Object storage versus file storage versus block storage: qual é a diferença?

Cada sistema de armazenamento atende a casos de uso diferentes, com forças e limitações distintas, dependendo dos requisitos das aplicações e cargas de trabalho. 

Conhecer as diferenças entre essas opções ajuda as empresas a escolher soluções de armazenamento personalizadas e escaláveis que atendam às necessidades atuais e estimulem o crescimento a longo prazo.

Sistemas de armazenamento baseados em objetos dividem os dados em unidades separadas e autocontidas armazenadas em um ambiente plano, com todos os objetos no mesmo nível. Não há pastas ou subdiretórios como aqueles usados no file storage.

Além disso, o object storage não armazena todos os dados juntos em um único arquivo. Os objetos também contêm metadados, que são informações sobre o arquivo que ajudam no processamento e na usabilidade. Os usuários podem definir o valor dos metadados de chave fixa com object storage ou podem criar a chave e o valor para metadados personalizados associados a um objeto.

Em vez de usar um nome de arquivo e caminho para acessar um objeto, cada objeto tem um número exclusivo. Diferentemente do file storage, deve-se usar uma interface de programação de aplicativos (API) para acessar e gerenciar objetos. Os objetos podem ser armazenados localmente em discos rígidos de computadores e servidores de nuvem pública.

Essa abordagem baseada em APIs tornou o object storage ideal para ambientes de nuvem, onde substituiu amplamente os sistemas tradicionais de armazenamento em fita devido a suas vantagens de escalabilidade, acessibilidade e gerenciamento.

Embora o armazenamento em fita fosse historicamente importante para fins de backup e arquivamento, o object storage baseado na nuvem agora oferece soluções mais flexíveis e acessíveis para retenção de dados no longo prazo. Os fornecedores de soluções líderes de object storage incluem o Amazon S3 da AWS, o Google Cloud Storage, o Microsoft Azure Blob Storage e o IBM Cloud Object Storage.

Confira o vídeo a seguir para um mergulho mais profundo no object storage.

• Lida com grandes quantidades de dados não estruturados:  os sistemas de object storage armazenam e gerenciam com eficiência grandes volumes de dados não estruturados, o que se tornou crítico para cargas de trabalho envolvendo inteligência artificial (IA), aprendizado de máquina (ML) e análise de big data. Atualmente, os dados não estruturados representam 90% de todos os dados gerados pelas empresas.¹ Confira "Dados estruturados versus dados não estruturados: qual é a diferença?" para saber mais.
• Modelo de consumo acessível: o object storage proporciona eficiência de custo. Em vez de pagar antecipadamente por uma quantidade definida de armazenamento, como é familiar para o file storage, você compra somente o object storage necessário sob demanda.
• Escalabilidade ilimitada e alta durabilidade: com um modelo baseado em consumo, você pode adicionar quanto armazenamento extra for necessário, até mesmo petabytes ou mais, garantindo uma solução escalável. Ao mesmo tempo, os mecanismos integrados de redundância e proteção de dados proporcionam alta durabilidade, protegendo seus dados no longo prazo.
• Vastos recursos de metadados: metadados são armazenados com os objetos para que os usuários possam obter valor rapidamente dos dados e recuperar com mais facilidade o objeto de que precisam.
• Busca avançada: o object storage permite que os usuários pesquisem metadados, conteúdos de objetos e outras propriedades.

• Bloqueio de arquivos limitado: o object storage não possui os mecanismos tradicionais de bloqueio de arquivos, embora os serviços modernos ofereçam retenção em nível de objeto e controles de versão que funcionam de maneira diferente dos bloqueios de sistema de arquivos.
• Maior latência em comparação com outros tipos de armazenamento: o object storage tradicionalmente tem maior latência do que o block storage para cargas de trabalho transacionais, embora as implementações modernas tenham melhorado o desempenho em muitos casos de uso.
• Limitações de modificação de parte de arquivo único: depois que um objeto é criado, você não pode modificá-lo no lugar. Em vez disso, você cria uma nova versão, embora os serviços modernos ofereçam recursos de versionamento para gerenciar as atualizações de forma eficaz.

