塊儲存、檔案儲存、物件儲存的總結
塊儲存、檔案儲存、物件儲存的理解
在給公司的的專案做調研時，涉及到了塊儲存、檔案儲存、物件儲存，這幾類儲存方式，對這些概念理解的十分模糊，準備寫部落格記錄下這三個概念的理解與區別，也為以後遺忘時方便撿起來。
去各大部落格查詢有關這三個儲存的資料，網上大部分介紹這三個概念的資料都是同出一源，資料雷同太多，為了加深理解，寫下這篇部落格。
1. 三種儲存的對比：
| 儲存方式 | 技術實現 | 優勢 | 劣勢 | 代表作 |
|---|---|---|---|---|
| 塊儲存 | 裸盤上劃分邏輯卷，邏輯卷格式化成任意檔案系統 | 支援多種檔案系統，傳輸速度快，提供硬體容錯機制 | 無法實現網路共享 | FC-SAN，iSCSI |
| 檔案儲存 | 在格式化的磁碟上儲存檔案 | 提供網路共享 | 網路傳輸速度制約讀寫速度，分層目錄結構限制可擴充套件性 | NFS，FAT，EXT3 |
| 物件儲存 | 以靈活可定製的物件為儲存單元，元資料伺服器提供快速併發定址 | 讀寫速度較快的同時支援網路共享，物件靈活定義 | 管理軟體的購買、使用和運維成本高 | Swift |
術語：
物件儲存中，OSD（Object-based Storage Device）是物件儲存裝置，MDS（Metadata Server）是元資料伺服器。
2. 塊儲存
典型裝置： 磁碟陣列，硬碟
塊儲存主要是將裸磁碟空間整個對映給主機使用的，就是說例如磁碟陣列裡面有5塊硬碟（為方便說明，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。
接著塊儲存會採用對映的方式將這幾個邏輯盤對映給主機，主機上面的作業系統會識別到有5塊硬碟，但是作業系統是區分不出到底是邏輯還是物理的，它一概就認為只是5塊裸的物理硬碟而已，跟直接拿一塊物理硬碟掛載到作業系統沒有區別的，至少作業系統感知上沒有區別。
此種方式下，作業系統還需要對掛載的裸硬碟進行分割槽、格式化後，才能使用，與平常主機內建硬碟的方式完全無異。
2.1 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、 另外也可以將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，由於是多塊磁碟組合出來的邏輯盤，所以幾塊磁碟可以並行寫入的，提升了讀寫效率。
4、 很多時候塊儲存採用SAN架構組網，傳輸速率以及封裝協議的原因，使得傳輸速度與讀寫速率得到提升。
2.2 缺點
1、採用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，塊儲存裸盤對映給主機，再格式化使用後，對於主機來說相當於本地盤，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、不利於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。例如一臺裝了WIN7/XP，檔案系統是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是無法識別NTFS的檔案系統的。就像一隻NTFS格式的U盤，插進Linux的筆記本，根本無法識別出來。所以不利於檔案共享。
3. 檔案儲存
典型裝置：FTP、NFS伺服器
為了克服塊儲存中檔案服務共享的問題，所以有了檔案儲存。
檔案儲存也有軟硬一體化的裝置，但是其實普通拿一臺伺服器/筆記本，只要裝上合適的作業系統與軟體，就可以架設FTP與NFS服務了，架上該類服務之後的伺服器，就是檔案儲存的一種了。
主機A可以直接對檔案儲存進行檔案的上傳下載，與塊儲存不同，主機A是不需要再對檔案儲存進行格式化的，因為檔案管理功能已經由檔案儲存自己搞定了。
