对象存储与文件存储的区别是什么?，对象储存和文件储存的区别

对象存储和文件存储存在多方面区别。在数据结构上，文件存储以目录树形式组织，对象存储是扁平结构。文件存储适合传统文件共享场景，如企业内部的文件共享；对象存储更适合海量、非结构化数据存储，像图片、视频等。在性能方面，文件存储在小文件随机读写上有优势，对象存储则在大规模数据存储和检索效率更高。对象存储可扩展性强，能轻松应对数据量的爆发式增长，而文件存储扩展相对复杂。

本文目录导读：

1. 基本概念
2. 性能特点
3. 可扩展性
4. 可靠性与数据保护
5. 成本效益
6. 应用场景

深度解析与应用场景探讨

在当今的数据存储领域，对象存储和文件存储是两种常见的存储方式，随着数据量的爆炸式增长以及企业对数据管理需求的多样化，理解这两种存储方式的区别对于正确选择存储方案至关重要，无论是企业存储海量的媒体文件、备份重要数据，还是构建云存储服务，对象存储和文件存储都有着各自独特的优势和适用场景。

基本概念

（一）文件存储

1、定义

- 文件存储是一种基于文件系统的存储方式，它以文件和文件夹为基本单元来组织和存储数据，文件系统为每个文件分配一个名称，并将文件存储在目录结构中，在常见的Windows操作系统中，使用NTFS（New Technology File System）文件系统，用户可以创建文件夹，将各种类型的文件（如文档、图片、视频等）存储在这些文件夹中。

- 文件存储遵循传统的文件访问协议，如网络文件系统（NFS）和服务器消息块（SMB），NFS主要用于Unix和Linux系统之间的文件共享，而SMB则是Windows系统中广泛使用的文件共享协议，通过这些协议，客户端可以像访问本地文件系统一样访问远程文件存储服务器上的文件。

2、数据结构

- 文件存储的数据结构是层次化的目录树结构，文件被组织在不同的文件夹中，文件夹又可以嵌套在其他文件夹内，这种结构使得用户可以方便地按照文件类型、用途或项目等分类存储文件，在企业环境中，可以将财务部门的文件存储在名为“财务”的文件夹下，其中又可以细分为“报表”“预算”等子文件夹。

- 每个文件都有元数据，包括文件名、文件大小、创建时间、修改时间、文件权限等信息，这些元数据与文件本身的数据存储在一起，并且在文件系统中是紧密关联的，当用户查询文件时，文件系统会根据文件名和目录路径等信息来定位文件，并返回文件及其相关的元数据。

（二）对象存储

1、定义

- 对象存储是一种将数据作为对象进行存储的方式，一个对象包含数据本身、元数据和一个全局唯一标识符（Object ID），与文件存储不同，对象存储不依赖于传统的文件系统结构，对象存储中的对象是扁平结构，没有像文件存储那样复杂的目录层次。

- 对象存储系统使用对象存储设备（OSD）来存储对象，这些设备可以是独立的物理存储设备，也可以是基于软件定义存储（SDS）技术在通用服务器上构建的虚拟对象存储，对象存储系统通过应用程序编程接口（API），如亚马逊的S3 API，来实现对象的上传、下载和管理操作。

2、数据结构

- 对象存储中的对象元数据是非常丰富的，可以包含关于对象的各种描述信息，如对象的所有者、创建日期、对象类型（如图片、视频、文档等）、访问权限等，对象的元数据与对象数据是分开存储的，但通过对象的唯一标识符进行关联。

- 由于对象存储是扁平结构，对象之间没有像文件存储那样的嵌套关系，每个对象都可以通过其唯一标识符在整个对象存储系统中被独立地定位和访问，这种结构使得对象存储在处理海量数据时具有更高的可扩展性和灵活性。

性能特点

（一）文件存储性能特点

1、顺序读写性能

- 在顺序读写方面，文件存储在传统的机械硬盘（HDD）环境下，如果文件是连续存储在磁盘上的，顺序读写性能可以较好，对于大型视频文件的顺序读取，文件存储可以按照磁盘磁道的顺序依次读取数据，速度相对较快，如果文件系统存在碎片化问题，即文件的各个部分分散在磁盘的不同位置，顺序读写性能会受到影响。

- 在固态硬盘（SSD）环境下，文件存储的顺序读写性能得到了进一步提升，由于SSD没有机械部件，数据的读写速度更快，尤其是对于连续的大文件读写，不过，文件存储的性能仍然受到文件系统管理方式的影响，如文件系统的缓存策略、磁盘调度算法等。

2、随机读写性能

- 文件存储的随机读写性能相对较弱，当需要频繁地随机访问文件中的不同部分时，由于文件存储需要在目录结构中查找文件，然后再定位到文件中的具体数据块，这个过程涉及到多次磁盘寻道操作（在HDD中）或复杂的闪存转换层操作（在SSD中），在数据库应用中，如果将数据库文件存储在文件存储系统中，频繁的随机读写操作可能导致性能瓶颈。

