块存储,文件存储,对象存储的区别，块存储和对象存储哪个最底层最好呢

***：块存储、文件存储和对象存储存在多方面区别。块存储将数据存储在块设备中，提供低层级的磁盘访问；文件存储以文件和文件夹形式管理数据，适合共享文件；对象存储以对象形式存储数据，有独特的元数据。至于块存储和对象存储哪个最底层最好难以简单判定。块存储在对性能要求极高的底层磁盘操作场景有优势，而对象存储在海量数据存储、可扩展性方面表现出色，需根据具体需求评估。

本文目录导读：

1. 块存储、文件存储、对象存储的区别
2. 底层特性对比与“最底层最好”的分析

《块存储、文件存储、对象存储：底层特性对比与优劣分析》

块存储、文件存储、对象存储的区别

（一）块存储

1、数据结构与组织方式

- 块存储将数据存储在固定大小的块中，这些块是最基本的存储单元，常见的块大小可能是512字节、4KB等，块存储直接操作这些块，不关心块中存储的数据的格式或含义。

- 它在存储系统中是最接近物理磁盘的存储方式，在传统的磁盘阵列（RAID）中，块存储是其基本的工作模式，磁盘阵列将多个物理磁盘组合起来，以块为单位对数据进行存储、读取和管理。

2、访问方式

- 块存储通常通过逻辑单元号（LUN）来提供给主机使用，主机将块存储设备视为本地磁盘一样进行操作，可以进行低级别的格式化、分区等操作。

- 应用程序可以直接对块设备进行读写操作，例如数据库管理系统（DBMS）可以直接对块存储进行操作，以满足其对高速、低延迟的数据读写需求，在企业级的数据库应用中，如Oracle数据库，直接使用块存储可以实现高效的数据存储和访问，因为数据库可以根据自身的算法对数据在块中的存储进行优化。

3、性能特点

- 块存储具有低延迟的特点，适合对随机读写性能要求较高的应用场景，由于它直接操作块，不需要进行复杂的数据解析等操作，所以在读写小块数据时速度较快。

- 例如在在线事务处理（OLTP）系统中，每一笔交易可能涉及到对数据库中多个小块数据的快速读写操作，块存储能够很好地满足这种需求，块存储的性能在很大程度上取决于存储设备的物理性能，如磁盘的转速（对于机械硬盘）、闪存芯片的性能（对于固态硬盘）等。

（二）文件存储

1、数据结构与组织方式

- 文件存储以文件和文件夹为基本单位来组织和存储数据，它将数据存储在分层的文件系统结构中，就像我们在Windows或Linux操作系统中看到的文件目录结构一样。

- 文件存储系统会对文件进行管理，包括文件的命名、权限设置、元数据（如文件的创建时间、修改时间、所有者等）管理等，在网络附属存储（NAS）设备中，用户可以通过共享文件夹的方式在网络上共享文件，这些文件按照用户定义的文件夹结构进行存储。

2、访问方式

- 文件存储通过文件系统接口进行访问，如在Windows系统中使用的SMB（Server Message Block）协议，在Linux系统中使用的NFS（Network File System）协议等，用户可以使用操作系统提供的文件管理器或者命令行工具来访问文件存储中的文件。

- 对于应用程序来说，它们可以像访问本地文件一样访问文件存储中的文件，办公软件（如Microsoft Word）可以直接打开存储在文件存储中的文档文件，进行编辑、保存等操作。

3、性能特点

- 文件存储在处理大量小文件的读写时可能会面临性能挑战，因为文件存储需要处理文件的元数据，每次读写文件时都可能涉及到元数据的查询和更新。

- 对于顺序读写大文件的场景，文件存储可以表现出较好的性能，在视频编辑系统中，如果要读取一个大型的视频文件进行编辑，文件存储能够较好地满足这种顺序读取的需求，文件存储的性能也受到网络带宽和文件系统自身性能的影响。

