象上传到指定的存储池等操作。

2、云对象存储服务设置（以阿里云OSS为例）

账号注册与服务开通：首先需要在阿里云平台注册账号，然后开通对象存储服务（OSS），在开通过程中，可以选择合适的存储区域（如华北1、华东2等），不同的存储区域可能在网络延迟、成本等方面有所不同。

Bucket创建与管理：在OSS中，数据存储在称为“Bucket”的容器中，创建Bucket时，可以设置Bucket的名称、访问权限（如私有、公共读、公共读写等）、存储类型（如标准存储、低频访问存储等）等属性。

对象上传与管理：可以使用阿里云提供的控制台界面、命令行工具（如ossutil）或SDK（如Java SDK、Python SDK等）来上传对象到Bucket中，使用Python SDK时，可以编写脚本将本地文件上传到OSS中的指定Bucket，并设置对象的元数据，如对象的描述、自定义标签等，可以通过OSS的管理界面或API来查看和管理对象，如查看对象的大小、修改对象的权限等。

块存储、文件存储和对象存储在概念、性能、数据管理和成本效益等方面存在明显的区别，并且在设置上也各有不同的方法和要点，在实际应用中，需要根据具体的业务需求、数据类型和预算等因素来选择合适的存储方式。