• Gerenciamento de dados de IoT: a capacidade de dimensionar rapidamente e recuperar dados com facilidade torna o object storage uma boa opção para o rápido aumento da quantidade de dados de IoT que estão sendo coletados e gerenciados na edge.
• Arquivamento e conformidade de e-mail: as organizações usam object storage para retenção de e-mails de longo prazo, arquivamento de conformidade e backup de sistemas de e-mail baseados em nuvem , como Microsoft 365 e Google Workspace.
• Backup/recuperação de desastres: o object storage é frequentemente usado para backup/recuperação de desastres, onde as demandas de desempenho são menores.
• Monitoramento de vídeo o object storage oferece uma solução econômica para armazenamento de vídeo extenso e retenção de filmagens de longo prazo.
• Dados de treinamento de IA/ML:  com escalabilidade integrada e recursos de metadados, o object storage é adequado para armazenar grandes conjuntos de dados usados em treinamento de modelos de aprendizado de máquina e aplicações de IA.
• Redes de entrega de conteúdo (CDNs): o object storage fornece a base para redes de entrega de conteúdo (CDNs), que fornecem conteúdo da web, imagens e arquivos de mídia globalmente com alta disponibilidade e desempenho.
• Análise em tempo real: as organizações usam o object storage para armazenar dados de streaming e logs que alimentam plataformas de análise de dados para business intelligence e insights operacionais.

File storage é um método de armazenar e organizar dados em uma estrutura hierárquica por meio de arquivos e pastas (ou diretórios). A aplicação salva dados em um único arquivo e determina o tipo de extensão do arquivo com base no formato do arquivo (.jpg, .docx, .txt).

Quando você salva um documento em uma rede corporativa ou no disco rígido do seu computador, está usando o file storage.

Os arquivos também podem ser armazenados em um dispositivo de armazenamento conectado à rede (NAS). Esses dispositivos são projetados para file storage, tornando-os uma opção mais rápida do que os servidores de rede geral. Outros exemplos de dispositivos de file storage incluem sistemas de file storage baseados em nuvem, unidades de rede, discos rígidos de computador e unidades flash.

A estrutura hierárquica, com suas pastas e subpastas, facilita a localização e o gerenciamento de arquivos. Para acessar um arquivo, o usuário seleciona ou insere o caminho do arquivo, que inclui os subdiretórios e o nome do arquivo. A maioria dos usuários gerencia o file storage por meio de um sistema de arquivos simples, como um file manager.

Exemplos de dados normalmente salvos por meio de file storage incluem apresentações, relatórios, planilhas, gráficos, fotos e outros documentos. O file storage é familiar para a maioria dos usuários, permitindo que eles definam direitos e limites de acesso a dados. No entanto, gerenciar uma grande quantidade de arquivos e custos de hardware pode se tornar um desafio.

O vídeo a seguir fornece uma visão mais detalhada do file storage e do block storage.

• Navegação simples: com um número pequeno a moderado de arquivos, os usuários podem localizar e acessar facilmente os arquivos de destino por meio de estruturas de pastas familiares.

• Intuitivo para a maioria dos usuários: como o tipo de armazenamento mais comum para os usuários finais, pessoas com conhecimentos básicos de informática podem navegar facilmente pelo file storage com uma curva de aprendizado mínima.

• Controle direto do usuário: usando uma interface simples, os usuários finais podem criar, migrar e excluir seus arquivos de forma independente, sem a necessidade de suporte administrativo.

• Controles de acesso detalhados: usuários e administradores podem definir arquivos como graváveis, somente leitura ou bloqueados com proteção por senha para um compartilhamento seguro de arquivos.

• Gerenciamento difícil de escalar: o gerenciamento de arquivos se torna cada vez mais complicado à medida que as estruturas de pastas crescem, levando a pesquisas mais lentas e redução da produtividade na organização.

• Ajuste ruim para dados não estruturados: embora seja possível armazenar dados não estruturados, como texto, atividade móvel, postagens em redes sociais e dados de sensores de IoT no file storage, ele não é ideal para armazenar grandes volumes.

