¿Qué es el almacenamiento en bloque?

El almacenamiento en bloque divide los datos en bloques y luego los almacena como piezas separadas, cada una con un identificador único. La SAN coloca esos bloques de datos donde sea más eficiente. Eso significa que puede almacenar esos bloques en diferentes sistemas y cada bloque puede configurarse (o particionarse) para que funcione con diferentes sistemas operativos.

El almacenamiento en bloque también desacopla los datos de los entornos de los usuarios, lo que permite distribuirlos entre múltiples entornos. Esto crea múltiples rutas a los datos y permite al usuario recuperarlos rápidamente. Cuando un usuario o aplicación solicita datos de un sistema de almacenamiento en bloque, el sistema de almacenamiento subyacente vuelve a ensamblar los bloques de datos y presenta los datos al usuario o aplicación.

El almacenamiento en bloque no está solo en el mundo del almacenamiento de datos. Los desarrolladores también utilizan otros sistemas, como el almacenamiento de objetos y el almacenamiento de archivos. Si bien el objetivo final de cada uno es proporcionar datos a los usuarios y las aplicaciones, cada uno de esos métodos de almacenamiento se dedica a almacenar y recuperar datos de manera diferente.

El almacenamiento de objetos, que también se conoce como almacenamiento basado en objetos, divide los archivos de datos en piezas llamadas objetos. A continuación, los almacena en un único repositorio que puede distribuirse entre varios sistemas conectados en red.

En la práctica, las aplicaciones gestionan todos los objetos, eliminando la necesidad de un sistema de archivos tradicional. Cada objeto recibe un ID único, que las aplicaciones utilizan para identificar el objeto. Y cada objeto almacena metadatos, es decir, información sobre los archivos almacenados en el objeto.

Una diferencia importante entre el almacenamiento de objetos y el almacenamiento en bloque es cómo cada uno maneja los metadatos. En almacenamiento de objetos, los metadatos se pueden personalizar para incluir información adicional y detallada sobre los archivos de datos almacenados en el objeto.

Por ejemplo, los metadatos que acompañan a un archivo de vídeo podrían personalizarse para indicar dónde se realizó el vídeo y el tipo de cámara utilizada para grabarlo. Incluso puede incluir detalles como qué sujetos se capturaron en cada fotograma. En el almacenamiento en bloque, los metadatos se limitan a los atributos básicos de los archivos.

El almacenamiento en bloque es más adecuado para archivos estáticos que no se modifican con frecuencia, ya que cualquier cambio realizado en un archivo da lugar a la creación de un nuevo objeto.

El almacenamiento de archivos, que también se conoce como almacenamiento a nivel de archivo o basado en archivos, normalmente se asocia con la Tecnología de almacenamiento adjunto de red (NAS). NAS presenta el almacenamiento a los usuarios y las aplicaciones utilizando la misma ideología que un sistema de archivos de red tradicional.

En otras palabras, el usuario o la aplicación recibe datos a través de árboles de directorios, carpetas y archivos individuales. Esto funciona de manera similar a una unidad de disco duro local. Sin embargo, el NAS o el sistema operativo de red (NOS) gestionan los derechos de acceso, el uso compartido de archivos, el bloqueo de archivos y otros controles.

El almacenamiento de archivos puede ser muy fácil de configurar, pero el acceso a los datos está limitado por una única ruta a los datos, lo que puede afectar el rendimiento en comparación con el almacenamiento de bloques o almacenamiento de objetos. El almacenamiento de archivos también solo funciona con protocolos comunes a nivel de archivo, como un sistema de archivos de nueva tecnología (NTFS) para Windows o un sistema de archivos de red (NFS) para Linux. Esto podría limitar la usabilidad en sistemas diferentes.

Vea a Bradley Knapp explicar los dos tipos de almacenamiento más utilizados: almacenamiento en bloque y almacenamiento de archivos, incluyendo sus diferencias, beneficios y casos de uso.

El almacenamiento en bloque permite la creación de volúmenes de almacenamiento sin procesar, a los que se pueden conectar los sistemas operativos basados en servidor. Puede tratar esos volúmenes sin procesar como discos duros individuales. Esto le permite utilizar el almacenamiento en bloque para casi cualquier tipo de aplicación, incluido el almacenamiento de archivos, el almacenamiento de bases de datos, los volúmenes del sistema de archivos de máquina virtual y más.

Tomemos, por ejemplo, la implementación de máquinas virtuales en una empresa. Con el almacenamiento en bloque, puede crear y formatear fácilmente un volumen de almacenamiento basado en bloques para almacenar el VMFS. A continuación, un servidor físico puede conectarse a ese bloque, creando varias máquinas virtuales. Además, la creación de un volumen basado en bloques, la instalación de un sistema operativo y la conexión a ese volumen permiten a los usuarios compartir archivos utilizando ese sistema operativo nativo.

