때로는 블록 레벨 스토리지라고도 하는 블록 스토리지는 SAN(Storage Area Network) 또는 클라우드 기반 스토리지 환경에 데이터 파일을 저장하는 데 사용되는 기술입니다. 개발자들은 빠르고 효율적이며 안정적인 데이터 전송이 요구되는 컴퓨팅 상황의 경우 블록 스토리지를 선호합니다.

블록 스토리지는 일단 데이터를 블록으로 분할한 후, 해당 블록을 각각 고유 ID를 지닌 개별 조각으로 저장합니다. SAN은 가장 효율적이라면 어디에든 데이터의 해당 블록을 배치합니다. 다시 말하면 SAN은 서로 다른 시스템에 해당 블록을 저장할 수 있으며, 각 블록은 서로 다른 운영체제에서 작동하도록 구성(또는 파티션)될 수 있습니다.

블록 스토리지는 또한 사용자 환경으로부터 데이터를 디커플링함으로써 해당 데이터가 다수의 환경에서 분산될 수 있도록 허용합니다. 이렇게 되면 데이터에 대한 다수의 경로가 만들어지며, 사용자는 이를 통해 데이터를 빠르게 검색할 수 있습니다. 사용자나 애플리케이션이 블록 스토리지 시스템의 데이터를 요청하는 경우, 기반 스토리지 시스템은 데이터 블록을 재구성한 후 사용자나 애플리케이션에 해당 데이터를 제시합니다.

데이터 스토리지 환경에는 블록 스토리지 이외의 스토리지도 존재합니다. 개발자들은 오브젝트 스토리지 및 파일 스토리지와 같은 다른 시스템도 함께 사용합니다. 사용자와 애플리케이션에 데이터를 제공하는 것이 각 스토리지의 최종 목표이지만, 이러한 각각의 스토리지 방법은 서로 다른 방식으로 데이터를 저장하고 검색합니다.

오브젝트 스토리지

오브젝트 스토리지는 데이터 파일을 오브젝트라고 하는 조각들로 분할합니다. 그 다음 단일 저장소에 해당 오브젝트를 저장합니다. 이는 다수의  네트워크로 연결된  시스템 간에 분산될 수 있습니다.

실제로 애플리케이션에서 모든 오브젝트를 관리하므로, 기존의 파일 시스템은 더 이상 필요가 없습니다. 각 오브젝트는 애플리케이션이 오브젝트 식별에 사용하는 고유 ID를 수신합니다. 그리고 각 오브젝트는 오브젝트에 저장된 파일에 대한 정보인 메타데이터를 저장합니다.

오브젝트 스토리지와 블록 스토리지 간의 중요한 한 가지 차이점은 각 스토리지가 메타데이터를 처리하는 방법에 있습니다. 오브젝트 스토리지에서는 오브젝트에 저장된 데이터 파일에 관한 추가적인 상세 정보를 포함하도록 메타데이터를 사용자 정의할 수 있습니다. 예를 들어, 동영상 파일이 첨부된 메타데이터를 사용자 정의함으로써 동영상의 촬영 위치, 촬영에 사용된 카메라의 종류, 그리고 심지어는 각 프레임에 무엇이 담겨 있는지에 대해 알려줄 수 있습니다. 블록 스토리지에서는 메타데이터가 기본 파일 속성으로 제한됩니다.

파일을 변경하면 새로운 오브젝트가 생성되므로, 블록 스토리지는 자주 변경되지 않는 정적 파일에 가장 적합합니다.

파일 스토리지

파일 스토리지는 일반적으로 NAS(Network Attached Storage) 기술과 관련이 있습니다. NAS는 기존의 네트워크 파일 시스템과 동일한 개념을 사용하여 사용자와 애플리케이션에 스토리지를 제공합니다. 다시 말하면, 사용자나 애플리케이션은 디렉토리 트리, 폴더 및 개별 파일을 통해 데이터를 수신합니다. 이는 로컬 하드 드라이브와 아주 유사하게 작동합니다. 그러나 NAS 또는 NOS(Network Operating System)에서는 액세스 권한, 파일 공유, 파일 잠금 및 기타 제어를 처리합니다.

파일 스토리지를 구성하기는 매우 쉽지만, 데이터에 대한 액세스가 데이터에 대한 단일 경로로 제한되기 때문에 블록 스토리지나 오브젝트 스토리지에 비해 성능이 떨어질 수 있습니다. 또한 파일 스토리지는 Windows용 NTFS(New Technology File System) 또는 Linux용 NFS(Network File System) 등의 공통 파일 레벨 프로토콜에서만 작동됩니다. 이로 인해 서로 다른 시스템 간에 사용 편의성이 제한될 수 있습니다.

다음 비디오에서는 IBM의 Amy Blea가 블록스토리지와 파일 스토리지를 비교합니다.

블록 스토리지를 사용하면 서버 기반 운영체제에서 연결할 수 있는 원시 스토리지 볼륨을 작성할 수 있습니다. 이러한 원시 볼륨을 별도의 하드 드라이브로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 파일 스토리지, 데이터베이스 스토리지, 가상 머신 파일 시스템(VMFS) 볼륨 등 거의 모든 종류의 애플리케이션에 블록 스토리지를 사용할 수 있습니다.

기업에서의 가상 머신 배포를 예로 들어 봅니다. 블록 스토리지에서는 VMFS를 저장하기 위한 블록 기반 스토리지 볼륨을 손쉽게 만들어서 이를 포맷할 수 있습니다. 그리고 물리적 서버가 해당 블록에 연결됨으로써 다수의 가상 머신을 구축할 수 있습니다. 게다가, 블록 기반 볼륨을 구축하고 운영체제를 설치한 후 해당 볼륨에 연결함으로써 사용자는 이러한 기본 운영체제를 사용하여 파일을 공유할 수 있습니다.

