Storage a blocchi

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Storage a blocchi

Questa guida illustra i concetti fondamentali dello storage a blocchi - un tipo di storage utilizzato per archiviare i file di dati su SAN (Storage Area Network) o su piattaforme cloud.

Cos'è lo storage a blocchi?

Lo storage a blocchi, in alcuni casi indicato come storage a livello di blocco, è una tecnologia utilizzata per archiviare file di dati in ambienti di storage SAN (Storage Area Network) o basati su cloud. Gli sviluppatori preferiscono lo storage a blocchi per le situazioni in cui è richiesto un trasferimento di dati rapido, efficiente ed affidabile.

Lo storage a blocchi suddivide i dati in blocchi ed archivia tali blocchi come parti separate, ognuna con un identificativo univoco. SAN posiziona tali blocchi di dati nei punti in cui è più conveniente. Ciò significa che i blocchi possono essere archiviati su sistemi differenti e ciascun blocco può essere configurato (o partizionato) in modo da funzionare con sistemi operativi differenti.

Lo storage a blocchi, inoltre, annulla l'associazione tra dati ed ambienti degli utenti, consentendo di distribuire i dati su più ambienti. Questo crea più percorsi verso i dati e consente agli utenti di richiamarli rapidamente. Quando un utente o un'applicazione richiede i dati da un sistema di archiviazione a blocchi, il sistema di storage sottostante riassembla i blocchi di dati e presenta i dati all'utente o all'applicazione.

Storage a blocchi, di oggetti e di file

Lo storage a blocchi non è l'unico tipo di storage di dati disponibile. Gli sviluppatori utilizzano anche altri sistemi, come lo storage di oggetti e lo storage di file. Sebbene l'obiettivo finale di ciascun metodo di storage sia quello di fornire i dati agli utenti e alle applicazioni, ognuno di essi archivia e richiama i dati in modo diverso.

Storage di oggetti

Lo storage di oggetti, noto anche come storage basato sugli oggetti, suddivide i dati in pezzi definiti oggetti. Quindi archivia tali oggetti in un unico repository, che può essere distribuito su più sistemi collegati in rete.

In pratica, le applicazioni gestiscono tutti gli oggetti, eliminando la necessità di utilizzare un file system tradizionale. Ciascun oggetto riceve un ID univoco, che viene utilizzato dalle applicazioni per identificare l'oggetto. E ciascun oggetto archivia i metadati - informazioni sui file archiviati nell'oggetto.

Un'importante differenza tra storage di oggetti e storage a blocchi è il modo in cui ciascuno storage gestisce i metadati. Nella storage di oggetti, i metadati possono essere personalizzati in modo da includere informazioni dettagliate aggiuntive sui file di dati archiviati nell'oggetto. Ad esempio, i metadati che accompagnano un file video potrebbero essere personalizzati in modo da indicare il luogo on cui è stato realizzato il video, il tipo di fotocamera usato per le riprese e addirittura quali soggetti sono stati catturati in ogni fotogramma. Nello storage a blocchi, i metadati sono limitati ad attributi di file di base.

La storage a blocchi è più adatto per i file statici che non vengono modificati spesso perché qualsiasi modifica apportata ad un file comporta la creazione di un nuovo oggetto.

Per ulteriori informazioni sullo storage di oggetti, consultare "Storage di oggetti: Una guida completa" e riprodurre il video “Cos'è lo storage a blocchi?".

IBM Cloud Object Storage: creato per il business (04:10)

Storage di file

Lo storage di file, noto anche come storage a livello di file o storage basato su file, è normalmente associato alla tecnologia NAS (Network Attached Storage). NAS presenta lo storage agli utenti e alle applicazioni utilizzando la stessa ideologia di un file system di rete tradizionale. In altre parole, l'utente o l'applicazione riceve i dati tramite strutture ad albero di directory, cartelle e singoli file. Il funzionamento è simile a quello di un disco fisso locale. Tuttavia, NAS o NOS (Network Operating System) gestiscono i diritti di accesso, la condivisione dei file, il blocco dei file ed altri controlli.

La configurazione dello storage di file può essere molto semplice, ma l'accesso ai dati è vincolato da un percorso dai dati singolo, e questo, rispetto allo storage a blocchi o di oggetti, può influire sulle prestazioni. Lo storage di file, inoltre, funziona solo con protocolli a livello di file comuni, come, ad esempio, NFTS (New Technology File System) per Windows o NFS (Network File System) per Linux. Questo potrebbe limitare l'utilizzabilità tra sistemi differenti.

Per un'analisi approfondita dello storage di file, consultare "Storage di file: Una guida completa".

Nel seguente video, Amy Blea offre una panoramica dei diversi tipi di storage e dei relativi casi di uso:

Confronto tra storage a blocchi e storage di file (04:03)

Esempi

Lo storage a blocchi consente di creare volumi di storage non elaborati, a cui possono collegarsi sistemi operativi basati su server. Tali volumi non elaborati possono essere considerati come singoli dischi fissi. Questo consente di utilizzare lo storage a blocchi per qualsiasi tipo di applicazione, incluso lo storage di file, lo storage di database, i volumi VMFS (virtual machine file system) e altro ancora.

Consideriamo, ad esempio, la distribuzione di macchine virtuali in un'azienda. Con la storage a blocchi, è possibile creare e formattare facilmente un volume di storage basato su blocchi per memorizzare il VMFS. Quindi, un server fisico può collegasi a tale blocco, creando più macchine virtuali. Inoltre, la creazione di un volume basato su blocchi, l'installazione di un sistema operativo ed il collegamento a tale volume consentono agli utenti di condividere file utilizzando quel sistema operativo nativo.

