Object Storage vs. File Storage vs. Block Storage: Was ist der Unterschied?

Jedes Speichersystem dient unterschiedlichen Anwendungsfällen und weist je nach Anwendung und Workload-Anforderungen unterschiedliche Stärken und Einschränkungen auf. 

Die Kenntnis der Unterschiede zwischen diesen Optionen hilft Unternehmen dabei, maßgeschneiderte, skalierbare Speicherlösungen auszuwählen, die den heutigen Anforderungen entsprechen und langfristiges Wachstum fördern.

Objektbasierte Speichersysteme unterteilen Daten in separate, in sich geschlossene Einheiten, die in einer flachen Umgebung gespeichert werden, wobei sich alle Objekte auf derselben Ebene befinden. Es gibt keine Ordner oder Unterverzeichnisse, wie sie bei der File Storage verwendet werden.

Außerdem speichert die Object Storage nicht alle Daten zusammen in einer einzigen Datei. Objekte enthalten auch Metadaten, d. h. Informationen über die Datei, die bei der Verarbeitung und Nutzbarkeit helfen. Benutzer können den Wert für Metadaten mit festem Schlüssel in Object Storage festlegen oder sowohl den Schlüssel als auch den Wert für benutzerdefinierte Metadaten erstellen, die mit einem Objekt verknüpft sind.

Anstatt einen Dateinamen und einen Pfad zu verwenden, um auf ein Objekt zuzugreifen, hat jedes Objekt eine eindeutige Nummer. Im Gegensatz zur Dateispeicherung müssen Sie eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) verwenden, um auf Objekte zuzugreifen und diese zu verwalten. Objekte können lokal auf Computerfestplatten und Public-Cloud-Servern gespeichert werden.

Dieser API-basierte Ansatz hat Object Storage ideal für Cloud-Umgebungen gemacht, wo er aufgrund seiner Skalierbarkeit, Zugänglichkeit und Verwaltungsvorteile weitgehend herkömmliche Bandspeichersysteme ersetzt hat.

Während Bandspeicher in der Vergangenheit für Backup- und Archivierungszwecke wichtig waren, bietet cloudbasierte Object Storage heute flexiblere und zugänglichere Lösungen für die langfristige Aufbewahrung von Daten. Zu den Anbietern führender Object-Storage-Lösungen gehören Amazon S3 von AWS, Google Cloud Storage, Microsoft Azure Blob Storage und IBM Cloud® Object Storage.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über Object Storage zu erfahren.

• Verarbeitet große Mengen unstrukturierter Daten: Object-Storage-Systeme speichern und verwalten effizient große Mengen unstrukturierter Daten, was für Workloads im Zusammenhang mit künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen (ML) und Big-Data-Analysen von entscheidender Bedeutung ist. Heute machen unstrukturierte Daten 90 % aller von Unternehmen generierten Daten aus.¹ Lesen Sie dazu „Strukturierte versus unstrukturierte Daten: Was ist der Unterschied?” .
• Kostengünstiges Nutzungsmodell: Object Storage sorgen für Kosteneffizienz. Anstatt wie bei der File Storage üblich im Voraus für eine bestimmte Speichermenge zu bezahlen, erwerben Sie nur die Object Storage, den Sie tatsächlich benötigen, und zwar nach Bedarf.
• Unbegrenzte Skalierbarkeit und hohe Ausfallsicherheit: Mit einem verbrauchsabhängigen Modell können Sie so viel zusätzlichen Speicher hinzufügen, wie Sie benötigen – sogar Petabytes oder mehr – und so eine skalierbare Lösung gewährleisten. Gleichzeitig sorgen integrierte Redundanz- und Datenschutzmechanismen für eine hohe Ausfallsicherheit und schützen Ihre Daten langfristig.
• Umfassende Metadatenfunktionen: Metadaten werden zusammen mit den Objekten gespeichert, sodass Benutzer schnell einen Mehrwert aus den Daten ziehen und die benötigten Objekte leichter wiederfinden können.
• Erweiterte Durchsuchbarkeit: Object Storage ermöglicht Benutzern die Suche nach Metadaten, Objektinhalten und anderen Eigenschaften.

