块存储、对象存储、文件存储，块存储和对象存储哪个最底层比较好

***：主要涉及块存储、对象存储和文件存储，重点探讨块存储和对象存储在底层方面哪个更优。块存储将数据存储在固定大小的块中，适用于对存储设备有直接读写需求的场景；对象存储以对象为基本单元，有独特的元数据管理。两者在底层特性上各有优劣，具体哪个更好取决于不同的应用场景需求，如对数据读写速度、元数据管理、扩展性等方面的侧重有所不同。

《块存储、对象存储与文件存储：底层特性对比与优劣分析》

一、块存储

1、底层结构与原理

- 块存储将数据存储在固定大小的块中，这些块是最基本的存储单元，在传统的磁盘存储中，如硬盘的扇区就是一种块的概念，在块存储系统中，存储设备（如磁盘阵列）直接将这些块提供给主机使用，主机操作系统看到的是一块未格式化的磁盘空间，需要自己进行文件系统的格式化操作，在企业级的存储区域网络（SAN）中，服务器通过光纤通道或者iSCSI协议连接到存储阵列，存储阵列将磁盘空间划分为块，并将这些块提供给服务器。

- 块存储的底层操作主要涉及到块的读写，它的寻址方式是基于块的地址，这使得数据的读写操作相对直接，在数据库应用中，这种方式非常适合，因为数据库管理系统（如Oracle、MySQL等）可以直接对块进行操作，能够高效地进行数据的存储和检索，以Oracle数据库为例，它可以根据自身的算法将数据分布在不同的块中，并且在需要时快速定位到特定的块进行数据的读取或写入。

2、性能特点

- 块存储在读写性能方面具有优势，由于它直接对块进行操作，不需要进行复杂的文件解析等操作，所以在随机读写方面表现出色，对于需要频繁读写小数据块的应用，如数据库事务处理，块存储能够提供低延迟的响应，在一个在线交易系统中，每一笔交易可能涉及到对数据库中某个记录的更新，这个记录可能只占用几个块的空间，块存储能够快速定位到这些块并完成数据的写入操作，确保交易的快速处理。

- 块存储的性能也受到一些因素的影响，比如存储设备的I/O带宽、磁盘的转速（对于机械硬盘）以及网络传输速度（在网络连接的块存储系统中），如果I/O带宽不足或者网络延迟较高，块存储的性能也会受到明显的影响。

3、可靠性与数据管理

- 块存储的可靠性依赖于存储设备自身的冗余机制，在企业级的磁盘阵列中，通常采用RAID（冗余独立磁盘阵列）技术来保证数据的可靠性，RAID 1通过镜像的方式将数据同时存储在两块磁盘上，当一块磁盘出现故障时，另一块磁盘可以继续提供数据服务，块存储的管理相对复杂，需要专业的存储管理员来配置和维护存储设备，包括划分逻辑单元号（LUN）、设置RAID级别等操作。

4、适用场景

- 块存储非常适合于对性能要求较高的企业级应用，尤其是数据库应用，像金融行业的核心业务系统，需要处理大量的交易数据，对数据的读写速度和可靠性要求极高，块存储能够满足这些需求，在一些需要直接对磁盘进行底层操作的应用，如虚拟化环境中的虚拟机磁盘存储，块存储也是一个很好的选择。

二、对象存储

1、底层结构与原理

- 对象存储将数据作为对象进行管理，每个对象包含数据本身、元数据（如对象的名称、创建时间、所有者等信息）和一个全局唯一的标识符（Object ID），对象存储系统使用分布式文件系统或者基于对象的存储设备（Object - Based Storage Device，OBSD）来存储这些对象，在底层，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，亚马逊的S3（Simple Storage Service）就是一个典型的对象存储服务，它将对象存储在大规模的数据中心中的多个服务器上。

- 当客户端请求存储或检索一个对象时，它通过对象的唯一标识符来定位对象，对象存储系统会根据这个标识符在分布式系统中找到对象的存储位置，这种基于标识符的定位方式使得对象存储能够高效地处理大规模的数据存储和检索。

2、性能特点

- 对象存储在处理大规模数据的顺序读写方面表现出色，由于它采用分布式架构，能够并行处理多个对象的读写请求，对于大数据应用，如数据湖中的数据存储、视频存储等，对象存储可以轻松应对大量数据的存储需求，在视频监控系统中，大量的视频文件需要长期存储，对象存储可以根据视频文件的元数据（如拍摄时间、地点等）方便地进行分类和检索，同时在写入视频数据时能够利用分布式系统的并行性快速完成存储操作。