Per ulteriori informazioni sulle macchine virtuali, consultare " Macchine virtuali: Una guida completa."

Le implementazioni di cloud privato rappresentano un altro uso eccellente dello storage a blocchi. Per un'analisi approfondita dei cloud privati e dello storage a blocchi, consultare la spiegazione di IBM Garage sulla virtualizzazione per l'estensione del cloud privato virtualizzato utilizzando lo storage a blocchi e di file.

Storage a blocchi e contenitori

La flessibilità tipica dello storage di blocco lo rende ideale per i contenitori. I contenitori astraggono le applicazioni dai sistemi operativi, proprio come la virtualizzazione astrae i sistemi operativi dall'hardware fisico. Con lo storage a blocchi è possibile definire e lanciare rapidamente i contenitori.

La containerizzazione, in cui più contenitori vengono orchestrati in un ambiente aziendale, trae vantaggio dalla velocità dello storage a blocchi e dalla capacità nativa di un singolo host di montare più blocchi.

Per ulteriori informazioni sul modo in cui lo storage a blocchi può supportare la containerizzazione, consultare le informazioni sui contenitori e sullo storage persistente.

Per una panoramica completa sui contenitori e sulla containerizzazione, consultare "Contenitori: Una guida completa" e "Containerizzazione: Una guida completa."

SAN (Storage Area Network)

Spesso gli sviluppatori distribuiscono lo storage a blocchi utilizzando SAN (Storage Area Network). La SAN è una rete informatica che fornisce l'accesso allo storage di dati. Le SAN presentano lo storage a blocchi ad altri sistemi in rete, come se tali blocchi fossero dispositivi collegati in locale. Ad esempio, un server può collegarsi a una SAN utilizzando una connessione di rete di dati - come Fibre Channel, iSCSI (Internet Small Computer System Interface) o Infiniband - per accedere a un blocco come se fosse un volume a cui si accede in locale. È anche possibile configurare più array di storage su una SAN e collegare più server alla SAN.

Una SAN è costituita da molti elementi o livelli. Il primo è il livello host, che è composto dal server - su cui è in esecuzione un sistema operativo di rete - collegato alla rete di dati tramite una scheda adattatore bus host, collegata alla rete di storage tramite un cavo. Il livello host è collegato al livello fabric, una raccolta di dispositivi, come switch SAN, router, bridge di protocollo, dispositivi gateway e cavi. Il livello fabric interagisce con il livello storage, che è composto dai dispositivi di storage fisici, come dischi fissi, nastri magnetici o supporti ottici.

Per ulteriori informazioni sulla tecnologia SAN, scaricare "Introduzione alle SAN (Storage Area Networks)".

Array RAID

Lo storage a blocchi, da solo, non fornisce una quantità elevata di ridondanza; per questo, per qualsiasi implementazione di storage blocchi mission-critical, gli array RAID costituiscono un importante elemento da tenere in considerazione. RAID (redundant array of independent disks) protegge i dati scrivendoli su due o più unità; in caso di malfunzionamento di un disco, è possibile utilizzare le informazioni presenti sugli altri dischi senza interruzioni per gli utenti.

Per ulteriori informazioni sulla tecnologia RAID, consultare "Array di dischi."

Open source

Le alternative open source alle soluzioni SAN tradizionali incentrate sui fornitori sono in aumento, con nuovi progetti che emergono su base quasi giornaliera, mentre i progetti consolidati continuano a migliorare e aggiungere funzionalità. Il progetto open source FreeNAS offre storage a blocchi e RAID software-defined; Openfiler è un'altra soluzione di storage open source che include il supporto per storage a blocchi e RAID.

Sebbene la tecnologia open source rappresenti una promessa significativa nel settore dello storage, richiede competenza per garantire il successo e questo significa che gli amministratori di storage di oggi avranno bisogno di rivolgersi ai fornitori per il supporto e il servizio.

BSSaaS (Block Storage as a Service)

I servizi BSSaaS (Block Storage as a Service) rientrano nella più ampia categoria di Enterprise Storage as a Service (ESaaS), in cui è possibile scegliere tra storage a blocchi, di file o di oggetti per supportare le proprie esigenze di archiviazione dei dati. Per la maggior parte, quando si utilizza una soluzione ESaaS, gli utenti dovranno anche scegliere una soluzione IaaS o PaaS e distribuire applicazioni e server direttamente nel cloud.

Come scalare lo storage a blocchi

La capacità di soddisfare la domanda è fondamentale, quando si tratta di storage. L'utilizzo dello storage è cresciuto a un tasso esponenziale. Dal momento che lo storage a blocchi è indipendente dalle risorse di elaborazione, il ridimensionamento non richiede altro che la creazione di ulteriori volumi di storage a blocchi in un provider ESaaS.

Per le aziende che utilizzano un approccio di cloud ibrido, il ridimensionamento può richiedere l'acquisto di ulteriori dischi fissi o array RAID, ma l'effettivo processo resta relativamente uguale. La fornitura di volumi di storage a blocchi aggiuntivi è il requisito principale per aumentare la quantità di storage disponibile. Scopri di più sulla scalabilità e sullo storage a blocchi.

Storage a blocchi e IBM

IBM Cloud Block Storage aiuta i partner, le aziende e le organizzazioni a soddisfare le proprie esigenze di storage a blocchi, offrendo prestazioni del disco locale supportate da Flash, con persistenza e durabilità SAN, IOPs personalizzabili e fatturazione prevedibile.

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