• Begrenzte Dateisperrung: Object Storage verfügt nicht über herkömmliche Dateisperrmechanismen, obwohl moderne Dienste Aufbewahrungs- und Versionskontrollen auf Objektebene bieten, die anders funktionieren als Dateisystem-Sperren.
• Höhere Latenzzeit im Vergleich zu anderen Speichertypen: Object Storage hat traditionell eine höhere Latenzzeit als Block Storage für transaktionale Workloads, obwohl moderne Implementierungen die Leistung für viele Anwendungsfälle verbessert haben.
• Einschränkungen bei der Änderung einzelner Dateiteile: Sobald ein Objekt erstellt wurde, kann es nicht mehr an Ort und Stelle geändert werden. Stattdessen erstellen Sie eine neue Version, obwohl moderne Dienste Versionsverwaltungsfunktionen bieten, um Aktualisierungen effektiv zu verwalten.

• IoT-Datenverwaltung: Die Möglichkeit, Daten schnell zu skalieren und einfach abzurufen, macht Objektspeicher zu einer guten Wahl für die schnell wachsenden Mengen an IoT-Daten, die an der Edge gesammelt und verwaltet werden.
• E-Mail-Archivierung und Compliance: Unternehmen nutzen Objektspeicher für die langfristige Aufbewahrung von E-Mails, die Archivierung zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Sicherung von cloudbasierten E-Mail-Systemen wie Microsoft 365 und Google Workspace.
• Backup/Notfallwiederherstellung: Object Storage wird häufig für die Backup/Notfallwiederherstellung verwendet, bei denen die Leistungsanforderungen geringer sind.
• Videoüberwachung: Object Storage bietet eine kostengünstige Lösung für die umfangreiche Video-Speicherung und die langfristige Aufbewahrung von Filmmaterial.
• KI/ML-Trainingsdaten: Dank integrierter Skalierbarkeit und Metadatenfunktionen eignet sich Objektspeicher hervorragend für die Speicherung großer Datensätze, die beim Training von Machine-Learning-Modellen und in KI-Anwendungen verwendet werden.
• Content-Delivery-Netzwerke (CDNs): Object Storage bildet die Grundlage für Content-Delivery-Netzwerke (CDNs), die Webinhalte, Bilder und Mediendateien weltweit mit hoher Verfügbarkeit und Leistung bereitstellen.
• Echtzeitanalysen: Unternehmen nutzen Object Storage, um Streaming-Daten und Protokolle zu speichern, die in Analyseplattformen eingespeist werden, um Business Intelligence und betriebliche Erkenntnisse zu gewinnen.

File Storage ist eine Methode zum Speichern und Organisieren von Daten in einer hierarchischen Struktur über Dateien und Ordner (oder Verzeichnisse). Die Anwendung speichert Daten in einer einzelnen Datei und bestimmt den Dateierweiterungstyp anhand des Dateiformats (.jpg, .docx, .txt).

Wenn Sie ein Dokument im Netzwerk Ihres Unternehmens oder auf der Festplatte Ihres Computers speichern, nutzen Sie Dateispeicher.

Dateien können auch auf einem NAS-Gerät (Network-Attached Storage) gespeichert werden. Diese Geräte sind für die Dateispeicherung konzipiert und stellen daher eine schnellere Option als allgemeine Netzwerkserver für die Dateispeicherung dar. Weitere Beispiele für Dateispeichergeräte sind cloudbasierte Dateispeichersysteme, Netzwerklaufwerke, Computerfestplatten und Flash-Laufwerke.

Die hierarchische Struktur mit ihren Ordnern und Unterordnern erleichtert das Auffinden und Verwalten von Dateien. Um auf eine Datei zuzugreifen, wählt oder gibt der Benutzer den Pfad für die Datei ein, der die Unterverzeichnisse und den Dateinamen enthält. Die meisten Benutzer verwalten ihre Dateispeicherung über ein einfaches Dateisystem, beispielsweise einen File Manager.

