什么是存储？
存储： 在计算机和数据中心领域，是指用于长期或临时保存、读取和管理数据的硬件设备、软件系统及相关技术的总称，其核心作用是解决数据的持久化和可访问性问题，是 IT 系统的核心组成部分之一。
在企业级存储架构中，块存储 、文件存储 、对象存储是三大核心分类，三者在数据组织方式、访问协议、性能特性和适用场景上差异显著。
块存储： 指的是块设备-一切磁盘形式存在的存储都是块设备，即块存储。
1.块存储强调的是裸磁盘。
2.所有以磁盘形式直接提供给主机或服务器访问的存储都是块存储。
文件存储： "块存储+文件系统"打包后，对外提供存储服务（NAS）。
对象存储： 是一种全新的存储架构。综合了块存储和文件存储的优点。
特点: 速度快、易于共享、扩展性强。
这三者的本质差别是使用数据的 "用户" 不同:
块存储的用户是可以读写块设备的软件系统，例如传统的文件系统、数据库;
文件存储的用户是自然人;
对象存储的用户则是其它计算机软件。
以下是结构化的详细对比与说明：
| 对比维度 | 块存储（Block Storage） | 文件存储（File Storage） | 对象存储（Object Storage） |
|---|---|---|---|
| 核心定义 | 将数据切割为固定大小的数据块，按块地址寻址，存储系统不感知数据内容 | 基于文件系统层级结构（文件+目录），通过文件名和路径寻址 | 将数据封装为对象，包含数据本体、元数据、唯一ID，扁平化结构寻址 |
| 最小存储单位 | 数据块（512字节~4MB） | 文件 | 对象 |
| 典型访问协议 | 块级协议： - FC（光纤通道） - iSCSI（TCP/IP） - NVMe-oF（高性能SSD协议） | 文件级协议： - NFS（Unix/Linux） - SMB/CIFS（Windows） - FTP | HTTP/HTTPS 协议： - S3（主流兼容协议） - Swift（OpenStack生态） |
| 数据结构 | 无内置结构，依赖上层操作系统格式化（如EXT4、NTFS） | 树形层级结构（根目录→子目录→文件） | 扁平化结构，无目录层级，通过唯一ID定位 |
| 元数据管理 | 无内置元数据，由文件系统维护（文件名、路径、权限） | 内置文件系统元数据（创建时间、大小、权限） | 元数据与对象绑定，支持自定义扩展（如图片分辨率、文件归属） |
| 性能特点 | 低延迟、高IOPS、支持高效随机读写，性能最优 | 中等延迟，支持文件共享，随机读写性能弱于块存储 | 高吞吐量、低IOPS，适合顺序读写，延迟较高 |
| 扩展性 | 传统架构扩展性差，需专用存储阵列；分布式块存储（如Ceph RBD）可线性扩容 | 横向扩容能力有限，海量文件场景下目录遍历效率低 | 近乎无限线性扩容，支持PB/EB级海量数据 |
| 成本 | 较高（尤其是FC SAN），需专用硬件 | 中等，通用x86服务器即可部署 | 较低，适配低成本x86硬件，适合冷数据存储 |
| 典型产品/技术 | 存储阵列、iSCSI服务器、VMware vSAN、Ceph RBD | NAS设备（群晖/威联通）、NFS服务器、Windows文件共享 | AWS S3、阿里云OSS、MinIO、Ceph RGW |
| 适用场景 | 对性能和低延迟要求高的核心业务： 1. 数据库服务器（Oracle/MySQL） 2. 虚拟化平台虚拟机磁盘 3. 高性能计算（HPC） | 需文件共享的中小规模场景： 1. 办公文档共享 2. 代码仓库、日志存储 3. 影音文件共享服务器 | 海量非结构化数据存储场景： 1. 图片、视频、音频等多媒体资源 2. 备份归档、数据湖 3. 云平台静态资源（网站图片、下载包） |
随着数据量的增长，存储空间不足怎么办?