프라이빗 클라우드 배포는 블록 스토리지의 또 하나의 탁월한 용도입니다. 프라이빗 클라우드 및 블록 스토리지에 대한 자세한 정보는 블록 및 파일 스토리지를 사용한 가상화된 프라이빗 클라우드의 확장과 관련된 가상화에 대한 IBM Garage의 설명을 참조하세요.

내재된 유연성 덕분에 블록 스토리지는 컨테이너에 이상적입니다 가상화가 물리적 하드웨어에서 운영체제를 추상화하듯이, 컨테이너 는 운영체제에서 애플리케이션을 추상화합니다. 블록 스토리지에서는 컨테이너를 신속하게 정의하고 실행할 수 있습니다. 컨테이너는 블록 스토리지의 속도와 여러 블록을 단일 호스트로 마운팅하는 기능이라는 이점을 누립니다.

SAN

개발자는 종종 SAN(Storage Area Network)을 사용하여 블록 스토리지를 배포합니다. SAN은 데이터 스토리지에 대한 액세스를 제공하는 컴퓨터 네트워크입니다. SAN은 마치 해당 블록이 로컬로 연결된 디바이스인 것처럼 블록 스토리지를 다른 네트워크 시스템에 제공합니다. 예를 들어, 서버는 파이버 채널, iSCSI(Internet Small Computer System Interface) 또는 Infiniband 등의 데이터 네트워크 연결을 사용하여 SAN에 연결함으로써 마치 로컬로 액세스되는 볼륨인 것처럼 해당 블록에 액세스할 수 있습니다. 또한 SAN에서 다수의 스토리지 어레이를 구성할 수 있으며, SAN에 다수의 서버를 연결할 수도 있습니다.

SAN은 많은 요소 또는 계층으로 구성되어 있습니다. 첫 번째 계층은 케이블을 사용하여 스토리지 네트워크에 연결된 호스트 버스 어댑터 카드를 통해 데이터 네트워크에 연결된 네트워크 운영체제를 실행하는 서버로 구성되는 호스트 계층입니다. 호스트 계층은 SAN 스위치, 라우터, 프로토콜 브릿지, 게이트웨이 디바이스 및 케이블 등과 같은 디바이스의 콜렉션인 패브릭 계층에 연결됩니다. 패브릭 계층은 디스크 드라이브, 마그네틱 테이프 또는 광 매체 등의 물리적 스토리지 디바이스로 구성된 스토리지 계층과 상호작용합니다.

RAID 어레이

블록 스토리지가 대부분 자체적으로 중복된 형태로 제공되지 않으므로, RAID 어레이는 미션 크리티컬 블록 스토리지 구현의 중요 고려사항입니다. RAID(Redundant Array of Independent Disk)는 둘 이상의 드라이브에 데이터를 기록함으로써 데이터를 보호합니다. 하나의 디스크에서 장애가 발생하는 경우, 다른 디스크의 정보가 일반적으로 이를 대체하며, 사용자는 장애 발생 사실을 인식하지 못합니다.

오픈소스 솔루션

기존의 벤더 중심 SAN 솔루션에 대한 오픈소스 대안이 상승세를 보이고 있습니다. 이와 더불어 신규 프로젝트가 거의 매일 새로 생겨나는 한편, 기존의 프로젝트는 지속적으로 기능이 개선 및 추가되고 있습니다. 오픈소스 프로젝트 FreeNAS는 블록 스토리지와 소프트웨어 정의형 RAID를 모두 제공합니다. Openfiler는 블록 스토리지와 RAID에 대한 지원이 포함된 또 하나의 오픈소스 스토리지 솔루션입니다.

오픈소스가 스토리지 부문에서 성공적인 전망을 제시하지만 성공을 보장하기 위해 전문성을 필요로 합니다. 다시 말하면, 오늘날의 스토리지 관리자가 지원과 서비스를 받으려면 공급업체에 의존해야 합니다.

BSSaaS(Block Storage as a Service)는 클라우드 기반 스토리지를 찾는 사용자가 자체 데이터 스토리지 요구사항을 지원하기 위해 블록, 파일 또는 오브젝트 스토리지 중에서 선택하는  ESaaS(Enterprise Storage as a Service) 의 훨씬 더 큰 범주에 속합니다. 대부분의 경우, ESaaS를 이용한 작업에서 사용자는 또한 IaaS 또는 PaaS 솔루션 중에서 선택한 후 애플리케이션과 서버를 클라우드에서 직접 배포해야 합니다.

요구사항 충족 기능은 스토리지의 경우 매우 중요합니다. 스토리지 이용이 기하급수적으로 증가해 왔습니다. 블록 스토리지와 컴퓨팅 리소스는 별개이므로, 확장을 위해서는 단지 ESaaS 제공자에서 추가로 블록 스토리지 볼륨을 구축하기만 하면 됩니다.

 하이브리드 클라우드  접근 방식을 따르는 기업들의 경우 확장을 실행하려면 하드 드라이브나 RAID 어레이를 추가로 구입해야 하지만, 실제로 확장 프로세스는 거의 동일합니다. 추가적인 블록 스토리지 볼륨 프로비저닝은 가용한 스토리지의 용량을 늘리기 위한 기본 요구사항입니다. 확장 및 블록 스토리지에 대해 자세히 알아봅니다.