Блочное (block storage) и файловое (file storage) хранилища — это два разных подхода к организации, хранению и управлению данными в вычислительных системах. Они отличаются по архитектуре, способу доступа, типу данных и сценариям применения.

Блочное хранилище (Block Storage)

Блочное хранилище работает на уровне низкоуровневых блоков данных — фиксированных по размеру сегментов (обычно по 512 байт или 4 КБ). Данные разбиваются на отдельные блоки, которые могут записываться и считываться независимо друг от друга. Блочное хранилище не имеет информации о структуре файлов — это просто набор блоков, доступных для чтения и записи.

• Принцип работы:
  Блочное устройство (например, SSD или HDD) выделяется операционной системе или виртуальной машине как отдельный том (диск). ОС форматирует этот том в файловую систему (например, NTFS, ext4), которая управляет файлами, каталогами и метаданными поверх блоков.

• Управление:
  ОС и приложения работают с файлами и каталогами, но все операции физически сводятся к чтению/записи блоков.

• Доступ:
  Предоставляется на уровне примонтированного тома, доступного для одного или нескольких серверов (в случае shared block storage).

• Производительность:
  Высокая скорость ввода-вывода и низкая задержка, благодаря прямому доступу к блокам. Подходит для операций с низкоуровневым доступом, транзакционным приложениям и базам данных.

• Гибкость:
  Позволяет создавать различные файловые системы, обеспечивать снэпшоты, тома для виртуальных машин и т.д.

• Типичные протоколы и интерфейсы:
  iSCSI, Fibre Channel, NVMe, SAS, SATA. В облаках — виртуальные диски для виртуальных машин (например, Amazon EBS, Azure Managed Disks).

Файловое хранилище (File Storage)

Файловое хранилище работает на уровне файлов и каталогов, представляя данные в привычной иерархической структуре, понятной пользователям и приложениям. Файловая система встроена в сервис, который управляет доступом к файлам через сетевые протоколы.

• Принцип работы:
  Файловое хранилище представляет собой сетевой файловый сервер, который обрабатывает запросы на создание, чтение, запись и удаление файлов и каталогов.

• Доступ:
  Предоставляется через сетевые протоколы, такие как NFS (Network File System) для Unix/Linux или SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System) для Windows. Клиенты монтируют удалённую файловую систему и работают с файлами как с локальными.

• Управление:
  Сервис файлового хранилища отвечает за поддержание структуры каталогов, разрешений доступа, блокировок файлов и целостности данных.

• Производительность:
  Как правило, выше задержка по сравнению с блочным хранилищем из-за сетевого доступа и работы на уровне файлов. Подходит для совместного использования данных, систем общего доступа и приложений с файловым вводом-выводом.

• Особенности:
  Позволяет работать с файлами совместно нескольким пользователям, поддерживает блокировки, права доступа, атрибуты файлов.

• Типичные протоколы и интерфейсы:
  NFS, SMB/CIFS, AFP (Apple Filing Protocol).

Сравнение блочного и файлового хранилищ

Когда использовать блочное хранилище

• Когда необходима высокая производительность и низкая задержка ввода-вывода.

• Для работы с базами данных, виртуальными машинами, где нужна тонкая настройка дисковой подсистемы.

• Для приложений, которые требуют прямого доступа к блочному устройству и управления файловой системой.

Когда использовать файловое хранилище

• Для совместного доступа к данным несколькими пользователями и приложениями.

• Для домашних и корпоративных файловых серверов, общих папок, медиа-библиотек.

• Когда нужно предоставить доступ по стандартным сетевым протоколам без необходимости управлять низкоуровневыми устройствами.

В итоге блочное хранилище — это «сырьё» для создания файловых систем и управления ими на уровне операционной системы, ориентированное на высокопроизводительные задачи, а файловое хранилище — готовое решение для работы с файлами и совместного использования через сеть с акцентом на удобство и совместимость.