Beispiele für Daten, die typischerweise in Dateispeichern gespeichert werden, sind Präsentationen, Berichte, Tabellenkalkulationen, Grafiken, Fotos und andere Dokumente. Die File Storage ist den meisten Benutzern vertraut und ermöglicht ihnen, Datenzugriffsrechte und -beschränkungen festzulegen. Die Verwaltung einer großen Anzahl von Dateien und die Hardwarekosten können jedoch zu einer Herausforderung werden.

Das folgende Video bietet einen genaueren Einblick in File Storage und Block Storage.

• Einfache Navigation: Bei einer geringen bis mittleren Anzahl von Dateien können Benutzer Ziel-Dateien über vertraute Ordnerstrukturen leicht finden und darauf zugreifen.

• Intuitiv für die meisten Benutzer: Als gängigste Speicherart für Endnutzer können Personen mit grundlegenden Computerkenntnissen File Storage mit minimalem Lernaufwand leicht bedienen.

• Direkte Benutzerkontrolle: Über eine einfache Benutzeroberfläche können Endbenutzer ihre Dateien selbstständig erstellen, verschieben und löschen, ohne dass sie dafür administrative Unterstützung benötigen.

• Granulare Zugriffskontrolle: Benutzer und Administratoren können Dateien als beschreibbar, schreibgeschützt oder mit Passwortschutz gesperrt festlegen, um eine sichere Dateifreigabe zu gewährleisten.

• Schwierig skalierbare Verwaltung: Die Dateiverwaltung wird mit zunehmender Größe der Ordnerstrukturen immer komplizierter, was zu langsameren Suchvorgängen und einer geringeren Produktivität im gesamten Unternehmen führt.

• Schlechte Eignung für unstrukturierte Daten: Es ist zwar möglich, unstrukturierte Daten wie Text, mobile Aktivitäten, Social-Media-Beiträge und IoT-Sensordaten in Dateispeichern abzulegen, doch für die Speicherung großer Datenmengen ist dies nicht ideal.

• Hohe Kosten bei großem Umfang für On-Premises-Lösungen: Die Speichererweiterung erfordert den Kauf zusätzlicher Hardwaregeräte, wenn die Kapazitätsgrenzen erreicht sind, obwohl Cloud-basierte Dateispeicherdienste in erster Linie Skalierbarkeitsbeschränkungen behoben haben.

• Dokumentenkollaboration: Die File Storage ermöglicht Teams die gemeinsame Arbeit an geteilten Dokumenten durch einen zentralen Zugriff. Moderne cloudbasierte Dateispeichersysteme wie Google Drive, Microsoft OneDrive und Dropbox verfügen über integrierte Versionskontroll- und Echtzeit-Kollaborationsfunktionen, die automatische gleichzeitige Bearbeitungen verwalten und den Dokumentverlauf speichern.

• Backup und Wiederherstellung: Cloud-Backups und externe Backup-Geräte verwenden in der Regel Dateispeicher, um Kopien der neuesten Versionen von Dateien zu erstellen.

• Archivierung: Aufgrund der Möglichkeit, Berechtigungen für sensible Daten auf Dateiebene festzulegen, und der einfachen Verwaltung nutzen viele Unternehmen Dateispeicher zur Archivierung von Dokumenten aus Compliance- oder historischen Gründen.

Bei der Block Storage werden Daten in feste Blöcke aufgeteilt und dann separat mit eindeutigen Kennungen gespeichert. Die Blöcke können in verschiedenen Umgebungen gespeichert werden; Sie können beispielsweise einen Block in Windows und den Rest in Linux speichern. Wenn ein Benutzer einen Block abruft, setzt das Speichersystem die Blöcke wieder zu einer einzigen Einheit zusammen.

Blockspeicher ist der Standardspeicher sowohl für Festplattenlaufwerke als auch für häufig aktualisierte Daten. Sie können Blöcke auf Storage Area Networks (SANs), Network-Attached Storage-Systemen (NASs), Solid-State-Drives (SSDs) oder in Cloud-Speicherumgebungen speichern.