（三）对象存储

1、数据结构与组织方式

- 对象存储将数据和相关的元数据作为一个对象进行存储，对象包含数据本身、对象的元数据（如对象的大小、创建时间、对象的类型等）以及一个唯一的标识符（Object ID）。

- 这些对象存储在一个扁平的地址空间中，没有像文件存储那样的分层目录结构，对象存储系统通过对象的元数据和标识符来管理和定位对象，在云对象存储服务（如Amazon S3、阿里云OSS）中，用户上传的文件会被转换为对象，每个对象都有自己的元数据和唯一标识符。

2、访问方式

- 对象存储通过RESTful API（Representational State Transfer Application Programming Interface）进行访问，应用程序可以使用HTTP/HTTPS协议来发送请求，对对象进行上传、下载、删除等操作。

- 这种基于API的访问方式使得对象存储非常适合用于云计算环境中的数据存储和管理，在Web应用中，开发人员可以使用对象存储的API将用户上传的图片、文档等文件存储为对象，并且可以方便地从Web应用中对这些对象进行管理。

3、性能特点

- 对象存储具有高扩展性的特点，由于其扁平的存储结构和基于元数据的管理方式，对象存储可以轻松地扩展到海量数据的存储。

- 在处理大规模数据存储和分布式访问场景时表现出色，在大数据分析场景中，对象存储可以存储大量的原始数据文件（如日志文件、传感器数据等），并且可以被多个分析任务同时访问，不过，对象存储的随机读写性能相对块存储可能会稍差一些，因为每次读写操作都需要通过元数据来定位对象。

底层特性对比与“最底层最好”的分析

（一）从存储效率角度

1、块存储

- 在存储效率方面，块存储对于需要对磁盘空间进行精细管理的应用场景有一定优势，因为它直接以块为单位进行操作，没有文件存储和对象存储那样的元数据开销。

- 在一些对存储资源要求极高的数据库应用中，块存储可以最大限度地利用磁盘空间，减少因为元数据等额外信息造成的空间浪费，块存储的管理相对复杂，需要更专业的存储管理知识，而且如果块的大小设置不合理，可能会导致存储空间的碎片化，影响存储效率。

2、文件存储

- 文件存储由于存在文件元数据，在存储效率上相对块存储会稍低一些，特别是当存储大量小文件时，元数据所占用的空间比例会相对较大。

- 文件存储的分层目录结构使得用户对数据的组织和管理更加直观，在一些以文件为中心的应用场景，如企业的文档管理系统中，文件存储的这种结构方便用户查找和共享文件，从整体的用户体验和数据管理效率来看，虽然存储效率有一定牺牲，但在实际应用中是可以接受的。

3、对象存储

- 对象存储的元数据与对象是一体的，在存储效率上也面临着元数据占用空间的问题，不过，对象存储的扁平结构在大规模数据存储时具有一定优势。

- 当存储海量的非结构化数据（如图片、视频等）时，对象存储不需要像文件存储那样构建复杂的分层目录结构，可以更有效地利用存储空间，而且对象存储的扩展性使得它可以随着数据量的增加不断扩展存储容量，从长远来看，在大规模数据存储场景下的存储效率有很大潜力。

（二）从性能角度

1、块存储

- 块存储的低延迟特性使其在对性能要求极高的应用场景中表现出色，如企业级的数据库应用、高性能计算（HPC）等。

- 在数据库应用中，块存储能够快速响应数据库的读写请求，保证数据的快速处理，块存储的性能高度依赖于存储设备的物理性能，如磁盘的I/O性能，块存储的配置和管理相对复杂，需要专业的技术人员进行优化，否则可能无法充分发挥其性能优势。

2、文件存储

- 文件存储的性能在顺序读写大文件时表现较好，但在处理大量小文件的随机读写时可能会出现性能瓶颈。

- 这是因为每次读写小文件都需要查询和更新文件的元数据，在网络环境下，文件存储的性能还受到网络带宽和网络延迟的影响，在一个企业的办公网络中，如果多个用户同时访问共享文件夹中的小文件，可能会导致网络拥塞，影响文件存储的读写性能。