- 对于小文件的随机读写，文件存储的性能问题更为明显，因为每个小文件都有自己的元数据和文件头，文件系统需要分别处理这些信息，增加了额外的开销。

（二）对象存储性能特点

1、顺序读写性能

- 对象存储的顺序读写性能取决于对象存储系统的底层架构和网络带宽，在大规模的对象存储系统中，由于对象是独立存储的，并且可以分布在多个存储节点上，顺序读写大型对象（如大型视频文件或备份文件）时，可以通过并行处理多个对象存储节点来提高读写速度，在一个基于分布式对象存储的云备份服务中，多个存储节点可以同时参与备份文件的顺序写入操作，大大提高了备份速度。

- 对象存储的顺序读写性能也受到网络延迟的影响，如果对象存储系统的网络连接不稳定或者带宽不足，顺序读写操作可能会出现卡顿现象。

2、随机读写性能

- 与文件存储相比，对象存储在随机读写性能方面有一定的优势，由于对象存储的元数据与数据分开存储，并且对象可以通过唯一标识符直接定位，在随机访问对象时不需要像文件存储那样遍历复杂的目录结构，对于海量小对象的随机读写，对象存储可以通过优化元数据管理和对象索引来提高性能，在一个存储大量图片的对象存储系统中，根据图片的唯一标识符（如根据图片的哈希值生成）来随机访问图片的速度相对较快。

可扩展性

（一）文件存储的可扩展性

1、纵向扩展（Scale - Up）

- 文件存储的纵向扩展主要是通过升级存储服务器的硬件来实现，增加服务器的内存、更换更快的CPU或者添加更多的磁盘来扩展存储容量，在传统的企业文件存储环境中，当文件存储服务器的性能不足时，可以将服务器的内存从8GB升级到16GB甚至更高，以提高文件系统的缓存能力，从而加快文件的读写速度。

- 纵向扩展存在一定的局限性，服务器硬件的升级是有上限的，受到服务器主板、电源等硬件组件的限制，纵向扩展可能会导致单点故障问题，即如果存储服务器出现故障，整个文件存储系统将无法正常工作。

2、横向扩展（Scale - Out）

- 文件存储的横向扩展相对复杂，一些文件存储系统支持分布式文件系统（DFS）来实现横向扩展，如CephFS等，在分布式文件系统中，多个存储节点被组合在一起形成一个文件存储集群，新的节点可以加入到集群中以增加存储容量和提高性能，在横向扩展过程中，需要解决数据一致性、文件元数据管理等问题，当多个节点同时对一个文件进行修改时，如何保证文件数据的一致性是一个挑战。

（二）对象存储的可扩展性

1、纵向扩展（Scale - Up）

- 对象存储的纵向扩展同样可以通过升级单个存储节点的硬件来实现，如增加存储节点的磁盘容量、内存等，对象存储更多地依赖于横向扩展来满足大规模数据存储的需求。

2、横向扩展（Scale - Out）

- 对象存储天生具有良好的横向扩展性，由于对象存储是扁平结构，新的存储节点可以很容易地加入到对象存储集群中，对象存储系统通过数据分布算法（如一致性哈希算法）将对象均匀地分布在各个存储节点上，当有新的节点加入时，部分对象可以自动重新分布到新节点上，而不会影响整个系统的正常运行，这种横向扩展能力使得对象存储可以轻松应对海量数据的增长，在云存储服务中，对象存储可以不断添加新的存储节点来满足用户不断增长的数据存储需求。

可靠性与数据保护

（一）文件存储的可靠性与数据保护

1、副本机制

- 在文件存储中，为了提高可靠性，通常采用副本机制，在一些企业级文件存储系统中，会将重要文件复制多份存储在不同的磁盘或者存储节点上，如果一个磁盘出现故障，仍然可以从其他副本中恢复文件，副本机制会占用额外的存储空间，并且在文件更新时，需要确保所有副本都得到正确的更新，这增加了系统的复杂性。

2、数据校验与恢复

- 文件存储系统会定期对文件进行数据校验，以检测文件是否存在数据损坏，使用校验和（如CRC - 32）等方法来验证文件的数据完整性，如果发现文件损坏，可以通过从副本中恢复或者使用数据恢复工具来修复文件，在大规模文件存储环境下，数据校验和恢复过程可能会比较耗时，尤其是对于大文件。

（一）对象存储的可靠性与数据保护

1、多副本与纠删码

- 对象存储通常采用多副本或者纠删码技术来提高可靠性，多副本技术与文件存储类似，将对象复制多份存储在不同的存储节点上，纠删码技术则是通过将对象数据分割成多个数据块，并生成一定数量的校验块，采用（n, k）纠删码，将对象数据分成k个数据块，然后生成n - k个校验块，即使有部分数据块（最多n - k个）丢失，仍然可以通过校验块和剩余的数据块恢复对象，纠删码技术相比多副本技术可以节省更多的存储空间，但计算开销相对较大。

