Cos'è lo storage a blocchi?

Il block storage suddivide i dati in blocchi e poi li memorizza come pezzi separati, ognuno con un identificatore univoco. La SAN colloca quei blocchi di dati dove risulta più efficiente; ciò significa che può memorizzare quei blocchi su sistemi diversi e ogni blocco può essere configurato (o partizionato) per funzionare con diversi sistemi operativi.

Lo storage a blocchi inoltre disaccoppia i dati dagli ambienti degli utenti, consentendo la diffusione dei dati in più ambienti. In questo modo vengono creati più percorsi per i dati e l'utente può recuperarli rapidamente. Quando un utente o un'applicazione richiede dati da un sistema di storage a blocchi, il sistema di storage sottostante riassembla i blocchi di dati e presenta i dati all'utente o all'applicazione.

Lo storage a blocchi non è solo nel mondo dell'archiviazione dei dati. Gli sviluppatori utilizzano anche altri sistemi, come storage a oggetti e storage a file. Sebbene l'obiettivo finale di ciascuno sia fornire dati a utenti e applicazioni, ognuno di questi metodi di storage archivia e recupera i dati in modo diverso.

Lo storage a oggetti, noto anche come storage basato sugli oggetti, suddivide i file di dati in parti chiamate oggetti. Quindi memorizza quegli oggetti in un unico repository, che può essere distribuito su più sistemi in rete.

Nella pratica, le applicazioni gestiscono tutti gli oggetti, eliminando la necessità di un file system tradizionale. Ogni oggetto riceve un ID univoco, che le applicazioni utilizzano per identificare l'oggetto. Inoltre, ogni oggetto memorizza i metadati, ovvero le informazioni sui file memorizzati nell'oggetto.

Una differenza importante tra lo storage a oggetti e lo storage a blocchi è il modo in cui ciascuno gestisce i metadati. Nello storage a oggetti, i metadati possono essere personalizzati per includere informazioni aggiuntive e dettagliate sui file di dati memorizzati nell'oggetto.

Ad esempio, i metadati che accompagnano un file video potrebbero essere personalizzati per indicare dove è stato realizzato il video e il tipo di fotocamera utilizzata per riprenderlo. Possono anche includere dettagli come i soggetti catturati in ogni fotogramma. Nel block storage, i metadati sono limitati agli attributi di base dei file.

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

Il file storage, noto anche come storage a livello di file o basato su file, è normalmente associato alla tecnologia network-attached storage (NAS). NAS offre lo storage a utenti e applicazioni utilizzando la stessa ideologia di un tradizionale file system di rete.

In altre parole, l'utente o l'applicazione ricevono i dati attraverso alberi di directory, cartelle e singoli file. Funziona in modo simile a un'unità disco rigido locale. Tuttavia, il NAS o il sistema operativo di rete (NOS) gestiscono i diritti di accesso, la condivisione dei file, il blocco dei file e altri controlli.

Lo storage a file può essere molto facile da configurare, ma l'accesso ai dati è limitato da un unico percorso di accesso ai dati, che può influire sulle prestazioni rispetto allo storage a blocchi o allo storage a oggetti. Lo storage a file funziona anche solo con protocolli a livello di file comuni, come un New Technology File System (NTFS) per Windows o un Network File System (NFS) per Linux. Ciò potrebbe limitare l'usabilità su sistemi diversi.

Guarda Bradley Knapp che spiega i due tipi di storage più comunemente usati: a blocchi e a file, comprese le loro differenze, benefici e casi d'uso.

Il block storage consente la creazione di volumi di storage non elaborati, a cui possono connettersi i sistemi operativi basati su server. È possibile trattare questi volumi grezzi come singoli dischi rigidi. Questo ti consente di utilizzare il block storage per quasi ogni tipo di applicazione, tra cui il file storage, il database storage, i volumi di virtual machine file system (VMFS) e molto altro.

Prendiamo, ad esempio, la distribuzione di macchine virtuali in un'azienda. Con lo storage a blocchi, puoi facilmente creare e formattare un volume di archiviazione basato su blocchi per memorizzare il VMFS. Un server fisico può quindi collegarsi a quel blocco, creando più macchine virtuali. Inoltre, la creazione di un volume basato su blocchi, l'installazione di un sistema operativo e il collegamento a tale volume consentono agli utenti di condividere file utilizzando quel sistema operativo nativo.

