文件存儲(chǔ)

文件存儲(chǔ)是一種將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件中，文件在文件夾中組織，而文件夾則在目錄或子目錄的層次結(jié)構(gòu)中組織的存儲(chǔ)方式。

通常，NAS產(chǎn)品都是文件級(jí)存儲(chǔ)。

NAS（Network Attached Storage）：是一套網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備，通常是直接連在網(wǎng)絡(luò)上并提供資料存取服務(wù)，一套 NAS 儲(chǔ)存設(shè)備就如同一個(gè)提供數(shù)據(jù)文件服務(wù)的系統(tǒng)，特點(diǎn)是性?xún)r(jià)比高。例如教育、政府、企業(yè)等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用。

它采用NFS或CIFS命令集訪問(wèn)數(shù)據(jù)，以文件為傳輸協(xié)議，通過(guò)TCP/IP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)，可擴(kuò)展性好、價(jià)格便宜、用戶(hù)易管理，如目前在集群計(jì)算中應(yīng)用較多的NFS文件系統(tǒng)，但由于NAS的協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)高、帶寬低、延遲大，不利于在高性能集群中應(yīng)用。

文件存儲(chǔ)典型設(shè)備：FTP、NFS服務(wù)器

為了克服文件無(wú)法共享的問(wèn)題，所以有了文件存儲(chǔ)。

文件存儲(chǔ)，就是在文件系統(tǒng)一層對(duì)外提供服務(wù)，系統(tǒng)只用訪問(wèn)文件系統(tǒng)一級(jí)就可以，各個(gè)系統(tǒng)都可以根據(jù)接口取訪問(wèn)。

文件存儲(chǔ)也有軟硬一體化的設(shè)備，但是其實(shí)一臺(tái)普通的PC機(jī)，只要裝上合適的操作系統(tǒng)和軟件，就可以假設(shè)FTP與NFS服務(wù)了，架上該類(lèi)服務(wù)之后的服務(wù)器，就是文件存儲(chǔ)的一種了。

主機(jī)A可以直接對(duì)文件存儲(chǔ)進(jìn)行文件的上傳和下載，與塊存儲(chǔ)不同，主機(jī)A是不需要再對(duì)文件存儲(chǔ)進(jìn)行格式化的，因?yàn)槲募�管理功能已�?jīng)由文件存儲(chǔ)自己搞定了。

文件存儲(chǔ)方式有以下幾種：

1、連續(xù)空間分配：文件的數(shù)據(jù)在磁盤(pán)上是一整塊連續(xù)的空間，通過(guò)文件頭記錄文件的起始?jí)K和長(zhǎng)度，支持隨機(jī)訪問(wèn)，但容易產(chǎn)生碎片和擴(kuò)展困難。

2、鏈?zhǔn)椒峙洌何募�的�?shù)據(jù)在磁盤(pán)上是離散的空間，每個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含指向下一個(gè)數(shù)據(jù)塊的指針，形成一個(gè)鏈表，可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，但不支持隨機(jī)訪問(wèn)，且穩(wěn)定性差。

3、索引分配：文件的數(shù)據(jù)在磁盤(pán)上是離散的空間，通過(guò)一個(gè)索引塊記錄文件的所有數(shù)據(jù)塊的位置，可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，支持隨機(jī)訪問(wèn)，但需要額外的索引空間。

4、混合分配：文件的數(shù)據(jù)在磁盤(pán)上是離散的空間，通過(guò)多層索引或者索引和鏈表的結(jié)合來(lái)記錄文件的數(shù)據(jù)塊位置，可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，支持隨機(jī)訪問(wèn)，適合不同大小的文件。

文件存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)如下：

1、文件存儲(chǔ)是最簡(jiǎn)單、最熟悉、最直接的存儲(chǔ)方式，用戶(hù)可以通過(guò)路徑來(lái)定位和訪問(wèn)文件，無(wú)需編寫(xiě)應(yīng)用或代碼。

2、文件存儲(chǔ)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ) (NAS) 設(shè)備或云存儲(chǔ)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的集中和共享，方便多個(gè)用戶(hù)在局域網(wǎng) (LAN) 或互聯(lián)網(wǎng)上訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

3、文件存儲(chǔ)使用常見(jiàn)的文件級(jí)協(xié)議，如服務(wù)器消息塊 (SMB)、通用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng) (CIFS) 或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) (NFS)，具有良好的兼容性和靈活性。

4、文件存儲(chǔ)可以提供一定程度的數(shù)據(jù)保護(hù)和備份，將文件存儲(chǔ)在獨(dú)立的、連接到 LAN 的存儲(chǔ)設(shè)備上，或者將文件復(fù)制到分布在多個(gè)地理位置的數(shù)據(jù)中心中。

5、文件存儲(chǔ)可以降低成本，使用 NAS 設(shè)備或云存儲(chǔ)服務(wù)可以減少場(chǎng)內(nèi)硬件的升級(jí)和維護(hù)費(fèi)用。

文件存儲(chǔ)缺點(diǎn)：

1、文件存儲(chǔ)的讀寫(xiě)速率低，傳輸速率慢：以太網(wǎng)，上傳下載速度較慢，另外讀寫(xiě)操作都分布到單臺(tái)服務(wù)器，與磁陣的并行寫(xiě)相比性能差距較大。

2、文件存儲(chǔ)不利于不同操作系統(tǒng)主機(jī)間的數(shù)據(jù)共享，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)使用不同的文件系統(tǒng)，格式化完成后，不同文件系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)是無(wú)法共享的。

3、文件存儲(chǔ)不支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作，如追加寫(xiě)、截?cái)鄬?xiě)、稀疏寫(xiě)等，也不支持分布式事務(wù)和一致性保證。

4、文件存儲(chǔ)不適合存儲(chǔ)海量的小文件或大文件，因?yàn)闀?huì)造成目錄結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜或單個(gè)文件過(guò)于龐大，影響性能和可靠性。

文件存儲(chǔ)的使用場(chǎng)景有以下幾種：

1、企業(yè)文件共享：文件存儲(chǔ)可以為組織中的多個(gè)員工提供安全可靠、可擴(kuò)展的共享文件存儲(chǔ)服務(wù)，支持用戶(hù)和組在文件或目錄級(jí)別上設(shè)置權(quán)限，方便數(shù)據(jù)的協(xié)作和訪問(wèn)。

2、高性能計(jì)算及大數(shù)據(jù)分析：文件存儲(chǔ)可以為高性能計(jì)算及大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序提供高吞吐量、寫(xiě)后讀一致性以及低延遲文件操作，適合機(jī)器學(xué)習(xí)、AI 訓(xùn)練、服務(wù)器日志集中處理和分析等場(chǎng)景。

3、流媒體處理：文件存儲(chǔ)可以為視頻編輯、影音制作、廣播處理、聲音設(shè)計(jì)和渲染等媒體工作流程提供共享存儲(chǔ)，縮短完成時(shí)間，提高效率。

4、內(nèi)容管理和 Web 服務(wù)：文件存儲(chǔ)可以為網(wǎng)站、在線發(fā)行、存檔等各種應(yīng)用存儲(chǔ)和提供信息，作為一種持久性強(qiáng)、吞吐量高的文件系統(tǒng)，用于各種內(nèi)容管理系統(tǒng)。

5、專(zhuān)用軟件環(huán)境：文件存儲(chǔ)可以為政府、教育、醫(yī)療等行業(yè)傳統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)遷移上云的基礎(chǔ)，通常專(zhuān)用軟件需要共享同一個(gè)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，且僅支持 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議操作。

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