文件存储是什么,文件存储优缺点,文件存储应用场景详解

文件存储

文件存储是一种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的存储方式。

通常，NAS产品都是文件级存储。

NAS（Network Attached Storage）：是一套网络储存设备，通常是直接连在网络上并提供资料存取服务，一套 NAS 储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统，特点是性价比高。例如教育、政府、企业等数据存储应用。

它采用NFS或CIFS命令集访问数据，以文件为传输协议，通过TCP/IP实现网络化存储，可扩展性好、价格便宜、用户易管理，如目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统，但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大，不利于在高性能集群中应用。

文件存储典型设备：FTP、NFS服务器

为了克服文件无法共享的问题，所以有了文件存储。

文件存储，就是在文件系统一层对外提供服务，系统只用访问文件系统一级就可以，各个系统都可以根据接口取访问。

文件存储也有软硬一体化的设备，但是其实一台普通的PC机，只要装上合适的操作系统和软件，就可以假设FTP与NFS服务了，架上该类服务之后的服务器，就是文件存储的一种了。

主机A可以直接对文件存储进行文件的上传和下载，与块存储不同，主机A是不需要再对文件存储进行格式化的，因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。

文件存储方式有以下几种：

1、连续空间分配：文件的数据在磁盘上是一整块连续的空间，通过文件头记录文件的起始块和长度，支持随机访问，但容易产生碎片和扩展困难。

2、链式分配：文件的数据在磁盘上是离散的空间，每个数据块中包含指向下一个数据块的指针，形成一个链表，可以动态扩展，但不支持随机访问，且稳定性差。

3、索引分配：文件的数据在磁盘上是离散的空间，通过一个索引块记录文件的所有数据块的位置，可以动态扩展，支持随机访问，但需要额外的索引空间。

4、混合分配：文件的数据在磁盘上是离散的空间，通过多层索引或者索引和链表的结合来记录文件的数据块位置，可以动态扩展，支持随机访问，适合不同大小的文件。

文件存储的优势如下：

1、文件存储是最简单、最熟悉、最直接的存储方式，用户可以通过路径来定位和访问文件，无需编写应用或代码。

2、文件存储可以通过网络连接存储 (NAS) 设备或云存储服务来实现文件的集中和共享，方便多个用户在局域网 (LAN) 或互联网上访问数据。

3、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)，具有良好的兼容性和灵活性。

4、文件存储可以提供一定程度的数据保护和备份，将文件存储在独立的、连接到 LAN 的存储设备上，或者将文件复制到分布在多个地理位置的数据中心中。

5、文件存储可以降低成本，使用 NAS 设备或云存储服务可以减少场内硬件的升级和维护费用。

文件存储缺点：

1、文件存储的读写速率低，传输速率慢：以太网，上传下载速度较慢，另外读写操作都分布到单台服务器，与磁阵的并行写相比性能差距较大。

2、文件存储不利于不同操作系统主机间的数据共享，因为操作系统使用不同的文件系统，格式化完成后，不同文件系统间的数据是无法共享的。

3、文件存储不支持复杂的数据操作，如追加写、截断写、稀疏写等，也不支持分布式事务和一致性保证。

4、文件存储不适合存储海量的小文件或大文件，因为会造成目录结构过于复杂或单个文件过于庞大，影响性能和可靠性。

文件存储的使用场景有以下几种：

1、企业文件共享：文件存储可以为组织中的多个员工提供安全可靠、可扩展的共享文件存储服务，支持用户和组在文件或目录级别上设置权限，方便数据的协作和访问。

2、高性能计算及大数据分析：文件存储可以为高性能计算及大数据应用程序提供高吞吐量、写后读一致性以及低延迟文件操作，适合机器学习、AI 训练、服务器日志集中处理和分析等场景。

3、流媒体处理：文件存储可以为视频编辑、影音制作、广播处理、声音设计和渲染等媒体工作流程提供共享存储，缩短完成时间，提高效率。

4、内容管理和 Web 服务：文件存储可以为网站、在线发行、存档等各种应用存储和提供信息，作为一种持久性强、吞吐量高的文件系统，用于各种内容管理系统。

5、专用软件环境：文件存储可以为政府、教育、医疗等行业传统服务架构迁移上云的基础，通常专用软件需要共享同一个文件存储系统，且仅支持 POSIX 标准协议操作。

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