本文介紹塊存儲、檔案存儲和對象存儲的本質與差別
一、塊存儲
典型裝置：磁盤陣列，硬碟
塊存儲主要是将裸磁盤空間整個映射給主機使用的，就是說例如磁盤陣列裡面有5塊硬碟（為友善說明，假設每個硬碟1G），然後可以通過劃邏輯盤、做Raid、或者LVM（邏輯卷）等種種方式邏輯劃分出N個邏輯的硬碟。（假設劃分完的邏輯盤也是5個，每個也是1G，但是這5個1G的邏輯盤已經于原來的5個實體硬碟意義完全不同了。例如第一個邏輯硬碟A裡面，可能第一個200M是來自實體硬碟1，第二個200M是來自實體硬碟2，是以邏輯硬碟A是由多個實體硬碟邏輯虛構出來的硬碟。）
接着塊存儲會采用映射的方式将這幾個邏輯盤映射給主機，主機上面的作業系統會識别到有5塊硬碟，但是作業系統是區分不出到底是邏輯還是實體的，它一概就認為隻是5塊裸的實體硬碟而已，跟直接拿一塊實體硬碟挂載到作業系統沒有差別的，至少作業系統感覺上沒有差別。此種方式下，作業系統還需要對挂載的裸硬碟進行分區、格式化後，才能使用，與平常主機内置硬碟的方式完全無異。
a) DAS(Direct Attach Storage): 是直接連接配接于主機伺服器的一種存儲方式，每台伺服器有獨立的儲存設備，每台主機伺服器的儲存設備無法互通，需要跨主機存取資料室，必須經過相對複雜的設定，若主機分屬不同的作業系統，則更複雜。
應用：單一網絡環境下且資料交換量不大，性能要求不高的環境，技術實作較早。
b) SAN(Storage Area Network): 是一種高速(光纖)網絡聯接專業主機伺服器的一種存儲方式，此系統會位于主機群的後端，它使用高速I/O聯接方式，如：SCSI,ESCON及Fibre-Channels.特點是，代價高、性能好。但是由于SAN系統的價格較高，且可擴充性較差，已不能滿足成千上萬個CPU規模的系統。
應用：對網速要求高、對資料可靠性和安全性要求高、對資料共享的性能要求高的應用環境中。
優點：
1、 這種方式的好處當然是因為通過了Raid與LVM等手段，對資料提供了保護。
2、 另外也可以将多塊廉價的硬碟組合起來，成為一個大容量的邏輯盤對外提供服務，提高了容量。
3、 寫入資料的時候，由于是多塊磁盤組合出來的邏輯盤，是以幾塊磁盤可以并行寫入的，提升了讀寫效率。
4、 很多時候塊存儲采用SAN架構組網，傳輸速率以及封裝協定的原因，使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。
缺點：
1、采用SAN架構組網時，需要額外為主機購買光纖通道卡，還要買光纖交換機，造價成本高。
2、主機之間的資料無法共享，在伺服器不做叢集的情況下，塊存儲裸盤映射給主機，再格式化使用後，對于主機來說相當于本地盤，那麼主機A的本地盤根本不能給主機B去使用，無法共享資料。
3、不利于不同作業系統主機間的資料共享：另外一個原因是因為作業系統使用不同的檔案系統，格式化完之後，不同檔案系統間的資料是共享不了的。例如一台裝了WIN7/XP，檔案系統是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是無法識别NTFS的檔案系統的。就像一隻NTFS格式的U盤，插進Linux的筆記本，根本無法識别出來。是以不利于檔案共享。
二、檔案存儲
典型裝置：FTP、NFS伺服器
為了克服上述檔案無法共享的問題，是以有了檔案存儲。
檔案存儲也有軟硬一體化的裝置，但是其實普通拿一台伺服器/筆記本，隻要裝上合适的作業系統與軟體，就可以架設FTP與NFS服務了，架上該類服務之後的伺服器，就是檔案存儲的一種了。主機A可以直接對檔案存儲進行檔案的上傳下載下傳，與塊存儲不同，主機A是不需要再對檔案存儲進行格式化的，因為檔案管理功能已經由檔案存儲自己搞定了。
NAS(Network Attached Storage)：是一套網絡儲存設備，通常直接連在網絡上并提供資料存取服務，一套NAS儲存裝置就如同一個提供資料檔案服務的系統，特點是成本效益高。
它采用NFS或CIFS指令集通路資料，以檔案為傳輸協定，可擴充性好、價格便宜、使用者易管理。目前在叢集計算中應用較多的NFS檔案系統，但由于NAS的協定開銷高、帶寬低、延遲大，不利于在高性能叢集中應用。
1、造價交低：随便一台機器就可以了，另外普通以太網就可以，根本不需要專用的SAN網絡，是以造價低。
2、友善檔案共享：例如主機A（WIN7，NTFS檔案系統），主機B（Linux，EXT4檔案系統），想互拷一部電影，本來不行。加了個主機C（NFS伺服器），然後可以先A拷到C，再C拷到B就OK了。