- 不过，对象存储在随机小数据块的读写性能上相对较弱，因为每次读写操作都需要先定位对象，然后再对对象进行操作，这个过程相对块存储的直接块寻址来说，会有一定的延迟。

3、可靠性与数据管理

- 对象存储的可靠性主要通过数据冗余和分布式架构来保证，对象存储系统通常会在多个节点上存储对象的副本，以防止单个节点故障导致数据丢失，对象存储的元数据管理非常重要，它能够帮助快速定位对象，在数据管理方面，对象存储的可扩展性非常好，可以轻松地增加存储节点来扩展存储容量。

4、适用场景

- 对象存储适合于大数据存储、云存储、内容分发网络（CDN）等场景，在大数据分析领域，研究人员需要存储和处理海量的数据，对象存储能够提供足够的存储容量和较好的顺序读写性能，在云存储服务中，如阿里云的对象存储服务oss，为众多企业和开发者提供了低成本、高可靠的存储解决方案，适合存储各种类型的非结构化数据，如图片、文档、视频等。

三、文件存储

1、底层结构与原理

- 文件存储是一种基于文件和文件夹结构的存储方式，它将数据组织成文件和目录的形式，用户可以通过文件路径来访问和操作数据，在底层，文件存储系统管理着文件的存储位置、文件的属性（如大小、权限等）等信息，传统的网络附加存储（NAS）就是一种常见的文件存储设备，它通过网络文件系统（如NFS、CFS等）协议为客户端提供文件存储服务。

- 当客户端请求读取一个文件时，文件存储系统会根据文件路径查找文件在存储设备中的实际存储位置，然后将文件内容返回给客户端，文件存储系统还负责文件的创建、删除、修改等操作的管理。

2、性能特点

- 文件存储在处理小文件的读写方面有一定的优势，尤其是在局域网环境下的文件共享场景中，在企业的办公环境中，员工通过NAS共享文件，当他们打开、编辑和保存办公文档（如Word文件、Excel表格等）时，文件存储能够提供较好的响应速度，在处理大规模数据时，文件存储的性能可能会受到文件系统结构的限制，因为文件存储需要维护文件的目录结构等信息，当文件数量巨大时，查找文件的效率可能会降低。

3、可靠性与数据管理

- 文件存储的可靠性依赖于存储设备的冗余机制和文件系统的日志功能等，一些高级的文件系统支持日志记录，在系统出现故障时可以通过日志来恢复文件的状态，在数据管理方面，文件存储相对容易理解和使用，用户可以像操作本地文件一样操作存储设备上的文件，但是对于大规模数据的管理，如数据的备份、恢复和迁移等操作，可能会比较复杂。

4、适用场景

- 文件存储适合于企业办公环境中的文件共享、中小企业的数据存储等场景，在办公环境中，员工需要方便地共享和协作处理文件，文件存储能够满足这种需求，对于一些对成本比较敏感、对存储性能要求不是特别高的中小企业，文件存储也是一种经济实惠的选择。

四、综合对比与结论

1、性能方面

- 如果应用对随机读写性能要求极高，尤其是小数据块的随机读写，块存储是较好的选择，例如数据库事务处理场景，而对于大规模数据的顺序读写，对象存储表现更优，适合大数据存储和处理场景，文件存储在小文件的读写和局域网内的文件共享方面有一定优势，但在大规模数据处理上性能相对有限。

2、可靠性方面

- 块存储通过RAID等技术保证数据可靠性，对象存储依靠分布式架构和数据冗余，文件存储依赖存储设备冗余和文件系统功能，在可靠性方面，三者都有各自的保障机制，但对象存储的分布式特性在应对大规模存储时具有较好的可扩展性和容错性。

3、数据管理方面

- 块存储管理相对复杂，需要专业人员进行配置，对象存储的元数据管理对于数据定位非常重要，在大规模数据管理方面具有优势，文件存储易于理解和使用，但在大规模数据管理操作上较为复杂。

4、适用场景方面

- 块存储适合企业级高性能应用特别是数据库相关；对象存储适合大数据、云存储和内容分发等；文件存储适合企业办公文件共享和中小企业一般数据存储。

没有绝对的哪种存储方式在底层是“最好”的，而是要根据具体的应用场景、性能需求、可靠性要求和成本等多方面因素综合考虑，选择最适合的存储方式。