Storage a oggetti, a file e a blocchi: qual è la differenza?

Ogni sistema di storage serve diversi casi d'uso, con punti di forza e limiti distintivi a seconda dei requisiti dell'applicazione e del workload. 

Conoscere le differenze tra queste opzioni aiuta le aziende a scegliere soluzioni di storage scalabili e su misura che soddisfino le attuali esigenze e supportino la crescita nel lungo periodo.

I sistemi di storage basati su oggetti dividono i dati in unità separate e autonome archiviate in un ambiente piatto, con tutti gli oggetti allo stesso livello. Non ci sono cartelle o sottodirectory come quelle utilizzate per il file storage.

Inoltre, l'object storage non memorizza tutti i dati insieme in un unico file. Gli oggetti contengono anche metadati, ovvero informazioni sul file che facilitano l'elaborazione e l'usabilità. Gli utenti possono impostare il valore dei metadati a chiave fissa con l'object storage oppure possono creare sia la chiave che il valore per i metadati su misura associati a un oggetto.

Invece di utilizzare un nome file e un percorso per accedere a un oggetto, ogni oggetto ha un numero univoco. A differenza del file storage, è necessario utilizzare un'application programming interface (API) per accedere e gestire gli oggetti. Gli oggetti possono essere memorizzati localmente su dischi rigidi di computer e su server nel cloud pubblico.

Questo approccio basato su API ha reso l'object storage ideale per gli ambienti cloud, dove ha ampiamente sostituito i tradizionali sistemi di storage su nastro grazie ai suoi vantaggi in termini di scalabilità, accessibilità e gestione.

Sebbene lo storage su nastro fosse storicamente importante ai fini del backup e dell'archiviazione, l'object storage basato su cloud offre attualmente soluzioni più flessibili e accessibili per la conservazione dei dati nel lungo periodo. I fornitori delle principali soluzioni di object storage includono Amazon S3 di AWS, Google Cloud Storage, Microsoft Azure Blob Storage e IBM Cloud Object Storage.

Guarda il seguente video per approfondire l'object storage.

• Gestisce grandi quantità di dati non strutturati: i sistemi di object storage memorizzano e gestiscono in modo efficiente grandi volumi di dati non strutturati, che sono diventati critici per i workload che coinvolgono intelligenza artificiale (AI), apprendimento automatico (ML) e big data analytics. Oggi, i dati non strutturati rappresentano il 90% di tutti i dati generati dall'azienda.¹ Per saperne di più, dai un'occhiata a "Dati strutturati e non strutturati: qual è la differenza?".
• Modello di consumo accessibile: l'Object storage offre efficienza in termini di costi. Invece di pagare in anticipo una quantità fissa di spazio di storage, come avviene con il file storage, si acquista, in modalità on-demand, solo l'object storage di cui si necessita.
• Scalabilità illimitata e alta durata: con un modello basato sul consumo, puoi aggiungere tutto lo storage aggiuntivo necessario, anche petabyte o più, garantendo una soluzione scalabile. Allo stesso tempo, i meccanismi integrati di ridondanza e protezione dei dati garantiscono un'elevata durabilità, salvaguardando i dati a lungo termine.
• Caratteristiche dei metadati: i metadati vengono memorizzati con gli oggetti in modo che gli utenti possano ottenere rapidamente un valore dai dati e recuperare più facilmente l'oggetto di cui hanno bisogno.
• Avanzata ricercabilità: l'object storage consente agli utenti di cercare metadati, contenuti degli oggetti e altre proprietà.

• Blocco dei file limitato: l'object storage non dispone di meccanismi tradizionali di blocco dei file, anche se i servizi moderni offrono controlli di conservazione e versioning a livello di oggetto che funzionano in modo diverso dai blocchi del file system.
• Maggiore latenza rispetto ad altri tipi di storage: l'Object storage ha tradizionalmente una latenza più elevata rispetto al block storage per i workload transazionali, sebbene le implementazioni moderne abbiano migliorato le prestazioni per molti caso d'uso.
• Limitazioni per la modifica di porzioni di singoli file: una volta creato un oggetto, non è possibile modificarlo localmente. Si crea invece una nuova versione, anche se i servizi moderni offrono funzionalità di controllo delle versioni per gestire gli aggiornamenti in modo efficace.