3、对象存储

- 对象存储在大规模数据的分布式访问场景下性能较好，它可以通过分布式系统的设计，将数据分散存储在多个节点上，实现并行的数据读写。

- 对象存储的随机读写性能相对块存储较差，因为它需要通过元数据来定位对象，在一些对实时性要求较高的小文件随机读写场景，如实时监控系统中的小图片文件读写，对象存储可能不是最佳选择。

（三）从可扩展性角度

1、块存储

- 块存储的可扩展性相对较差，当需要扩展存储容量时，通常需要对存储设备进行硬件升级，如添加更多的磁盘或者升级磁盘阵列。

- 块存储的扩展过程可能会涉及到数据的迁移和重新配置，这一过程相对复杂且可能会影响业务的正常运行，在企业的传统IT架构中，块存储的扩展往往受到硬件设备的限制，难以实现大规模的灵活扩展。

2、文件存储

- 文件存储的可扩展性也存在一定的局限性，虽然可以通过添加更多的存储设备来扩展容量，但在处理海量数据时，文件存储的分层目录结构可能会导致管理复杂性增加。

- 在一个大型企业的文件存储系统中，随着文件数量的不断增加，文件目录的管理、文件的查找和访问速度等都会受到影响，文件存储的扩展也需要考虑网络带宽等因素，以确保在扩展后能够满足用户的文件访问需求。

3、对象存储

- 对象存储具有极高的可扩展性，它可以通过简单地添加存储节点来增加存储容量，而不需要对整个存储结构进行大规模的重新配置。

- 在云计算环境中，对象存储可以轻松应对海量数据的存储需求，云服务提供商可以根据用户的数据增长情况，不断添加新的存储节点来满足用户对存储容量的需求，对象存储的分布式架构也使得它在数据分布和负载均衡方面具有优势，能够更好地适应大规模数据存储和高并发访问的场景。

（四）从成本角度

1、块存储

- 块存储的成本主要取决于存储设备的硬件成本，对于高性能的块存储设备，如企业级的磁盘阵列，其硬件成本相对较高。

- 块存储的管理成本也较高，因为需要专业的技术人员进行存储设备的配置、维护和优化，在一些小型企业或者创业公司中，如果没有足够的技术资源和预算，采用块存储可能会面临成本压力。

2、文件存储

- 文件存储的成本包括存储设备成本和网络设备成本，在网络附属存储（NAS）设备中，文件存储的成本相对较为适中。

- 如果需要构建大规模的文件存储系统，可能需要投入更多的网络设备来确保足够的网络带宽，以满足用户的文件访问需求，文件存储的管理成本也不容忽视，如文件系统的维护、用户权限的管理等都需要一定的人力成本。

3、对象存储

- 对象存储的成本在大规模数据存储时具有一定优势，云对象存储服务提供商通常采用按使用量计费的模式，用户只需要为实际使用的存储容量和流量付费。

- 对于企业来说，不需要一次性投入大量的资金购买存储设备，对象存储的管理相对简单，不需要像块存储和文件存储那样进行复杂的设备维护和管理，从而降低了管理成本。

并不存在绝对的哪种存储方式在最底层是“最好”的，块存储、文件存储和对象存储各有其独特的优势和适用场景。

如果是对性能要求极高、对随机读写速度有严格要求且数据量相对不是特别巨大的企业级数据库等应用场景，块存储可能是较好的选择。

如果是以文件为中心，需要方便的文件共享和管理，并且主要是顺序读写大文件的场景，如企业的办公文档管理系统，文件存储更为合适。

而对于大规模的非结构化数据存储，需要高扩展性和较低的总体成本，如云计算中的数据存储、大数据分析中的数据湖等场景，对象存储则是更好的选择。

在实际的存储架构设计中，往往也会根据具体的业务需求，采用混合存储的方式，将不同的存储类型结合起来，以发挥各自的优势，满足复杂的业务需求。