• Altos custos em escala no local: a expansão de armazenamento exige a compra de dispositivos de hardware extras quando os limites de capacidade são atingidos, embora os serviços de file storage baseados em nuvem tenham lidado principalmente com as limitações de escalabilidade.

• Colaboração de documentos: o file storage permite que as equipes trabalhem juntas em documentos compartilhados por meio de acesso centralizado. Sistemas modernos de file storage baseados na nuvem, como Google Drive, Microsoft OneDrive e Dropbox, incluem controle de versão integrado e funcionalidades de colaboração em tempo real que gerenciam automaticamente edições simultâneas e preservam o histórico do documento.

• Backup e recuperação: backup em nuvem e dispositivos de backup externo normalmente usam file storage para criar cópias das versões mais recentes dos arquivos.

• Arquivamento: devido à capacidade de definir permissões em nível de arquivo para dados confidenciais e à simplicidade do gerenciamento, muitas organização usam o file storage para arquivar documentos por motivos de conformidade ou históricos.

O block storage envolve a divisão de dados em blocos fixos e o armazenamento separado com identificadores distintos. Os blocos podem ser armazenados em diferentes ambientes; por exemplo, você pode salvar um bloco no Windows e o restante no Linux. Quando um usuário recupera um bloco, o sistema de armazenamento remonta os blocos em uma única unidade.

Block storage é o armazenamento padrão para unidades de disco rígido e dados atualizados com frequência. Você pode armazenar blocos em redes de área de armazenamento (SANs), sistemas de armazenamento conectados à rede (NASs), unidades de estado sólido (SSDs) ou em ambientes de armazenamento em nuvem.

Os sistemas de block storage têm sido um dos pilares do setor de tecnologia há décadas. Enquanto as organizações adotam cada vez mais object storage para dados não estruturados em grande escala e file storage para necessidades de colaboração, o block storage continua sendo essencial para aplicações de alto desempenho que exigem acesso consistente e baixa latência. A escolha entre tipos de armazenamento depende de requisitos de cargas de trabalho específicos, em vez de uma abordagem substituir outra.

• Velocidade: quando todos os blocos são armazenados localmente ou próximos, o block storage tem alto desempenho com baixa latência para recuperação de dados, tornando-se uma escolha comum para dados críticos de negócios.

• Confiabilidade: como os blocos são armazenados em unidades autocontidas, o block storage tem uma baixa taxa de falhas e é compatível com data replication para maior confiabilidade.

• Fácil de modificar: a alteração de um bloco não exige a criação de um novo bloco; em vez disso, você pode criar uma nova versão.

• Falta de metadados: o block storage não contém metadados, o que o torna menos utilizável para armazenamento de dados não estruturados.

• Capacidade de pesquisa limitada: grandes volumes de dados em blocos rapidamente se tornam incontroláveis devido aos recursos de pesquisa limitados.

• Alto custo: comprar block storage extra é caro e, muitas vezes, proibitivo em termos de custo em alta escala.

• Bancos de dados: como o block storage tem alto desempenho e é compatível com perações de atualização contínuas, muitas organizações o utilizam para armazenar dados em bancos de dados transacionais.
• Aplicações empresariais: aplicações críticas de negócios, como ERP, CRM e sistemas financeiros, dependem do block storage para desempenho consistente e integridade de dados.
• Volumes de sistema de arquivos de máquinas virtuais (VMFS): as organizações frequentemente usam o block storage para implementar volumes de armazenamento VMFS em ambientes virtualizados. Por exemplo, ao implementar máquinas virtuais (VMs) em uma empresa, o block storage permite criar e formatar um volume especificamente para VMFS, que é o sistema de arquivos em clusters de alto desempenho da VMware. Esse recurso permite que vários nós de servidores físicos (como hosts ESXi) acessem o mesmo volume VMFS simultaneamente, possibilitando que executem e gerenciem várias máquinas virtuais. Além disso, o block storage permite a instalação de sistemas operacionais (SOs) em discos virtuais armazenados no volume VMFS. Depois de implementadas, as VMs podem compartilhar arquivos e serviços por meio dos recursos nativos de compartilhamento de arquivos de seus SOs.
• Aplicações de alto desempenho: aplicações de missão crítica que exigem desempenho de armazenamento consistente e de baixa latência dependem de block storage para a experiência do usuário (UX).
• Volumes persistentes de contêineres: as aplicações modernas conteinerizadas usam block storage para manter a persistência de dados entre ciclos de vida de contêineres e dentro de plataformas automatizadas de orquestração de contêineres, como o Kubernetes.