• Gestione dei dati IoT: la capacità di scalare rapidamente e recuperare facilmente i dati rende l'object storage una buona scelta per la quantità di dati IoT raccolti e gestiti all'edge, in rapida crescita.
• Archiviazione e conformità delle e-mail: le organizzazioni utilizzano l'object storage per la conservazione delle e-mail nel lungo periodo, così come per la conformità normativa e per il backup dei sistemi di e-mail basati su cloud, come Microsoft 365 e Google Workspace.
• Backup/disaster recovery: l'object storage viene spesso utilizzato per il backup/disaster recovery, dove le richieste di prestazioni sono inferiori.
• Monitoraggio video: l'object storage offre una soluzione economica per l'archiviazione e lo storage di elevate quantità di video e filmati nel lungo periodo.
• Dati di addestramento AI/ML: grazie alla scalabilità integrata e ai metadati, l'object storage è adatto per memorizzare i set di dati di grandi dimensioni utilizzati nell'addestramento dei modelli di machine learning e nelle applicazioni di AI.
• Content Delivery Network (CDN): l'object storage offre la base per le content delivery network (CDN), che forniscono contenuti web, immagini e file multimediali a livello globale con alta disponibilità e prestazioni.
• Real-time analytics: le organizzazioni utilizzano l' object storage per memorizzare dati e log in streaming che vengono inseriti nelle piattaforme di analytics per la business intelligence e gli insight operativi.

Il file storage è un metodo per memorizzare e organizzare i dati in una struttura gerarchica tramite file e cartelle (o directory). L'applicazione salva i dati in un unico file e determina il tipo di estensione del file in base al formato (.jpg, .docx, .txt).

Quando salvi un documento in una rete aziendale o sul disco rigido del tuo computer, utilizzi il file storage.

I file possono essere memorizzati anche su un dispositivo network-attached storage (NAS). Questi dispositivi sono progettati per il file storage, il che li rende un'opzione più veloce rispetto ai server di rete generici. Altri esempi di dispositivi di file storage includono sistemi di file storage cloud, unità di rete, dischi rigidi per computer e unità flash.

La struttura gerarchica, con le sue cartelle e sottocartelle, facilita la ricerca e la gestione dei file. Per accedere a un file, l'utente seleziona o immette il percorso del file, che include le sottodirectory e il nome del file. La maggior parte degli utenti gestisce il file storage tramite un semplice file system, come un file manager.

Esempi di dati generalmente salvati tramite file storage includono presentazioni, report, fogli di calcolo, grafica, foto e altri documenti. Il file storage è familiare alla maggior parte degli utenti e consente loro di impostare diritti e limiti di accesso ai dati. Tuttavia, la gestione di un gran numero di file e dei costi dell'hardware può rivelarsi una sfida.

Il seguente video consente di vedere più da vicino file storage e block storage.

• Navigazione semplice: con un numero di file da piccolo a moderato, gli utenti possono facilmente individuare e accedere ai file di destinazione attraverso strutture di cartelle familiari.

• Intuitivo per la maggior parte degli utenti: essendo il tipo di storage più comune per gli utenti finali, le persone con competenze informatiche di base possono navigare facilmente nel file storage con una curva di apprendimento minima.

• Controllo diretto dell'utente: utilizzando un'interfaccia semplice, gli utenti finali possono creare, spostare ed eliminare i propri file in modo indipendente senza richiedere supporto amministrativo.

• Controllo granulare degli accessi: gli utenti e gli amministratori possono impostare i file come scrivibili, di sola lettura o bloccati con protezione tramite password per una condivisione sicura dei file.

• Gestione difficile da scalare: la gestione dei file diventa sempre più complicata man mano che le strutture delle cartelle crescono, il che porta a ricerche più lente e a una riduzione della produttività in tutta l'organizzazione.

• Scarso adattamento ai dati non strutturati: sebbene sia possibile salvare dati non strutturati come testo, attività su dispositivi mobili, post sui social media e dati dei sensori IoT nel file storage, non è l'ideale per archiviare grandi volumi di dati.

