儲存三態與檔案系統

所有儲存服務都逃不出三種型態，先把類比記牢：

• Block Storage（區塊儲存）＝ 你電腦裡的硬碟。空間切成一個個固定大小的「區塊」，作業系統直接管理、可以修改檔案的任何一小段。快、低延遲，但一顆硬碟同一時間基本上只服務一台機器。適合：開機碟、資料庫（要頻繁小量讀寫）。
• File Storage（檔案儲存）＝ 公司的共用網路資料夾。有資料夾階層、檔名，多台機器可以同時掛載共用，透過網路檔案協定（NFS/SMB，見下卡）存取。適合：多台伺服器要共看同一批檔案（網站素材、共用工作區）。
• Object Storage（物件儲存）＝ 無限大的置物櫃牆。每個檔案是一個「物件」，放進一個格子（用唯一的 key 標示），要就整個放進去、要就整個拿出來，不能只修改物件中間的一小段。沒有真正的資料夾（路徑只是 key 的一部分）。換來的是：容量幾乎無限、成本最低、天生適合網路存取。適合：備份、影音圖片、日誌、靜態網站。

File Storage 靠「網路檔案協定」讓多台機器掛載同一個資料夾。兩大協定分屬兩個陣營：

• NFS（Network File System）：Linux／Unix 世界的標準。Linux 伺服器要共用資料夾，講的就是 NFS。
• SMB（Server Message Block）：Windows 世界的標準。你在 Windows 檔案總管看到的「網路磁碟機 Z:」就是 SMB 掛出來的。
• 記法很簡單：N ＝ *nix（Linux），S ＝ 微軟（Microsoft 的 Windows）。

ch01 講過網路的 latency vs throughput，儲存也有一對容易搞混的指標：

• IOPS（Input/Output Operations Per Second）：每秒能完成幾次讀寫動作。像便利商店櫃檯「一分鐘能結帳幾個客人」——每個客人買的東西都不多，但人潮川流不息。資料庫是典型的 IOPS 重度戶：一堆分散的小筆讀寫。
• Throughput（吞吐量）：每秒能搬多少 MB 的資料。像搬家貨車「一趟能載幾噸」——次數不用多，每次都是大傢伙。影音串流、大數據分析是吞吐重度戶：連續讀寫大檔案。
• 兩者可以脫鉤：小筆隨機讀寫很多（高 IOPS）不代表總量大；連續讀一個 10GB 大檔（高吞吐）也只算少少幾次 I/O。
• SSD vs HDD 的分工正好對應：SSD 擅長 IOPS（沒有機械手臂，隨機存取快）；HDD 便宜、順序讀寫吞吐不差，適合大檔連續存取。

這兩個詞在 S3 的介紹裡一定會遇到，而且考試專門考你會不會混淆：

• 耐久性（Durability）：資料會不會「永遠消失」。類比：存摺裡的錢還在不在。S3 標準級的耐久性是 11 個 9（99.999999999%）——存一千億個物件，平均一年才可能弄丟一個。做法：每個物件自動複製到至少 3 個 AZ。
• 可用性（Availability）：現在這一刻「拿不拿得到」。類比：銀行今天有沒有開門——沒開門不代表你的錢不見了。S3 標準級可用性約 99.99%，代表一年可能有幾十分鐘連不上，但資料完好。
• 兩者可以分家：某儲存級別（如 S3 One Zone-IA）可用性較低、耐久性照樣 11 個 9；反之，一個服務可能隨時連得上（高可用）但弄丟過資料（低耐久）。

把本章串起來，拿到任何儲存場景先問三個問題：

• ① 誰要存取？
  ・單台機器的系統碟／資料庫碟 → Block（EBS）
  ・多台機器同時共用 → File（EFS/FSx）
  ・透過網路給應用程式或全世界讀 → Object（S3）
• ② 存取模式？
  ・頻繁小量隨機讀寫（資料庫）→ 高 IOPS（SSD）
  ・連續大檔（影音、日誌、分析）→ 高吞吐（HDD 也行、更省）
  ・整檔上傳下載、不改中間 → Object 天生適合
• ③ 多久拿一次？（這決定 S3 的儲存級別）
  ・常拿 → 標準級；偶爾拿 → IA（低頻存取）；幾乎不拿、可等幾小時 → Glacier 冷儲存（像把東西封箱送到郊區倉庫：保管費超便宜，取件要等）。