Ao determinar o tipo de armazenamento a ser usado para diferentes tipos de dados, considere estes fatores:

• Custo: como os custos envolvidos com o block storage e o file storage são maiores, muitas organização escolhem o object storage para grandes volumes de dados. O modelo de pagamento conforme o consumo do object storage oferece economias significativas para armazenamento de dados em grande escala. Essa vantagem contrasta com os investimentos iniciais em hardware necessários para o block storage e o file storage.
• Facilidade de gerenciamento:  os metadados e a capacidade de pesquisa tornam o object storage a melhor escolha para grandes volumes de dados. O file storage, com sua organização hierárquica, é mais apropriado para volumes menores de dados.
• Volume: organizações com grandes volumes de dados geralmente escolhem o object storage ou o block storage.
• Recuperação: os dados são relativamente recuperáveis de todos os três tipos de armazenamento, embora o file storage e o object storage seja geralmente mais fácil de acessar.
• Manipulação de metadados: o object storage normalmente serve informações com metadados extensos melhor do que o file storage, que contém apenas metadados básicos.
• Proteção de dados: os dados armazenados devem ser protegidos contra violações de dados e ameaças à cibersegurança. Medidas eficazes de segurança de dados para armazenamento incluem automação para permissões especiais, criptografia, mascaramento de dados e redação de arquivos confidenciais.
• Casos de uso de armazenamento: cada tipo de armazenamento é mais eficaz para diferentes casos de uso e fluxos de trabalho. Ao compreender suas necessidades específicas de armazenamento, as organizações podem selecionar o tipo que se adapta à maioria de seus casos de uso de armazenamento.

A combinação correta de armazenamentos depende de suas necessidades operacionais específicas e das características dos dados. Avalie seu volume de dados, requisitos de desempenho, restrições orçamentárias e projeções de crescimento ao planejar sua arquitetura de armazenamento.

Diretrizes para seleção de armazenamento estratégico:

1. O object storage funciona melhor para dados não estruturados, cargas de trabalho deIA generativa e aplicações de IA/ML que exigem escalabilidade maciça por baixo custo.
2. O file storage oferece uma organização familiar e hierárquica, ideal para colaboração, gerenciamento de documentos e operações de menor escala.
3. O block storage oferece alto desempenho para bancos de dados, máquinas virtuais e aplicações que exigem acesso consistente e baixa latência.

A maioria das organizações implementa abordagens híbridas, combinando estrategicamente os tipos de armazenamentos. Por exemplo, uma empresa pode ter o seguinte uso:

• Object storage para data lakes e entrega de conteúdo.

• Block storage para seus bancos de dados transacionais e máquinas virtuais.

• File storage para sistemas de colaboração de funcionários e gerenciamento de documentos.

O armazenamento de dados continua experimentando um enorme crescimento. Um estudo da Fortune Business Insights projeta que o tamanho do mercado global de armazenamento de dados crescerá de US$ 255,29 bilhões em 2025 para US$ 774,00 bilhões até 2032. Esse crescimento reflete uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 17,2% durante o período da previsão.²

Os limites entre os tipos de armazenamentos estão mudando. O file storage e o object storage estão convergindo, com plataformas de software unificadas que combinam organização hierárquica com recursos de metadados escaláveis. Enquanto isso, o object storage está ganhando inteligência por meio da integração da IA, classificando e organizando dados automaticamente com base em padrões de uso.

Olhando para o futuro, espera-se que a adoção da combinação certa de abordagens de armazenamento seja fundamental para construir arquiteturas de armazenamento que escalem de forma eficiente com a evolução das cargas de trabalho e a complexidade dos dados.