缺點：讀寫速率低，傳輸速率慢：以太網，上傳下載下傳速度較慢，另外所有讀寫都要1台伺服器裡面的硬碟來承擔，相比起磁盤陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫，速率慢了許多。
三、對象存儲
典型裝置：内置大容量硬碟的分布式伺服器
核心是将資料通路(資料讀或寫)和控制通路(中繼資料)分離，并且基于對象儲存設備(OSD)，建構存儲系統，每個對象儲存設備具備一定的職能，能夠自動管理其上的資料分布。
對象儲存結構組成部分(對象、對象儲存設備、中繼資料伺服器、對象存儲系統的用戶端)
對象存儲最常用的方案，就是多台伺服器内置大容量硬碟，再裝上對象存儲軟體，然後再額外搞幾台服務作為管理節點，安裝上對象存儲管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫通路功能。
之是以出現了對象存儲這種東西，是為了克服塊存儲與檔案存儲各自的缺點，發揚它倆各自的優點。簡單來說塊存儲讀寫快，不利于共享，檔案存儲讀寫慢，利于共享。能否弄一個讀寫快，利 于共享的出來呢。于是就有了對象存儲。
首先，一個檔案包含了了屬性（術語叫metadata，中繼資料，例如該檔案的大小、修改時間、存儲路徑等）以及内容（以下簡稱資料）。
以往像FAT32這種檔案系統，是直接将一份檔案的資料與metadata一起存儲的，存儲過程先将檔案按照檔案系統的最小塊大小來打散（如4M的檔案，假設檔案系統要求一個塊4K，那麼就将檔案打散成為1000個小塊），再寫進硬碟裡面，過程中沒有區分資料/metadata的。而每個塊最後會告知你下一個要讀取的塊的位址，然後一直這樣順序地按圖索骥，最後完成整份檔案的所有塊的讀取。
這種情況下讀寫速率很慢，因為就算你有100個機械手臂在讀寫，但是由于你隻有讀取到第一個塊，才能知道下一個塊在哪裡，其實相當于隻能有1個機械手臂在實際工作。而對象存儲則将中繼資料獨立了出來，控制節點叫中繼資料伺服器（伺服器+對象存儲管理軟體），裡面主要負責存儲對象的屬性（主要是對象的資料被打散存放到了那幾台分布式伺服器中的資訊），而其他負責存儲資料的分布式伺服器叫做OSD，主要負責存儲檔案的資料部分。當使用者通路對象，會先通路中繼資料伺服器，中繼資料伺服器隻負責回報對象存儲在哪些OSD，假設回報檔案A存儲在B、C、D三台OSD，那麼使用者就會再次直接通路3台OSD伺服器去讀取資料。
這時候由于是3台OSD同時對外傳輸資料，是以傳輸的速度就加快了。當OSD伺服器數量越多，這種讀寫速度的提升就越大，通過此種方式，實作了讀寫快的目的。
另一方面，對象存儲軟體是有專門的檔案系統的，是以OSD對外又相當于檔案伺服器，那麼就不存在檔案共享方面的困難了，也解決了檔案共享方面的問題。是以對象存儲的出現，很好地結合了塊存儲與檔案存儲的優點。
四、塊級與檔案級
1.塊級概念：塊級是指以扇區為基礎，一個或多個連續的扇區組成一個塊，也叫實體塊。它是在檔案系統與塊裝置（例如：磁盤驅動器）之間。
2.檔案級概念：檔案級是指檔案系統，單個檔案可能由于一個或多個邏輯塊組成，且邏輯塊之間是不連續分布。邏輯塊大于或等于實體塊整數倍，
3.實體塊與檔案系統之間的關系圖：映射關系：扇區→實體塊→邏輯塊→檔案系統
五、從應用角度看塊存儲、檔案存儲、對象存儲
傳統認知上來說，IT裝置分為計算/存儲/網絡三大類，互相之間是有明顯的楚河漢界的。計算大家都清楚，伺服器，小型機，大型機；網絡也就是路由器交換機；存儲有内置存儲和外置存儲，最常見的就是磁盤陣列。在HCI（超融合）這個概念沒被熱炒之前，計算網絡存儲還都是泾渭分明，各擔其責的。今天我們先不讨論超融合的情況，僅基于傳統了解，看看存儲的情況。
從邏輯上存儲通常分為塊存儲，檔案存儲，對象存儲。這三類存儲在實際應用中的适配環境還是有着明顯的不同的。
塊存儲（DAS/SAN）通常應用在某些專有的系統中，這類應用要求很高的随機讀寫性能和高可靠性，上面搭載的通常是Oracle/DB2這種傳統資料庫，連接配接通常是以FC光纖（8Gb/16Gb）為主，走光纖協定。如果要求稍低一些，也會出現基于千兆/萬兆以太網的連接配接方式，MySQL這種資料庫就可能會使用IP SAN，走iSCSI協定。通常使用塊存儲的都是系統而非使用者，并發通路不會很多，經常出現一套存儲隻服務一個應用系統，例如如交易系統，計費系統。典型行業如金融，制造，能源，電信等。