3.1 優點
1、造價交低：隨便一臺機器就可以了，另外普通乙太網就可以，根本不需要專用的SAN網路，所以造價低。
2、 方便檔案共享：針對塊儲存中檔案無法共享問題，使用檔案儲存，第三方進行中轉。
3.2 缺點
讀寫速率低，傳輸速率慢：乙太網，上傳下載速度較慢，另外所有讀寫都要1臺伺服器裡面的硬碟來承擔，相比起磁碟陣列動不動就幾十上百塊硬碟同時讀寫，速率慢了許多。
4. 物件儲存
典型裝置：內建大容量硬碟的分散式伺服器
物件儲存最常用的方案，就是多臺伺服器內建大容量硬碟，再裝上物件儲存軟體，然後搞幾臺伺服器作為管理節點，安裝上物件儲存管理軟體。管理節點可以管理其他伺服器對外提供讀寫訪問功能。
之所以出現物件儲存，是為了克服塊儲存與檔案儲存各自的缺點。簡單來說塊儲存讀寫快，不利於共享，檔案儲存讀寫慢，利於共享。能否搞一個讀寫快，利於共享的出來呢？於是有了物件儲存。
物件儲存的原理
首先，一個檔案包含了屬性（術語叫metadata，元資料，例如該檔案的大小、修改時間、儲存路徑等）以及內容（以下簡稱資料）
以往像FAT32這種檔案系統，是直接將一份檔案的資料與metadata一起儲存的，儲存過程先將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，那麼就將檔案打散成1000個小塊），再寫進硬盤裡面，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地址，然後一直這樣順序地按圖索驥，最後完成整份檔案的所有塊的讀取。
這種情況下讀寫速度很慢，因為就算你呦100個機械手臂在讀寫，但是由於你只有讀取到第一塊，才能知道下一個在哪裡，其實相當於只能有一個機械手臂在實際工作。
物件儲存將元資料獨立出來，控制節點叫元資料伺服器（伺服器+物件儲存管理軟體），裡面主要負責儲存物件的屬性（主要是物件的資料被打散存放到了那幾臺分散式伺服器中的資訊），而其他負責儲存資料的分散式伺服器叫做OSD，主要負責儲存檔案的資料部分。當用戶訪問物件，會先訪問元資料伺服器，元資料伺服器只負責反饋物件儲存在那些OSD，假設反饋檔案A儲存在B、C、D三臺OSD，那麼使用者就會再次直接訪問3臺OSD伺服器去讀取資料。
這時候由於是3臺OSD同時對外傳輸資料，所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，通過這種方式，實現了讀寫快的目的。
另一方面，物件儲存軟體是有專門的檔案系統的，所以OSD物件又相當於檔案伺服器，那麼就不存在檔案共享方面的困難了，也就解決了檔案共享方面的問題。
所以物件儲存的出現，很好地結合了塊儲存與檔案儲存的優點。
總結：
塊儲存可以認為是裸盤，最多包一層邏輯卷（LVM）；常見的DAS、FC-SAN、IP-SAN都是塊儲存，塊儲存最明顯的特徵就是不能被作業系統直接讀寫，需要格式化為指定的檔案系統（Ext3、Ext4、NTFS）後才可以訪問。優點：讀寫快（頻寬&IOPS）；缺點：因為太底層了，不利於擴充套件。
檔案儲存：指的是在檔案系統上的儲存，也就是主機作業系統中的檔案系統。
物件儲存，物件儲存肯定是分散式儲存，但分散式儲存可能是分散式檔案系統，不一定是物件儲存；常見的物件儲存開源實現有 Ceph 的RADOS、openstack的swift、AWS s3等，常見分散式檔案系統，lustre、glusterfs、HDFS等；物件儲存和分散式檔案系統的表面區別：物件儲存支援的訪問介面基本都是restful介面、而分散式檔案系統提供的POSIX相容的檔案操作介面；
分散式檔案系統和物件儲存最本質的區別：
分散式檔案系統檔案組織方式為目錄樹、物件儲存採用的則是扁平的組織方式；物件儲存不支援隨機讀取和寫入，put和get操作都是針對的整個檔案