Блочное, файловое и объектное хранилище

Блочное хранилище: адресуемый том

Блочное хранилище предоставляет серверу логический том из адресуемых блоков. По словарю SNIA, блок — адресуемая единица данных. Файловую систему поверх тома создаёт хост: например, AWS описывает том EBS как неформатированное блочное устройство, на котором можно создать файловую систему. Перед выбором блочной системы нужно проверить, какой хост и какое приложение будут работать с томом.

Том подключают к серверу, а операционная система видит его как устройство хранения. Это описание модели доступа, а не обещание определённой скорости: задержка и отказоустойчивость зависят от конкретной системы, сети и конфигурации. Разницу между SAN, NAS и DAS как способами подключения отдельно разбираем в соседней статье.

Файловое хранилище: иерархия каталогов и NAS

В файловой модели клиент открывает файл по пути в дереве каталогов. Устройство NAS предоставляет такой доступ по сети; SNIA называет среди типовых протоколов NFS и CIFS. Для общей папки нескольких пользователей важны права доступа, блокировки и резервное копирование, а не только ёмкость устройства.

Облачный пример той же модели — Azure Files: Microsoft описывает общие файловые ресурсы с доступом по SMB и NFS. Это пример конкретной службы, а не утверждение, что любой NAS поддерживает одинаковые функции.

Объектное хранилище: плоское пространство и метаданные

В объектной модели данные хранятся как отдельные объекты с уникальным идентификатором. По определению SNIA, у неё нет файловой иерархии каталогов как обязательной структуры; вместе с объектом могут храниться дополнительные метаданные. В интерфейсе службы могут отображаться «папки», но сам способ адресации не становится от этого файловым.

Приложение обращается к объекту по идентификатору через интерфейс службы, а не открывает файл на общем диске. SNIA приводит в качестве примеров интерфейсы CDMI и S3. Microsoft описывает Azure Blob Storage как конкретную облачную реализацию для неструктурированных данных. Поддерживаемые операции и гарантии нужно проверять для выбранного продукта.

Протоколы доступа: сравнение трёх архитектур

Для блочного доступа серверу предоставляют том, а файловый доступ даёт клиенту файлы по пути. Это не рейтинг скорости: результат зависит от нагрузки и всей системы. Поддерживаемые файловые протоколы SMB и NFS для Azure Files перечислены в документации Microsoft. Способы подключения конкретной СХД разобраны отдельно в статье о подключении СХД.

Объектный доступ идёт через программный интерфейс службы: создать, получить, найти или удалить объект. SNIA называет среди известных примеров CDMI и S3 поверх HTTP. Наличие совместимого интерфейса не означает, что разные продукты имеют одинаковые ограничения и поведение.

Метаданные и масштабируемость

У файла есть свойства файловой системы, например размер, время изменения и права. Объект может иметь дополнительные пары «атрибут — значение», полезные для поиска или правил обработки. SNIA относит такие метаданные к характерным возможностям объектной модели. Конкретные объём и набор полей зависят от продукта: их нужно сверять с документацией выбранной службы.

Масштабирование нельзя выбрать по одному слову «объектное» или «файловое». Для проекта понадобятся ожидаемый объём, число объектов или файлов, характер запросов и требования к доступности; затем — лимиты конкретной платформы. Универсального числового лимита файлов для всех NAS нет, как нет и одного предела объектов для всех объектных систем.

Изменяемость объектов и консистентность S3

В Amazon S3 операция PutObject записывает объект целиком: ею нельзя изменить только часть метаданных существующего объекта. Это свойство конкретной операции, описанное в документации AWS, а не доказательство неизменяемости всех объектов. Для защиты от перезаписи у S3 существует отдельная функция Object Lock; её наличие и настройку нельзя предполагать по умолчанию.

После успешной записи Amazon S3 заявляет строгую согласованность последующего чтения для соответствующих операций. Гарантия приведена в документации AWS и относится к этому сервису; для другой объектной системы её нужно проверять отдельно.

Когда что использовать

Для базы данных, которой нужен том под управлением сервера, сначала оценивают блочный вариант. Для совместной работы с файлами и общими каталогами — файловый. Это направление выбора, а не гарантия производительности: конкретные требования приложения и платформы важнее общей схемы. Microsoft приводит совместно используемые ресурсы как пример файлового сервиса.

Если приложению нужны хранение и выдача большого набора самостоятельных объектов, архив или резервные копии, рассматривают объектный сервис. Microsoft перечисляет среди сценариев Azure Blob Storage документы, медиафайлы, резервное копирование и архив. Перед выбором проверьте способ доступа, частоту чтения и восстановления, требования к метаданным и ограничения конкретной службы.

Частые вопросы