檔案存儲（NAS）相對來說就更能兼顧多個應用和更多使用者通路，同時提供友善的資料共享手段。畢竟大部分的使用者資料都是以檔案的形式存放，在PC時代，資料共享也大多是用檔案的形式，比如常見的的FTP服務，NFS服務，Samba共享這些都是屬于典型的檔案存儲。幾十個使用者甚至上百使用者的檔案存儲共享通路都可以用NAS存儲加以解決。在中小企業市場，一兩台NAS儲存設備就能支撐整個IT部門了。CRM系統，SCM系統，OA系統，郵件系統都可以使用NAS存儲統統搞定。甚至在公有雲發展的早幾年，使用者規模沒有上來時，雲存儲的底層硬體也有用幾套NAS儲存設備就解決的，甚至雲主機的鏡像也有放在NAS存儲上的例子。檔案存儲的廣泛相容性和易用性，是這類存儲的突出特點。但是從性能上來看，相對SAN就要低一些。NAS存儲基本上是以太網通路模式，普通千兆網，走NFS/CIFS協定。
前面說到的塊存儲和檔案存儲，基本上都還是在專有的區域網路絡内部使用，而對象存儲的優勢場景卻是網際網路或者公網，主要解決海量資料，海量并發通路的需求。基于網際網路的應用才是對象存儲的主要适配（當然這個條件同樣适用于雲計算，基于網際網路的應用最容易遷移到雲上，因為沒出現雲這個名詞之前，他們已經在上面了），基本所有成熟的公有雲都提供了對象存儲産品，不管是國内還是國外。
對象存儲常見的适配應用如網盤、媒體娛樂，醫療PACS，氣象，歸檔等資料量超大而又相對“冷資料”和非線上處理的應用類型。這類應用單個資料大，總量也大，适合對象存儲海量和易擴充的特點。網盤類應用也差不多，資料總量很大，另外還有并發通路量也大，支援10萬級使用者通路這種需求就值得單列一個項目了（這方面的掃盲可以想想12306）。歸檔類應用隻是資料量大的冷資料，并發通路的需求倒是不太突出。
另外基于移動端的一些新興應用也是适合的，智能手機和移動網際網路普及的情況下，所謂UGD（使用者産生的資料，手機的照片視訊）總量和使用者數都是很大挑戰。畢竟直接使用HTTP get/put就能直接實作資料存取，對移動應用來說還是有一定吸引力的。
對象存儲的通路通常是在網際網路，走HTTP協定，性能方面，單獨看一個連接配接的是不高的（還要解決掉線斷點續傳之類的可靠性問題），主要強大的地方是支援的并發數量，聚合起來的性能帶寬就非常可觀了。
六、塊存儲、檔案存儲、對象存儲的層次關系
我們從底層往上看，最底層就是硬碟，多個硬碟可以做成RAID組，無論是單個硬碟還是RAID組，都可以做成PV，多個PV實體卷捏在一起構成VG卷組，這就做成一塊大蛋糕了。接下來，可以從蛋糕上切下很多塊LV邏輯卷，這就到了存儲使用者最熟悉的卷這層。到這一層為止，資料一直都是以Block塊的形式存在的，這時候提供出來的服務就是塊存儲服務。你可以通過FC協定或者iSCSI協定對卷通路，映射到主機端本地，成為一個裸裝置。在主機端可以直接在上面安裝資料庫，也可以格式化成檔案系統後交給應用程式使用，這時候就是一個标準的SAN儲存設備的通路模式，網絡間傳送的是塊。
如果不急着通路，也可以在本地做檔案系統，之後以NFS/CIFS協定挂載，映射到本地目錄，直接以檔案形式通路，這就成了NAS通路的模式，在網絡間傳送的是檔案。
如果不走NAS，在本地檔案系統上面部署OSD服務端，把整個裝置做成一個OSD，這樣的節點多來幾個，再加上必要的MDS節點，網際網路另一端的應用程式再通過HTTP協定直接進行通路，這就變成了對象存儲的通路模式。當然對象存儲通常不需要專業的儲存設備，前面那些LV/VG/PV層也可以統統不要，直接在硬碟上做本地檔案系統，之後再做成OSD，這種才是對象存儲的标準模式，對象存儲的硬體裝置通常就用大盤位的伺服器。
從系統層級上來說，這三種存儲是按照塊->檔案->對象逐級向上的。檔案一定是基于塊上面去做，不管是遠端還是本地。而對象存儲的底層或者說後端存儲通常是基于一個本地檔案系統（XFS/Ext4..）。這樣做是比較合理順暢的架構。但是大家想法很多，還有各種特異的産品出現，我們逐個來看看：
對象存儲除了基于檔案，可以直接基于塊，但是做這個實作的很少，畢竟你還是得把檔案系統的活給幹了，自己實作一套中繼資料管理，也挺麻煩的，目前我隻看到Nutanix宣稱支援。另外對象存儲還能基于對象存儲，這就有點尴尬了，就是轉一下，何必呢？但是這都不算最奇怪的，最奇怪的是把對象存儲放在最底層，那就是這兩年大紅的Ceph。
連結：https://www.zhihu.com/question/21536660/answer/33279921
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