• Alti costi su larga scala per l'on-premise: l'espansione dello storage richiede l'acquisto di dispositivi hardware aggiuntivi quando vengono raggiunti i limiti di capacità, sebbene i servizi di file storage basati su cloud abbiano principalmente risolto i limiti di scalabilità.

• Collaborazione tra documenti: il file storage consente ai team di lavorare insieme su documenti condivisi tramite un accesso centralizzato. I moderni sistemi di file storage basati su cloud, come Google Drive, Microsoft OneDrive e Dropbox, includono caratteristiche integrate di controllo delle versioni e collaborazione in tempo reale che gestiscono automaticamente le modifiche simultanee e supportano la cronologia dei documenti.

• Backup and recovery: i dispositivi di backup su cloud e di backup esterni, in genere, utilizzano il file storage per creare copie delle versioni più recenti dei file.

• Archiviazione: grazie alla possibilità di impostare le autorizzazioni a livello di file per i dati sensibili e alla semplicità di gestione, molte organizzazioni utilizzano il file storage per archiviare i documenti per motivi di conformità o storici.

Block storage prevede la suddivisione dei dati in blocchi fissi e quindi la memorizzazione separata con identificatori distintivi. I blocchi possono essere memorizzati in ambienti diversi; ad esempio, potresti salvare un blocco in Windows e il resto in Linux. Quando un utente recupera un blocco, il sistema di storage riassembla i blocchi in un'unica unità.

Block storage è l'archiviazione predefinita sia per i dischi rigidi che per i dati aggiornati di frequente. È possibile archiviare blocchi su storage area network (SAN), sistemi di network-attached storage (NAS), solid-state drive (SSD) o in ambienti di cloud storage.

I sistemi di block storage sono da decenni un pilastro del settore tecnologico. Mentre le organizzazioni adottano sempre più l'object storage per dati non strutturati su larga scala e il file storage per le esigenze di collaborazione, il block storage rimane essenziale per le applicazioni ad alte prestazioni che richiedono un accesso costante e a bassa latenza. La scelta tra i tipi di storage dipende dai requisiti specifici del workload, piuttosto che da un approccio che sostituisce un altro.

• Velocità: quando tutti i blocchi sono memorizzati localmente o sono vicini, il block storage offre prestazioni elevate con bassa latenza per il recupero dei dati, il che lo rende una scelta comune per i dati aziendali d'importanza critica.

• Affidabilità: poiché i blocchi sono archiviati in unità autonome, il block storage ha una bassa percentuale di errore e supporta la replica dei dati per una maggiore affidabilità.

• Facile da modificare: la modifica di un blocco non richiede la creazione di un nuovo blocco; è invece possibile creare una nuova versione.

• Mancanza di metadati: il block storage non contiene metadati, il che lo rende meno utilizzabile per lo storage di dati non strutturati.

• Ricerche limitate: grandi volumi di dati a blocchi diventano rapidamente ingestibili a causa delle limitate funzionalità di ricerca.

• Costi elevati: l'acquisto di block storage aggiuntivo è costoso e spesso proibitivo su larga scala.

• Database: poiché il block storage offre prestazioni elevate e supporta operazioni di aggiornamento senza interruzioni, molte organizzazioni lo utilizzano per memorizzare dati all'interno di database transazionali.
• Applicazioni aziendali: le applicazioni aziendali critiche come ERP, CRM e sistemi finanziari si basano su block storage per prestazioni e integrità dei dati costanti.
• Volumi di Virtual Machine File System (VMFS): le organizzazioni utilizzano spesso il block storage per distribuire volumi di storage VMFS in ambienti virtualizzati. Ad esempio, quando si implementano macchine virtuali (VM) in un'azienda, il block storage consente di creare e formattare un volume specifico per VMFS, ovvero il file system in cluster ad alte prestazioni di VMware. Questa funzionalità consente a più nodi di server fisici (come gli host ESXi) di accedere contemporaneamente allo stesso volume VMFS, eseguendo e gestendo più VM. Inoltre, il block storage supporta l'installazione di sistemi operativi (OS) su dischi virtuali memorizzati nel volume VMFS. Una volta implementate, le VM possono condividere file e servizi tramite le funzionalità di condivisione di file native dei loro sistemi operativi.
• Applicazioni ad alte prestazioni: le applicazioni mission-critical che richiedono prestazioni di storage costanti e a bassa latenza si affidano al block storage per un'esperienza utente (UX) ottimale.
• Volumi persistenti in container: le moderne applicazioni basate su container utilizzano il block storage per mantenere la persistenza dei dati nei cicli di vita dei container e all'interno di piattaforme automatizzate di orchestrazione dei container come Kubernetes.

