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块储存、对象存储、文件存储的区别和联系

来源:今日头条 作者: 更新时间:2020/3/6 16:30:37

摘要:通常来讲,磁盘阵列都是基于Block块的存储,而所有的NAS产品都是文件级存储。

  通常来讲,磁盘阵列都是基于Block块的存储,而所有的NAS产品都是文件级存储。

  1. 块存储:DAS SAN

  a) DAS(Direct Attach Storage): 是直接连接于主机服务器的一种存储方式,每台服务器有独立的存储设备,每台主机服务器的存储设备无法互通,需要跨主机存取资料室,必须经过相对复杂的设定,若主机分属不同的操作系统,则更复杂。

  应用:单一网络环境下且数据交换量不大,性能要求不高的环境,技术实现较早。

  b) SAN(Storage Area Network): 是一种高速(光纤)网络联接专业主机服务器的一种存储方式,此系统会位于主机群的后端,它使用高速I/O联接方式,如:SCSI,ESCON及Fibre-Channels.特点是,代价高、性能好。但是由于SAN系统的价格较高,且可扩展性较差,已不能满足成千上万个CPU规模的系统。

  应用:对网速要求高、对数据可靠性和安全性要求高、对数据共享的性能要求高的应用环境中。

  2. 文件存储

  通常NAS产品都是文件级存储。

  NAS(Network Attached Storage):是一套网络存储设备,通常直接连在网络上并提供资料存取服务,一套NAS储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统,特点是性价比高。

  它采用NFS或CIFS命令集访问数据,以文件为传输协议,可扩展性好、价格便宜、用户易管理。目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统,但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大,不利于在高性能集群中应用。

  3. 对象存储:

  总体上讲,对象存储同时兼具SAN高级直接访问磁盘特点及NAS的分布式共享特点。

  核心是将数据通路(数据读或写)和控制通路(元数据)分离,并且基于对象存储设备(OSD),构建存储系统,每个对象存储设备具备一定的职能,能够自动管理其上的数据分布。

  对象储存结构组成部分(对象、对象存储设备、元数据服务器、对象存储系统的客户端)

  3.1 对象

  一个对象实际就是文件的数据和一组属性信息的组合。

  3.2 对象存储设备(OSD)

  OSD具有一定的智能,它有自己的CPU、内存、网络和磁盘系统。

  OSD提供三个主要功能:包括数据存储和安全访问

  (1)数据存储 (2)智能分布 (3)每个对象元数据的管理

  3.3 元数据服务器(Metadata Server , MDS)

  MDS控制Client与OSD对象的交互,主要提供以下几个功能:

  (1) 对象存储访问

  允许Client直接访问对象,OSD接收到请求时先验证该能力,再访问。

  (2) 文件和目录访问管理

  MDS在存储系统上构建一个文件结构,限额控制、包括目录、文件的创建、访问控制等

  (3) Client Cache 一致性

  为提高性能,在对象存储系统设计时通常支持Client的Cache。因此带来了Cache一致性的问题,当Cache文件发生改变时,将通知Client刷新Cache,以防Cache不一致引发的问题。

  对象存储:

  一个文件包含了属性(术语叫matadata元数据,例如该文件的大小、修改时间、存储路径等)以及内容(简称数据)。

  以往的文件系统,存储过程将文件按文件系统的最小块来打散,再写进硬盘,过程中没有区分元数据(metadata)和数据。而在每个块最后才会告知下一个块的地址,因此只能一个一个读,速度慢。

  而对象存储则将元数据独立出来,控制节点叫元数据服务器(服务器+对象存储管理软件),里面主要存储对象的属性(主要是对象的数据被打散存放到了那几台分布式服务器中的信息),而其他负责存储数据的分布式服务器叫做OSD,主要负责存储文件的数据部分。当用户访问对象时,会先访问元数据服务器,元数据服务器只负责反馈对象存储在那些OSD。假设反馈文件A存储在B,C,D三台OSD,那么用户就会再次访问三台OSD服务器去读取数据。

  这时三台OSD同时对外传输数据,因此传输的速度就加快了。OSD服务器数量越多,这种读写速度的提升就越大。

  另一方面,对象存储软件有专门的文件系统,所以OSD对外又相当于文件服务器,那么就不存在文件共享方面的困难了,也解决了文件共享方面的问题。

  因此对象存储的出现,很好的结合了块存储与文件存储的优点。

  为什么还要使用块存储和文件存储:

  1.有一类应用是需要存储直接裸盘映射的,比如数据库。因为数据库需要存储裸盘映射给自己后,再根据自己的数据库文件系统来对了裸盘进行格式化,因此不能采用其他已经被格式化为某种文件系统的存储。此类更适合块存储。

  2.对象存储的成本比普通的文件存储还是较高,需要购买专门的对象存储软件以及大容量硬盘。如果对数据量要求不是海量,只是为了作文件共享的时候,直接用文件存储的形式就好了,性价比高。

  责任编辑:张华

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