Las implementaciones de nube privada son otro uso excelente del almacenamiento en bloque. Para una inmersión más profunda en las nubes privadas y el almacenamiento en bloque, consulte la explicación de IBM® Garage sobre la virtualización para ampliar la nube privada virtualizada mediante el almacenamiento en bloque y de archivos.

La flexibilidad inherente del almacenamiento en bloque lo hace ideal para contenedores. Los contenedores abstraen las aplicaciones de los sistemas operativos, al igual que la virtualización abstrae los sistemas operativos del hardware físico. Con el almacenamiento en bloque, puede definir y lanzar contenedores rápidamente. Los contenedores se benefician de la velocidad del almacenamiento en bloques y de la capacidad nativa de un único host para montar varios bloques.

Los desarrolladores suelen implementar el almacenamiento en bloque mediante una red de área de almacenamiento. Una SAN es una red informática que proporciona acceso al almacenamiento de datos. Las SAN presentan almacenamiento en bloque a otros sistemas en red como si esos bloques fueran dispositivos conectados localmente.

Por ejemplo, un servidor puede conectarse a una SAN mediante una conexión de red de datos, como Fibre Channel, Internet Small Computer System Interface (iSCSI) o InfiniBand. Esta conexión permite al servidor acceder a un bloque como si fuera un volumen al que se accede localmente. También puede configurar varias cabinas de almacenamiento en una SAN y conectar varios servidores a la SAN.

Una SAN consta de muchos elementos o capas. La primera es la capa de host, que consiste en el servidor que ejecuta un sistema operativo de red que está conectado a la red de datos a través de una tarjeta adaptadora de bus de host (HBA). La tarjeta HBA, a su vez, se conecta a la red de almacenamiento mediante un cable.

La capa host está conectada a la capa de estructura, que es un conjunto de dispositivos, como conmutadores SAN, enrutadores, puentes de protocolo, dispositivos de puerta de enlace y cables. La capa de estructura interactúa con la capa de almacenamiento, que consta de los dispositivos de almacenamiento físico, como unidades de disco, cinta magnética o medios ópticos.

El almacenamiento en bloque, por sí solo, no proporciona mucha redundancia, lo que hace que las matrices RAID sean una consideración importante para cualquier implementación del almacenamiento en bloque de misión crítica. La RAID (matriz redundante de discos independientes) protege los datos escribiéndolos en dos o más unidades. Si un disco falla, la información de los otros discos generalmente puede reemplazarlo sin que los usuarios se den cuenta de una interrupción.

Las alternativas de código abierto a las soluciones SAN tradicionales centradas en el proveedor están en auge, con nuevos proyectos que surgen casi a diario, mientras que los proyectos establecidos siguen mejorando y añadiendo características. El proyecto de código abierto FreeNAS ofrece almacenamiento en bloque y RAID definido por software. Openfiler es otra solución de código abierto de almacenamiento que incluye soporte para almacenamiento en bloque y RAID.

Aunque el código abierto es muy prometedor en el sector del almacenamiento, requiere experiencia para garantizar el éxito, lo que significa que los administradores de almacenamiento de hoy en día necesitarán proveedores de soporte y servicio.

El almacenamiento en bloque como servicio (BSSaaS) entra en la categoría mucho más amplia de almacenamiento empresarial como servicio (ESaaS). Dentro de ESaaS, aquellos que buscan almacenamiento en la nube pueden seleccionar entre almacenamiento en bloque, de archivos o de objetos para satisfacer sus necesidades de almacenamiento de datos. En la mayoría de los casos, al trabajar con ESaaS, los usuarios también deberán elegir una solución IaaS o PaaS e implementar aplicaciones y servidores directamente en la nube.

La capacidad de satisfacer la demanda es crítica cuando se trata de almacenamiento. El consumo de almacenamiento ha crecido a un ritmo exponencial. Dado que el almacenamiento en bloque es independiente de los recursos, el escalado horizontal no requiere más que crear volúmenes de almacenamiento en bloque adicionales con un proveedor de ESaaS.

Para las empresas que utilizan un enfoque de cloud híbrido, el escalado horizontal puede requerir la compra de unidades de disco duro adicionales o matrices RAID, pero el proceso real de escalado sigue siendo relativamente el mismo. El aprovisionamiento de volúmenes de almacenamiento en bloque adicionales es el requisito principal para aumentar la cantidad de almacenamiento disponible. Obtenga más información sobre el almacenamiento a escala y en bloque.