Quando si determina il tipo di storage da utilizzare per i diversi tipi di dati, è necessario considerare i seguenti fattori:

• Costo: poiché i costi legati al block e file storage sono più elevati, molte organizzazioni scelgono l'object storage per grandi volumi di dati. Il modello di object storage con pagamento in base al consumo offre risparmi significativi per il data storage su larga scala. Questo vantaggio contrasta con gli investimenti hardware iniziali necessari per il block e file storage.
• Facilità di gestione: i metadati e la ricercabilità rendono l'object storage la scelta migliore per elevati volumi di dati. IL file storage, con il suo sistema di organizzazione gerarchica, è più appropriato per volumi di dati inferiori.
• Volume: le organizzazioni con elevati volumi di dati spesso scelgono il block storage.
• Facilità di recupero: i dati sono relativamente recuperabili da tutti e tre i tipi di archiviazione, sebbene sia in genere più facile accedere all'object storage.
• Gestione dei metadati: l'object storage in genere serve informazioni con metadati estesi meglio del file storage, che contiene solo metadati di base.
• Protezione dei dati: i dati archiviati devono essere protetti dalle violazioni dei dati e dalle minacce alla cybersecurity . Misure efficaci per la sicurezza dei dati durante lo storage includono l'automazione per autorizzazioni speciali, la crittografia, il mascheramento dei dati e la redazione dei file sensibili.
• Casi d'uso dello storage: ogni tipo di storage è più efficace per diversi casi d'uso e workflow. Comprendendo le proprie esigenze specifiche di storage, le organizzazioni possono selezionare il tipo più adatto alla maggior parte dei casi d'uso.

Il corretto mix di storage dipende dalle esigenze operative specifiche e dalle caratteristiche dei dati. Valuta il volume dei dati, i requisiti di prestazioni, i vincoli di budget e le proiezioni di crescita durante la pianificazione dell'architettura di storage.

Linee guida per la selezione strategica dello storage:

1. L'object storage funziona al meglio per dati non strutturati, workload di AI generativa e applicazioni di AI/ML che richiedono una scalabilità enorme a basso costo.
2. Il file storage offre un'organizzazione familiare e gerarchica, ideale per la collaborazione, la gestione dei documenti e le operazioni su piccola scala.
3. Il block storage offre prestazioni elevate per database, macchine virtuali e applicazioni che richiedono un accesso costante e a bassa latenza.

La maggior parte delle organizzazioni implementa approcci ibridi, combinando strategicamente i tipi di storage. Ad esempio, un'azienda potrebbe avere la seguente tipologia di utilizzo:

• Object storage per data lake e distribuzione di contenuti.

• Block storage per i database transazionali e le macchine virtuali.

• File storage per la collaborazione dei dipendenti e i sistemi di gestione dei documenti.

Il data storage continua a registrare una crescita enorme. Uno studio di Fortune Business Insights prevede che il mercato globale del data storage crescerà da 255,29 miliardi di dollari nel 2025 a 774,00 miliardi di dollari entro il 2032. Questa crescita riflette un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 17,2% durante il periodo di previsione.²

I confini tra i tipi di storage si stanno spostando. Il file storage e l'object storage stanno convergendo, con piattaforme software unificate che combinano organizzazione gerarchica e funzionalità di metadati scalabili. Nel frattempo, l'object storage sta acquisendo intelligence attraverso l'integrazione dell'AI, classificando e suddividendo automaticamente i dati in base ai modelli di utilizzo.

Nel futuro, si prevede che l'adozione del giusto mix di storage sarà fondamentale per costruire architetture di storage in grado di scalare in modo efficiente con l'evoluzione dei workload e della complessità dei dati.