块存储 文件存储 对象存储应用区别，块存储和对象存储哪个最底层

***：块存储、文件存储和对象存储在应用方面存在诸多区别。块存储将数据存储在块设备中，提供低延迟访问，适合数据库等应用；文件存储以文件和文件夹形式组织数据，便于共享，适合企业文件共享场景；对象存储基于对象，具有高扩展性，适合存储海量非结构化数据。关于块存储和对象存储哪个更底层，块存储相对更接近物理存储层，对象存储则在其之上构建，以对象形式管理数据。

本文目录导读：

1. 块存储
2. 文件存储
3. 对象存储
4. 谁更接近底层

《深入探究块存储、文件存储和对象存储：从应用区别看谁更接近底层》

在现代数据存储领域，块存储、文件存储和对象存储是三种主要的存储类型，它们各自有着独特的特性、应用场景以及与底层架构的关系，理解它们之间的差异对于构建高效、可靠的数据存储解决方案至关重要。

块存储

1、基本概念

- 块存储将存储区域划分为固定大小的块（例如常见的4KB、8KB等），服务器将这些块视为裸磁盘，可以直接对其进行格式化、创建文件系统等操作，就像是直接在一块砖（块）上构建房屋（文件系统或应用程序存储结构）。

- 它在物理上可以基于传统的磁盘阵列（如RAID）或者基于云计算环境中的虚拟块存储设备。

2、数据访问方式

- 块存储提供了非常低层次的磁盘访问，应用程序或操作系统通过逻辑块地址（LBA）来直接访问存储块，这种访问方式非常接近磁盘的物理操作，使得数据读写具有很高的性能，尤其是对于需要随机读写小数据块的应用，如数据库系统。

- 在关系型数据库中，数据库管理系统直接对块存储进行操作，当数据库需要读取或写入某条记录时，它根据记录对应的块地址直接在块存储上进行数据传输。

3、性能特点

- 高性能的随机读写能力，由于块存储直接操作磁盘块，没有额外的文件系统或对象元数据处理开销，所以它在随机读写小数据块时能够快速响应，在OLTP（联机事务处理）数据库场景下，频繁的小事务操作（如更新账户余额、插入订单记录等）需要快速的随机读写，块存储能够很好地满足这种需求。

- 低延迟，在优化良好的存储系统中，块存储的I/O延迟可以很低，这对于对延迟敏感的应用，如金融交易系统、实时控制系统等非常重要。

- 块存储的可扩展性相对有限，当需要扩展存储容量时，可能需要复杂的磁盘阵列扩展操作或者虚拟块存储设备的重新配置。

4、应用场景

- 数据库存储：如Oracle、MySQL等关系型数据库，它们依赖块存储的高性能随机读写特性来确保数据库的高效运行。

- 企业级关键应用的存储：如企业资源规划（ERP）系统、客户关系管理（CRM）系统等，这些系统需要稳定、高效的存储来处理大量的业务数据。

- 虚拟机磁盘存储：在虚拟化环境中，每个虚拟机的磁盘实际上是在块存储上构建的，虚拟机操作系统将块存储视为本地磁盘进行操作。

5、与底层的关系

- 块存储是一种非常接近底层硬件的存储方式，它直接与磁盘的物理结构相关联，无论是传统的机械硬盘还是固态硬盘，在磁盘阵列中，块存储是通过磁盘控制器将磁盘划分为块，并提供给服务器进行访问的，在云计算环境下，虽然是虚拟块存储，但也是模拟了这种接近底层的块访问方式，它可以被看作是构建文件系统和上层应用存储的基础，就像地基对于建筑物一样。

文件存储

1、基本概念

- 文件存储是基于文件和文件夹结构来组织和存储数据的，它提供了一种熟悉的、类似于本地文件系统（如Windows的NTFS或Linux的ext4）的存储方式，用户可以通过文件路径（如/home/user/file.txt）来访问和管理文件。

- 文件存储系统负责管理文件的元数据（如文件名、文件大小、创建时间、访问权限等）和文件内容的存储。

2、数据访问方式

- 文件存储通过文件系统接口进行访问，应用程序使用标准的文件操作函数（如open、read、write、close等）来操作文件，这种方式对于用户和应用程序来说非常直观，因为它符合人们日常使用计算机的习惯。

- 当一个用户想要读取一个文本文件时，他可以使用文本编辑器打开该文件，而编辑器通过操作系统的文件系统接口从文件存储中获取文件内容。

3、性能特点

- 顺序读写性能较好，对于大文件的顺序读写，文件存储能够有效地利用磁盘带宽，在视频流处理中，当读取一个连续的视频文件时，文件存储可以提供较为稳定的读取速度。

- 文件存储的随机读写性能相对较差，由于文件存储需要处理文件元数据，每次随机读写操作可能需要在文件系统中查找文件的元数据信息，这会增加额外的开销。

- 文件存储的可扩展性较好，可以通过添加磁盘或者扩展文件系统来增加存储容量，并且在分布式文件系统（如CephFS、GlusterFS等）中，可以方便地实现跨节点的存储扩展。