Blockspeichersysteme sind seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Technologiebranche. Während Unternehmen zunehmend Object Storage für große unstrukturierte Datenmengen und File Storage für die Zusammenarbeit einsetzen, bleibt Blockspeicher für Hochleistungsanwendungen, die einen konsistenten Zugriff mit geringer Latenz erfordern, unverzichtbar. Die Wahl zwischen den Speichertypen hängt von den spezifischen Anforderungen der Workloads ab und nicht davon, dass ein Ansatz einen anderen ersetzt.

• Geschwindigkeit: Wenn alle Blöcke lokal oder nahe beieinander gespeichert sind, bietet Blockspeicher eine hohe Leistung mit geringer Latenz beim Datenabruf, weshalb er häufig für geschäftskritische Daten verwendet wird.

• Zuverlässigkeit: Da Blöcke in eigenständigen Einheiten gespeichert werden, weist der Blockspeicher eine geringe Ausfallrate auf und unterstützt die Datenreplikation für eine erhöhte Zuverlässigkeit.

• Einfache Änderung: Um einen Block zu ändern, muss kein neuer Block erstellt werden. Stattdessen können Sie eine neue Version erstellen.

• Fehlende Metadaten: Blockspeicher enthält keine Metadaten, wodurch er für die Speicherung unstrukturierter Daten weniger geeignet ist.

• Eingeschränkte Durchsuchbarkeit: Große Mengen an Blockdaten werden aufgrund begrenzter Suchfunktionen schnell unüberschaubar.

• Hohe Kosten: Der Kauf von zusätzlichem Blockspeicher ist teuer und oft unerschwinglich, wenn es um große Mengen geht.

• Datenbanken: Da Blockspeicher eine hohe Leistung aufweisen und nahtlose Aktualisierungsvorgänge unterstützen, verwenden viele Unternehmen sie zur Speicherung von Daten in transaktionalen Datenbanken.
• Unternehmensanwendungen: Geschäftskritische Anwendungen wie ERP-, CRM- und Finanzsysteme sind auf Blockspeicher angewiesen, um eine konsistente Leistung und Datenintegrität zu gewährleisten.
• VMFS-Volumes (Virtual Machine File System): Unternehmen verwenden häufig Blockspeicher, um VMFS-Speichervolumes in virtualisierten Umgebungen bereitzustellen. Wenn Sie beispielsweise virtuelle Maschinen (VMs) in einem Unternehmen bereitstellen, können Sie mit Blockspeicher ein Volume speziell für VMFS erstellen und formatieren, das hochleistungsfähige Cluster-Dateisystem von VMware. Diese Funktion ermöglicht es mehreren physischen Serverknoten (z. B. ESXi-Hosts), gleichzeitig auf dasselbe VMFS-Volume zuzugreifen, sodass sie mehrere VMs ausführen und verwalten können. Darüber hinaus unterstützt Blockspeicher die Installation von Betriebssystemen (OS) auf virtuellen Festplatten, die im VMFS-Volume gespeichert sind. Nach der Bereitstellung können VMs Dateien und Dienste über die nativen Dateifreigabefunktionen ihrer Betriebssysteme gemeinsam nutzen.
• Hochleistungsanwendungen: Geschäftskritische Anwendungen, die eine konsistente Speicherleistung mit geringer Latenz erfordern, sind auf Blockspeicher angewiesen, um eine optimale Benutzererfahrung (UX) zu gewährleisten.
• Persistente Container-Volumes: Moderne containerisierte Anwendungen verwenden Blockspeicher, um die Datenpersistenz über den gesamten Lebenszyklus von Containern hinweg und innerhalb automatisierter Container-Orchestrierungsplattformen wie Kubernetes aufrechtzuerhalten.