2、对象元数据保护

- 由于对象存储的元数据与对象数据是分开存储的，对象存储系统会对元数据进行特殊的保护，将元数据存储在多个节点上，并采用冗余存储机制，这样可以确保在部分节点故障时，对象仍然可以通过元数据进行定位和恢复。

成本效益

（一）初始成本

1、文件存储的初始成本

- 文件存储的初始成本相对较低，尤其是对于小型企业或部门级的文件存储需求，如果采用传统的文件服务器，只需要购买一台服务器（如普通的塔式服务器），安装文件系统（如Windows Server自带的文件系统），并连接到网络即可，对于预算有限的企业，这种简单的文件存储解决方案可以满足基本的文件共享和存储需求，如果需要构建高可用、高性能的文件存储系统，如采用企业级的网络附加存储（NAS）设备，初始成本会显著增加，包括购买NAS设备、配套的磁盘阵列等硬件成本。

2、对象存储的初始成本

- 对象存储的初始成本相对较高，构建一个对象存储系统需要更多的技术投入，包括购买对象存储软件（如果不是使用开源软件）、配置存储硬件（如大量的磁盘存储设备、网络设备等），对象存储系统的部署和配置需要一定的专业知识，可能需要聘请专业的系统工程师，这也增加了初始成本，对于大规模数据存储需求，对象存储的长期成本效益可能更具优势。

（二）运营成本

1、文件存储的运营成本

- 在运营成本方面，文件存储主要包括服务器的维护、电力消耗、磁盘更换等成本，对于传统的文件服务器，需要定期进行系统维护，如安装安全补丁、更新文件系统软件等，随着文件存储数据量的增加，可能需要不断添加磁盘来扩展容量，这也增加了运营成本，文件存储系统在处理海量小文件时，由于文件系统管理的复杂性，可能会导致更高的运营成本，如需要更多的磁盘I/O操作来处理小文件的读写。

2、对象存储的运营成本

- 对象存储的运营成本主要集中在存储硬件的维护、网络带宽的使用以及对象存储软件的升级等方面，由于对象存储具有良好的横向扩展性，在数据量增长时，可以通过添加相对便宜的存储节点来扩展容量，而不需要像文件存储那样频繁地升级单个服务器的硬件，对象存储在处理海量数据时，通过优化数据分布和元数据管理，可以降低运营成本，尤其是对于云存储服务提供商，对象存储可以更好地利用资源，降低每单位数据的存储成本。

应用场景

（一）文件存储的应用场景

1、企业办公文件共享

- 在企业办公环境中，文件存储是最常见的存储方式，员工可以将各种办公文件（如文档、电子表格、演示文稿等）存储在文件服务器上，并通过网络文件共享协议（如SMB或NFS）在企业内部共享这些文件，在一个设计公司，设计师可以将设计稿存储在公司的文件存储服务器上，其他团队成员可以方便地查看和修改这些文件，这种文件存储方式便于企业按照部门、项目等对文件进行分类管理，并且可以根据员工的角色设置不同的文件访问权限。

2、传统数据库存储

- 对于一些传统的关系型数据库，如Oracle、MySQL等，文件存储可以作为数据库文件的存储介质，数据库文件（如数据文件、日志文件等）可以存储在文件存储系统中，虽然在处理高并发、海量数据的随机读写时可能存在性能瓶颈，但对于小型到中型规模的数据库应用，文件存储仍然可以满足基本的存储需求，通过文件存储的备份机制，可以对数据库文件进行定期备份，以防止数据丢失。

（二）对象存储的应用场景

1、海量数据存储（如云计算、大数据）

- 在云计算和大数据环境中，对象存储是理想的海量数据存储解决方案，云服务提供商需要存储大量用户的数据，包括用户上传的图片、视频、文档等各种类型的数据，对象存储的扁平结构和良好的横向扩展性使其能够轻松应对海量数据的增长，在大数据分析中，对象存储可以作为数据湖的底层存储，存储各种原始数据，供数据科学家进行数据分析和挖掘。

2、内容分发网络（CDN）

- 对象存储在内容分发网络（CDN）中也有广泛的应用，CDN需要存储大量的静态内容，如网页中的图片、脚本、样式表等，对象存储可以将这些静态内容存储为对象，并根据用户的地理位置将内容分发到离用户最近的CDN节点，由于对象存储可以通过对象的唯一标识符快速定位和分发内容，提高了CDN的响应速度和用户体验。

对象存储和文件存储在基本概念、性能特点、可扩展性、可靠性、成本效益和应用场景等方面存在着明显的区别，文件存储基于传统的文件系统结构，适合企业办公文件共享和传统数据库存储等场景，具有较低的初始成本但在处理海量数据时可能面临性能和扩展性挑战，对象存储以对象为基本单元，具有扁平结构、良好的可扩展性和适合海量数据存储的特点，虽然初始成本较高，但在云计算、大数据和CDN等领域具有独特的优势，在实际的存储解决方案选择中，企业和组织需要根据自身的数据存储需求、预算、性能要求等因素综合考虑，选择最适合自己的存储方式。