В чем разница между блочным, объектным и файловым хранилищами?

Объектное, блочное и файловое хранилища – это облачные сервисы хранения, которые пользователи и приложения могут использовать для хранения данных и обмена ими. У них много общего, о чем мы поговорим далее.

Доступность

Персистентность данных – это способность данных оставаться в системе хранения в течение длительного времени. Блочные, объектные и файловые системы хранения данных обеспечивают доступность и надежность данных с помощью различных механизмов сохранения. Например, все три используют репликацию данных. Сохраняя данные в нескольких местах, вы можете получить к ним доступ даже в случае сбоя в одном из мест. Во всех трех системах также используются контрольные суммы и коды обнаружения ошибок для проверки данных и выявления повреждений во время хранения. 

Доступность

Вы можете получить доступ ко всем трем из этих систем хранения по сети с помощью API. Удаленный доступ позволяет обмениваться сохраненными данными между несколькими пользователями и приложениями.

<t1>Масштабируемость</t1>

Все три типа хранения обеспечивают масштабируемость, позволяющую хранить большие объемы данных. Они могут удовлетворить растущие потребности в хранении, добавляя в инфраструктуру хранения дополнительные ресурсы или узлы.

Безопасность данных

Функции безопасности, такие как шифрование данных при хранении и передаче, поддерживаются во всех трех типах хранилищ. Они предлагают меры по защите конфиденциальности и целостности данных, которые помогают обеспечить безопасность хранимых данных.

Управление метаданными

Облачное, объектное и блочное хранилища файлов обычно предоставляют способы управления метаданными, связанными с сохраненными данными. Метаданные могут включать такие атрибуты, как имена файлов или объектов, размеры, временные метки и разрешения. Метаданные облегчают организацию, поиск и извлечение сохраненных данных.

Объектное хранилище, блочное хранилище и облачное хранилище файлов имеют ряд ключевых отличий.

Управление файлами

Решения для объектного хранения поддерживают хранение файлов в виде объектов. Для доступа к ним с помощью существующих приложений требуется новый код, использование API и непосредственное знание семантики именования. 

Так же блочное хранилище можно использовать в качестве базового компонента хранилища для самостоятельно управляемого решения хранилища файлов. Однако необходимость взаимно‑однозначного соответствия между узлом и томом затрудняет масштабирование, обеспечение доступности и экономичности, присущей полностью управляемым решениям. Для поддержки файлов в блочном хранилище требуются дополнительные бюджетные и управленческие ресурсы.

Только файловое хранилище поддерживает распространенные протоколы и модели разрешений на уровне файлов. Такие решения не требуют написания нового кода для интеграции с приложениями, настроенными для работы с общим файловым хранилищем.

Управление метаданными

Метаданные объектного хранилища могут содержать любой объем информации об объекте. Сюда входят имя, тип контента, дата создания, размер и другие настраиваемые параметры. Используя гибкую схему метаданных, можно создавать дополнительные поля, помогающие находить данные. 

Блочное хранилище содержит как можно меньше метаданных для обеспечения высокой эффективности. Очень простая структура метаданных обеспечивает минимальные накладные расходы при передаче данных. Блочное хранилище в основном использует уникальные идентификаторы для каждого блока при поиске, получении и извлечении данных.

Облачное файловое хранилище использует метаданные для описания данных, содержащихся в файле. Вы можете получить доступ к метаданным, прикрепленным к файлам, и изменить их. Эта функция зависит от вашего уровня доступа. Облачные системы хранения данных, использующие списки контроля доступа (ACL) в качестве контроля разрешений на доступ к метаданным и их изменение.

Производительность

В системах объектного хранения количество хранимых данных приоритетнее доступности. Поскольку объектные системы являются высокомасштабируемыми, в них можно хранить большие объемы неструктурированных данных. Однако при доступе к этим файлам задержка увеличивается. Объектное хранилище также имеет меньшую пропускную способность по сравнению с блочным и облачным хранилищами. 

Блочное хранилище обеспечивает высокую производительность, низкую задержку и высокую скорость передачи данных. Поскольку система работает на уровне блоков, вы можете напрямую обращаться к данным и обеспечивать высокую производительность ввода-вывода. Блочное хранилище используется в приложениях, которым необходим быстрый доступ к хранимым данным, например, в виртуальной машине или базе данных. 

Облачное файловое хранилище может обеспечить высокую производительность, но это не основная причина его использования. Вместо этого облачное файловое хранилище в большей степени предназначено для хранения данных в интуитивно понятном для человека виде. Обмен файлами, совместная работа и общие репозитории характерны для облачных файловых хранилищ больше, чем высокая производительность.

Физические системы хранения

Объектное хранилище обычно использует распределенную среду хранения на нескольких различных узлах хранения или серверах.

С другой стороны, в блочном хранилище используются RAID, твердотельные накопители и жесткие диски (HDD).

Наконец, облачное хранилище файлов использует сетевое хранилище данных (NAS) в локальной среде. В облаке сервис хранения файлов может быть настроен поверх базового физического блочного хранилища.

Ознакомьтесь со сравнением накопителей и жестких дисков »

Подробнее о хранилище с сетевым подключением »

<t1>Масштабируемость</t1>

Объектные хранилища обеспечивают огромную масштабируемость, поэтому способны работать с петабайтами информации и миллиардами объектов.

Блочное хранилище обеспечивает масштабируемость за счет добавления дополнительных объемов хранения или расширения существующих томов. Масштабируемость зависит от способности блочной системы хранения данных удовлетворять повышенные требования к вводу-выводу и емкости.

Из-за присущей файловым хранилищам иерархической структуры данных они имеют ограниченные возможности масштабирования и являются наименее масштабируемыми из трех.

	Объектное хранилище	Блочное хранилище	Облачное хранилище файлов
Управление файлами	Файлы хранятся в виде объектов. Для доступа к файлам в объектном хранилище с помощью существующих приложений требуется новый код и применение API.	Может хранить файлы, но требует дополнительных бюджетных и управленческих ресурсов для поддержки файлов в блочном хранилище.	Поддерживает распространенные протоколы и модели разрешений на уровне файлов. Используется приложениями, настроенными для работы с общим файловым хранилищем.
Управление метаданными	Может хранить неограниченное количество метаданных для любого объекта. Определяет настраиваемые поля метаданных.	Использует очень мало связанных метаданных.	Хранит ограниченное количество метаданных, относящихся только к файлам.
Производительность	Хранит неограниченное количество данных с минимальной задержкой.	Высокая производительность, низкая задержка и быстрая передача данных.	Обеспечивает высокую производительность для совместного доступа к файлам.
Физическое хранилище	Распределено по нескольким узлам хранения.	Распределено на твердотельных накопителях и жестких дисках.	Локальные серверы NAS или поверх базового физического блочного хранилища.
Возможности масштабирования	Неограниченная масштабируемость.	В некоторой степени ограничено.	В некоторой степени ограничено.