Bei der Entscheidung, welcher Speichertyp für verschiedene Datentypen verwendet werden soll, sollten Sie folgende Faktoren berücksichtigen:

• Kosten: Da die Kosten für Block- und Dateispeicher höher sind, entscheiden sich viele Unternehmen bei großen Datenmengen für Objektspeicher. Das Pay-as-you-consume-Modell der Objektspeicherung bietet erhebliche Einsparungen für die Speicherung großer Datenmengen. Dieser Vorteil steht im Gegensatz zu den Vorabinvestitionen in Hardware, die für Block- und Dateispeicher erforderlich sind.
• Einfache Verwaltung: Dank der Metadaten und Suchfunktionen ist Objektspeicher die erste Wahl für große Datenmengen. Die Dateispeicherung mit ihrem hierarchischen Organisationssystem eignet sich besser für geringere Datenmengen.
• Volumen: Unternehmen mit hohen Datenmengen entscheiden sich häufig für Objekt- oder Blockspeicher.
• Abrufbarkeit: Daten sind aus allen drei Speichertypen relativ gut abrufbar, wobei Datei- und Objektspeicher in der Regel leichter zugänglich sind.
• Umgang mit Metadaten: Objektspeicher dienen in der Regel besser zur Bereitstellung von Informationen mit umfangreichen Metadaten als Dateispeicher, die nur grundlegende Metadaten enthalten.
• Datenschutz: Gespeicherte Daten müssen vor Datenverstößen und Cybersicherheitsrisiken geschützt werden. Zu den wirksamen Datensicherheitsmaßnahmen für die Speicherung gehören die Automatisierung für Sonderberechtigungen, Verschlüsselung, Datenmaskierung und Schwärzung sensibler Dateien.
• Speicheranwendungsfälle: Jeder Speichertyp ist für unterschiedliche Anwendungsfälle und Workflows am effektivsten. Durch das Verständnis ihrer spezifischen Speicheranforderungen können Unternehmen den Typ auswählen, der für die meisten ihrer Speicheranwendungsfälle am besten geeignet ist.

Die richtige Speicherzusammensetzung hängt von Ihren spezifischen betrieblichen Anforderungen und Datenmerkmalen ab. Bewerten Sie bei der Planung Ihrer Speicherarchitektur Ihr Datenvolumen, Ihre Leistungsanforderungen, Ihre Budgetbeschränkungen und Ihre Wachstumsprognosen.

Richtlinien für die strategische Speicherauswahl:

1. Object Storage eignet sich am besten für unstrukturierte Daten, generative KI-Workloads und KI-/ML-Anwendungen, die eine massive Skalierbarkeit zu geringen Kosten erfordern.
2. Die File Storage bietet eine vertraute, hierarchische Organisation, ideal für Zusammenarbeit, Dokumentenmanagement und kleinere Unternehmen.
3. Blockspeicher bietet hohe Leistung für Datenbanken, virtuelle Maschinen und Anwendungen, die einen konsistenten Zugriff mit geringer Latenz erfordern.

Die meisten Unternehmen implementieren hybride Ansätze, bei denen die Speichertypen strategisch miteinander kombiniert werden. Ein Unternehmen könnte zum Beispiel Folgendes verwenden:

• Objektspeicherung für Data Lakes und Content Delivery.

• Blockspeicher für ihre Transaktionsdatenbanken und virtuellen Maschinen.

• Dateispeicherung für Mitarbeiterzusammenarbeit und Dokumentenmanagementsysteme.

Die Datenspeicherung verzeichnet weiterhin ein enormes Wachstum. Eine Studie von Fortune Business Insights prognostiziert, dass der weltweite Markt für Datenspeicherung von 255,29 Milliarden USD im Jahr 2025 auf 774,00 Milliarden USD im Jahr 2032 wachsen wird. Dieses Wachstum entspricht einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 17,2 % während des Prognosezeitraums.²

Die Grenzen zwischen den verschiedenen Speichertypen verschieben sich. Datei- und Objektspeicherung konvergieren miteinander, mit einheitlichen Softwareplattformen, die eine hierarchische Organisation mit skalierbaren Metadatenfunktionen kombinieren. Mittlerweile gewinnt Objektspeicherung durch die Integration von KI an Intelligenz und klassifiziert und ordnet Daten automatisch anhand von Nutzungsmustern.

Mit Blick auf die Zukunft dürfte die richtige Kombination von Speicheransätzen der Schlüssel zum Aufbau von Speicherarchitekturen sein, die sich effizient an wachsende Workloads und zunehmende Datenkomplexität anpassen lassen.