文件存储
什么是文件存储,以及文件存储何时能发挥最大功效? 本指南将定义文件存储,阐述其优势,并介绍一些典型用例。
撰稿方:IBM Cloud Education
服务器内部的电缆
概述

文件存储 — 也称为文件级存储或基于文件的存储 — 是一种分层存储方法,用于在计算机硬盘或网络连接存储设备上组织和存储数据。 文件存储将数据存储在文件中,文件在文件夹中组织,而文件夹则在目录或子目录的层次结构中组织。 要定位一个文件,您或您的计算机系统所需要的就是路径 — 从目录到子目录、到文件夹、直到文件。

分层文件存储可以很好地处理易于组织的大量结构化数据。 但是,随着文件数量的增加,文件检索过程可能变得繁琐和耗时。 扩容需要添加更多的硬件设备,或者不断地使用更高容量的设备来替换现有设备,这两种方式的成本都很高。

在某种程度上,您可以通过基于云的文件存储服务来缓解这些可扩展性和性能问题。 这些服务允许多名用户访问和共享位于异地 数据中心  (云端)的相同文件数据。 您只需支付每月的订阅费用,就可以将文件数据存储在云中,并且可以轻松地扩展容量并指定数据性能和保护标准。 此外,因为该基础设施是由云服务提供商 (CSP) 在其数据中心管理和维护的,因此,您还能减少维护自有场内硬件的费用。 它又名 基础架构即服务 (IaaS)


文件存储与块存储与对象存储

几十年来,文件存储一直是广受欢迎的存储技术 — 几乎被所有的计算机用户所熟悉,非常适合存储和组织事务性数据或可管理的结构化数据卷,这些数据卷可以整齐地存储在服务器托管的硬盘上的数据库中。

但现在,许多组织在管理越来越多的基于 web 的数字内容或非结构化数据方面都遇得了难题。 如果您需要存储非常大或非结构化的数据卷,您应该考虑以不同方式组织和访问数据的块或对象存储。 根据您的 IT 运营和各种应用的不同速度和性能需求,您可能需要结合使用这些方法。

块存储

块存储 提供比文件存储更高的存储效率(更有效地使用可用存储硬件)和更快的性能。 块存储将文件分成大小相同的数据块(或块),并将每个块分别存储在一个唯一的地址下。

数据块可以存储在系统中的任何地方,无需遵循严格的目录/子目录/文件夹结构。 为了能够访问任何文件,服务器的操作系统使用唯一地址将数据块拉回到文件中,这比通过目录和文件层次结构导航来访问文件所需的时间要少。 块存储适用于需要低延迟(最小延迟)的关键业务应用、事务性数据库和 虚拟机 。 它还能为您提供更细粒度的数据访问和一致的性能。

在下面的视频中,Amy Blea 详细解释了块存储和文件存储之间的区别:

对象存储

基于对象的存储 已成为当今数字通信 — 非结构化媒体和 web 内容,如电子邮件、视频、图像文件、网页和物联网 (IoT) 生成的传感器数据 — 的首选数据归档和备份方法。 它还是归档不经常更改的数据(静态文件)的理想选择,如大量的药物数据或音乐、图像和视频文件。

对象是存储在平面结构数据环境中的独立数据单元。 同样,对象存储不涉及到文件夹、目录或复杂的层次结构;相反,每个对象都是包含数据、元数据(与对象相关的描述性信息)和用于标识身份的唯一 ID 号的简单的、独立的存储库。 此信息能让应用找到并访问对象。

您可以将对象存储设备聚集到更大的存储池中,并将这些存储池分布在多个位置。 这允许无限制的扩展,并改进数据弹性和灾难恢复。 对象可以在本地存储,但通常驻留在 云服务器上,从而可从世界任何位置访问。


优势

如果贵组织需要通过集中的、易于访问的、负担得起的方式来存储文件和文件夹,那么,文件级存储将是一种很好的方法。 文件存储的优势包括:

  • 简单:文件存储是在计算机硬盘或 NAS 设备上组织文件和文件夹的最简单、最熟悉、最直接的方法。 您只需命名文件,用元数据标记它们,并将它们存储在目录和子目录层次结构下的文件夹中即可。 您没有必要为了访问数据而编写应用或代码。
  • 文件共享:文件存储是在局域网 (LAN) 上集中和共享文件的理想选择。 存储在 NAS 设备上的文件很容易被 网络 上具有适当权限的任何计算机访问。
  • 常用协议:文件存储使用常见的文件级协议,如服务器消息块 (SMB)、通用互联网文件系统 (CIFS) 或网络文件系统 (NFS)。 如果您使用 Windows 或 Linux操作系统(或同时使用二者),那么,SMB/CIFS 和 NFS 等标准协议将允许您通过局域网 (LAN) 向基于 Windows 或基于 Linux 的服务器读写文件。
  • 数据保护:将文件存储在独立的、连接到 LAN 的存储设备上,可以在网络计算机出现故障时提供一定程度的数据保护。 基于云的文件存储服务可以跨越分布在多个地理位置的数据中心来复制数据文件,从而提供额外的数据保护和 灾难恢复 。
  • 可负担性:使用 NAS 设备的文件存储允许您将文件从昂贵的计算硬件转移到更便宜的连接 LAN 的存储设备上。 此外,如果您选择订阅云文件存储服务,就可以消除场内硬件升级成本以及相关的持续维护和运营成本。

客户案例

文件存储是用于满足各种数据需求的良好解决方案,包括以下功能:

  • 本地文件共享:如果您通常需要一致的、直接的数据存储,例如存储并与办公室中的团队成员共享文件,则应考虑文件级存储的简便性。
  • 集中式文件协作:如果您在位于场内、场外或云中的集中式库中上传、存储和共享文件,则可以轻松地与内外部用户或网络外的受邀嘉宾协同处理文件。
  • 归档/存储:您可以在小型数据中心环境中的 NAS 设备上高效地归档文件,或者订阅基于云的文件存储服务来存储和归档数据。
  • 备份/灾难恢复:您可以将备份文件安全地存储在独立的、连接 LAN 的存储设备上。 或者,您可以订阅基于云的文件存储服务,以便在分布在多个地理位置的数据中心复制您的数据文件,以获得额外的数据保护,包括距离和冗余。

基于云的文件存储(或文件存储主机托管)

今天的通信正在迅速向云转移,以获得共享存储方法的优势,这种方法可从本质上优化规模和成本。 您可以通过使用低成本的云存储来减少场内 IT 基础设施,同时在需要时保持数据的可访问性。

类似于场内文件存储系统, 基于云的文件存储— 也称为文件存储主机托管 — 允许多名用户共享相同的文件数据。 但是,您不需要将数据文件存储在本地 NAS 设备上,而是可以将这些文件存储在数据中心之外(云端),并通过互联网访问它们。

使用基于云的文件存储,您不再需要每隔三到五年更新一次存储硬件,也不再需要为管理存储硬件分配安装、维护和人员预算。 相反,您只需支付可预测的月费或年费来订阅云存储服务即可。 您可以减少 IT 人手,或者将这些技术资源重新分配到更能产生收入的业务领域。

将文件数据存储在云中还使您能够根据需要和需求扩展容量。 基于云的文件存储服务通常提供简单的、预定义的存储层,它们具有不同级别的存储容量,能够满足不同的工作负载性能要求(每秒输入/输出操作的总数,或 IOPS),还具有数据保护以及将数据复制到其他数据中心以实现业务连续性的能力 — 所有这些均可通过可预测的月费获得。 或者,您也可以动态地增加或减少 IOPS 和扩展数据量,您只需根据使用付费。

以下是基于订阅的云存储服务的战略优势,特别是对于多站点和更大规模的组织尤其适用。 它们包括跨越多个位置轻松共享文件、灾难恢复、以及在未来轻松添加新出现的创新成果和技术。


文件存储和 IBM Cloud

IBM Cloud 文件存储 解决方案持久、快速、灵活。 通过静态数据加密,以及卷复制、快照和主从复制,您将获得在维护或故障期间防止数据丢失的保护。 通过遍布世界各地的 IBM 数据中心 ,您的数据将得到高级别的保护、复制和灾难恢复,您大可放心。

IBM Cloud 提供四个预定义的耐久性 (Endurance) 层,以千兆位 (GB) 为单位进行定价,从而锁定了您的成本,确保您知道满足短期或长期数据存储需要多少钱(可预测的小时或月计费)。 文件存储的耐久性层支持最高可达 1 万 (10K) IOPS/GB 的性能,可以满足大多数工作负载的需求,无论您是需要低强度的通用性能还是高强度的性能。

使用 IBM 文件存储系统,您将能够动态地增加或减少 IOPS,并扩展现有的卷。 此外,您还可以通过订阅 IBM 的 快照功能来进一步保护数据,该功能可在特定点创建文件存储卷的只读映像,从而在数据意外丢失或损坏的情况下,可以轻松地从这些映像恢复数据。

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