方案一：新增本地硬盘
云计算虚拟化场景下的本地磁盘是指使用服务器本地的磁盘资源，经过RAID(磁盘阵列)化后提供给虚拟化平台进行使用。
优缺点：
1.使用方便
2.无共享框架
3.对跨服务器来说没有备份，冗余机制
方案二：直接外挂硬盘，DAS存储
即主机设备或者计算设备直接通过物理接口和线缆连接存储磁盘从而获得存储资源。
他是一种连接方式（直连），不是协议（服务器自带硬盘或者是通过线缆直连的一个"硬盘盒"。）
优缺点： 实施简单，存取性能好； 独立的数据存储模式，不能共享访问。
方案三：存储区域网络，SAN存储
SAN： 即："存储区域网"。
SAN存储，主要包括两种网络架构的SAN:
一种是基于IP网络的IP SAN，一种是基于FC网络的FC SAN
IP SAN
主机端:额外的网卡接口和客户端(OS一般自带)
网络:线速以大网交换机
存储端:具备iscsi的接口
利旧、扩展性好
开销大、可靠性相比FC差
FC SAN
主机端:FC HBA卡
网络:FC的交换机
存储端:具备FC接口(4G/8G/16G)
可靠性高、性能比IPSAN好
需要FC网络，技术门槛，扩展性差
优缺点： 可靠性高，传输速率高。
主机可以访问任何存储设备。
存储设备之间可以互访，主机、存储设备可以独立扩展。
成本较高，维护复杂。
方案四：网络连接存储，NAS存储
NAS： 即"网络连接存储"
主机访问存储必须通过LAN共享
提供的存储已经指定了对应的文件系统
提供网络文件共享功能
支持的协议包括CIFS、NFS
外置存储组网对比
| 存储分类 | DAS | NAS | FC SAN | IP SAN |
|---|---|---|---|---|
| 成本 | 低 | 较低 | 高 | 较高 |
| 数据传输速度 | 快 | 慢 | 极快 | 较快 |
| 扩展性 | 无扩展性 | 较低 | 易于扩展 | 最易扩展 |
| 服务器访问存储方式 | 直接访问存储数据块 | 以文件方式访问 | 直接访问存储数据块 | 直接访问存储数据块 |
| 服务器系统性能开销 | 低 | 较低 | 低 | 较高 |
| 安全性 | 高 | 低 | 高 | 低 |
| 是否集中管理存储 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 备份效率 | 低 | 较低 | 高 | 较高 |
| 网络传输协议 | 无 | TCP/IP | Fiber Channel | TCP/IP |
IT基础架构四层模型与存储设备的位置
| 架构层级 | 核心组成 | 存储设备的定位与交互关系 |
|---|---|---|
| 应用层 | 业务系统（ERP、数据库、虚拟化平台、大数据平台） | 存储设备是应用的数据最终落地载体 。 例如：数据库写入的数据持久化到块存储；视频网站的资源文件存储在对象存储 |
| 平台层 | 操作系统、虚拟化软件（VMware/KVM）、容器平台（K8s） | 存储设备通过标准化协议（iSCSI、NFS、S3）与平台层对接，为平台提供可扩展的存储资源池 |
| 资源层 | 计算（服务器CPU/内存）、网络（交换机、路由器）、存储（各类存储设备） | 存储设备是资源层三大核心组件之一 ，与计算、网络并列，三者协同提供IT基础能力： 1. 计算层负责数据处理 2. 网络层负责计算与存储之间的数据传输 3. 存储层负责数据的持久化保存 |
| 物理层 | 数据中心机房、机柜、供电系统（UPS）、制冷系统 | 存储设备（如存储阵列、NAS网关）部署在物理层，依赖机房的基础设施保障稳定运行 |
不同类型存储设备的具体部署位置
根据存储架构的差异，存储设备在架构中的部署形态分为以下三类：
-
直连式存储（DAS）
- 位置 ：直接通过SAS/SATA线缆连接单台服务器的本地接口，属于服务器的附属硬件。
- 特点：无独立网络环节，与服务器强绑定，不参与架构级的资源共享。
- 典型设备：服务器内置硬盘、外置硬盘柜。
-
网络化存储（SAN/NAS）
- 位置 ：通过专用存储网络 （FC交换机、以太网交换机）与多台服务器连接，是架构中的独立共享资源节点。
- 特点：存储与计算解耦，可被多台服务器同时访问，实现资源共享。
- 典型设备：FC SAN存储阵列、iSCSI存储网关、企业级NAS服务器。
-
分布式存储/对象存储
- 位置 ：以集群化节点 形式部署在服务器集群上，横跨计算与网络层，属于软件定义的分布式数据层。
- 特点：无专用存储硬件，由通用x86服务器+存储软件构成，可通过网络横向扩容，支撑云原生、大数据等大规模场景。
- 典型技术：Ceph集群、MinIO对象存储、HDFS大数据存储。
存储设备在架构中的核心作用
- 数据持久化：解决内存数据易失性问题，确保业务数据在断电、重启后不丢失。
- 资源解耦与共享：网络化存储打破单服务器的存储边界，实现多服务器共享存储资源，提升资源利用率。
- 支撑业务弹性：分布式存储支持线性扩容，可随业务增长灵活增加存储节点，满足海量数据存储需求。