Un altro ottimo utilizzo dello storage a blocchi è la distribuzione del cloud privato. Per un'analisi più approfondita dei cloud privati e dello storage a blocchi, consulta la spiegazione di IBM® Garage sulla virtualizzazione per estendere il cloud privato virtualizzato utilizzando lo storage a blocchi e a file.

La flessibilità intrinseca del block storage lo rende ideale per i container. I container astraggono le applicazioni dai sistemi operativi, proprio come la virtualizzazione astrae i sistemi operativi dall'hardware fisico. Grazie al block storage, puoi definire e avviare rapidamente i container. I container traggono beneficio dalla velocità del block storage e dalla capacità nativa di un singolo host di montare più blocchi.

Gli sviluppatori spesso implementano lo storage a blocchi utilizzando una rete SAN (Storage Area Network). La SAN è una rete di computer che fornisce l'accesso al data storage. Le SAN presentano lo storage a blocchi ad altri sistemi in rete come se quei blocchi fossero dispositivi collegati localmente.

Ad esempio, un server può connettersi a una rete SAN utilizzando una connessione di rete dati, ad esempio Fibre Channel, Internet Small Computer System Interface (iSCSI) o InfiniBand. Questa connessione consente al server di accedere a un blocco come se si trattasse di un volume a cui si accede localmente. È anche possibile configurare più storage array su una SAN e collegare più server alla SAN.

Una SAN è costituita da molti elementi o livelli. Il primo è il livello host, costituito dal server che esegue un sistema operativo di rete connesso alla rete dati tramite una scheda HBA (Host Bus Adapter). La scheda HBA, a sua volta, è collegata alla rete di storage tramite un cavo.

Il livello host è collegato al livello fabric, che è un insieme di dispositivi, come switch SAN, router, bridge di protocollo, dispositivi gateway e cavi. Il livello fabric interagisce con il livello di storage, costituito dai dispositivi di storage fisici, come unità disco, nastro magnetico o supporti ottici.

Lo storage a blocchi, di per sé, non fornisce molto sotto forma di ridondanza, il che rende gli array RAID una considerazione importante per qualsiasi implementazione dello storage a blocchi mission-critical. Il RAID (Redundant Array of Independent Disks) protegge i dati scrivendoli su due o più unità. Se un disco si guasta, le informazioni presenti sugli altri dischi possono solitamente sostituirlo senza che gli utenti se ne accorgano.

Le alternative open source alle soluzioni SAN tradizionali incentrate sui fornitori sono in aumento, con nuovi progetti che emergono quasi quotidianamente, mentre i progetti consolidati continuano a migliorare e ad aggiungere caratteristiche. Il progetto open source FreeNAS offre sia lo storage a blocchi che il RAID definito dal software. Openfiler è un'altra soluzione di storage open source che include il supporto per lo storage a blocchi e il RAID.

Sebbene l'open source si dimostri molto promettente nel settore dello storage, richiede esperienza per garantire il successo, il che significa che gli amministratori di storage di oggi avranno bisogno di fornitori per il supporto e l'assistenza.

Il block storage as a service (BSSaaS) rientra nella categoria molto più ampia di enterprise storage as a service (ESaaS). All'interno dell'ESaaS, chi cerca uno storage basato su cloud può scegliere tra block storage, file storage o object storage per supportare le proprie esigenze di data storage. Per la maggior parte, quando lavorano con ESaaS, gli utenti dovranno anche scegliere una soluzione IaaS o PaaS e implementare applicazioni e server direttamente nel cloud.

La capacità di soddisfare la domanda è critica quando si tratta di storage. Il consumo di storage è cresciuto a un ritmo esponenziale. Poiché lo storage a blocchi è indipendente dalle risorse, il ridimensionamento non richiede altro che la creazione di volumi di storage a blocchi aggiuntivi con un provider ESaaS.

Per le aziende che utilizzano un approccio di hybrid cloud, lo scaling out può richiedere l'acquisto di dischi rigidi o array RAID aggiuntivi, tuttavia il processo effettivo di scalabilità orizzontale rimane relativamente lo stesso. Il provisioning di volumi di block storage aggiuntivi è il requisito principale per aumentare la quantità di storage disponibile. Scopri di più su scalabilità e block storage.