4、应用场景

- 办公环境：如企业内部的文件共享、用户的文档存储等，员工可以方便地在共享文件夹中存储和访问各种办公文档（如Word文件、Excel表格等）。

- 内容管理系统：用于存储和管理图片、视频、音频等多媒体文件，一个网站的内容管理系统可以使用文件存储来保存网站的图片资源，通过文件路径来引用这些图片。

- 传统的应用程序存储：一些传统的非数据库类应用程序，如简单的日志记录程序，可能会使用文件存储来保存日志文件。

5、与底层的关系

- 文件存储构建在块存储之上，它利用块存储提供的磁盘空间，在其上构建文件系统，文件系统负责将文件分割成合适的块（这个块与块存储中的块概念不同，这里是文件系统内部管理的块），并管理文件的存储位置、元数据等，可以说，文件存储是在块存储的基础上增加了一层文件管理的逻辑，使得用户和应用程序能够以文件的形式方便地使用存储资源。

对象存储

1、基本概念

- 对象存储将数据作为对象进行存储，一个对象包含数据本身、元数据（如对象名称、创建日期、所有者等）和唯一标识符，对象存储系统通过对象的唯一标识符来访问对象，而不是通过文件路径或者块地址。

- 对象存储通常采用分布式架构，数据被分散存储在多个节点上，并且具有高度的可扩展性。

2、数据访问方式

- 应用程序通过对象存储的API（如Amazon S3的API）来访问对象，要获取一个存储在对象存储中的图片对象，应用程序需要使用对象存储提供的API，指定对象的唯一标识符（可能是一个类似桶名+对象名的组合）来获取对象内容。

- 这种访问方式与文件存储和块存储有很大的不同，它更加注重对象的独立性和通过API进行的大规模数据管理。

3、性能特点

- 对象存储在大规模数据存储和读取方面具有优势，由于其分布式架构，它可以并行处理多个对象的读写请求，在云存储服务中，当大量用户同时上传或下载文件（对象）时，对象存储可以有效地分配资源，确保服务的可用性。

- 它的随机读写性能对于单个小对象可能不如块存储，但对于大规模的对象集合的读写效率较高，对象存储适合存储海量的、非结构化的数据，如图片、视频、日志文件等的大规模存储。

- 对象存储的可扩展性非常好，可以轻松地通过添加存储节点来增加存储容量，并且可以自动实现数据的重新分布和负载均衡。

4、应用场景

- 云存储服务：如Amazon S3、Google Cloud Storage等，这些服务为企业和个人提供了海量数据的存储解决方案，许多网站将用户上传的文件（如用户头像、文档等）存储在对象存储中。

- 大数据存储：用于存储大数据分析中的数据，如日志数据、传感器数据等，这些数据通常是海量的、非结构化的，对象存储可以很好地满足其存储和管理需求。

- 备份和归档：对象存储的低成本、高可扩展性使其成为数据备份和归档的理想选择，企业可以将历史数据、重要文档等存储在对象存储中进行长期保存。

5、与底层的关系

- 对象存储同样可以构建在块存储或者其他存储介质之上，它在底层存储的基础上，构建了自己的对象管理体系，对象存储系统内部会将对象分割成适合存储的块（这里的块是对象存储内部管理的概念），并将这些块分散存储在多个节点上，它比文件存储更加远离底层的磁盘操作，更加注重数据的对象化管理和大规模分布式存储的实现。

谁更接近底层

1、从数据访问角度分析

- 块存储直接基于磁盘块进行操作，通过逻辑块地址访问数据，这种方式最接近磁盘的物理操作，是最底层的数据访问方式，文件存储通过文件系统对块存储进行了一层抽象，它将文件组织成文件夹和文件的结构，使得用户和应用程序以文件为单位进行访问，增加了文件元数据管理等上层逻辑，而对象存储则是在更高层次上，将数据和元数据组合成对象，通过对象的唯一标识符进行访问，其数据访问方式与磁盘的物理操作距离更远。

2、从存储架构角度分析

- 块存储与磁盘的物理架构紧密相连，无论是磁盘阵列中的块划分还是云计算环境下的虚拟块存储，都是基于磁盘的物理特性构建的，文件存储是在块存储的基础上构建了文件系统架构，增加了文件管理的功能，对象存储则是构建了一个更加分布式、以对象为中心的架构，它可以利用多种底层存储介质，但本身的架构重点在于对象的管理和大规模分布式存储的实现，相对来说离底层的磁盘物理架构更远。

3、从性能特点与底层关系角度分析

- 块存储的高性能随机读写性能是基于其接近底层的特性，因为它直接操作磁盘块，没有过多的中间层干扰，所以能够实现低延迟的随机读写，文件存储由于增加了文件元数据管理，其性能受到一定影响，尤其是随机读写性能，对象存储虽然在大规模数据读写方面有优势，但对于单个小对象的随机读写性能不如块存储，这也反映出它离底层磁盘操作的距离。

块存储是最接近底层的存储方式，它为文件存储和对象存储提供了基础的存储资源，文件存储在块存储之上构建了文件管理体系，而对象存储则构建了更加高层次、分布式的以对象为中心的存储体系。

块存储、文件存储和对象存储各有其特点和应用场景，块存储以其接近底层的特性在数据库、企业关键应用等需要高性能随机读写的场景中发挥重要作用；文件存储适合办公环境、传统应用程序的文件管理等场景；对象存储则在云存储、大数据存储、备份和归档等大规模数据管理场景中表现出色，理解它们之间的应用区别以及与底层的关系，有助于在不同的业务需求下选择合适的存储方案，提高数据存储的效率、可靠性和可扩展性。