Almacenamiento de bloque

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Almacenamiento de bloque

Esta guía cubrirá los fundamentos del almacenamiento de bloque: un tipo de almacenamiento que se utiliza para almacenar archivos de datos en redes de área de almacenamiento (SAN) o en plataformas en la nube.

¿Qué es almacenamiento de bloque?

El almacenamiento de bloque, a veces conocido como almacenamiento a nivel de bloque, es una tecnología que se utiliza para almacenar archivos de datos en redes de área de almacenamiento (SAN) o entornos de almacenamiento basados en nube. Los desarrolladores favorecen el almacenamiento de bloques para situaciones de computación en las que requieren un transporte de datos rápido, eficiente y confiable.

El almacenamiento de bloques descompone los datos en bloques y, a continuación, los almacena como piezas separadas, cada una con un identificador exclusivo. La SAN coloca esos bloques de datos donde sea más eficiente. Esto significa que puede almacenar esos bloques en distintos sistemas y cada bloque se puede configurar (o particionar) para trabajar con diferentes sistemas operativos.

El almacenamiento de bloque también desacopla los datos de los entornos de usuario, lo que permite que los datos se propaguen a través de varios entornos. Esto crea varias vías de acceso a los datos y permite al usuario recuperarlos rápidamente. Cuando un usuario o aplicación solicita datos de un sistema de almacenamiento de bloques, el sistema de almacenamiento subyacente vuelve a ensamblar los bloques de datos y presenta los datos al usuario o aplicación.

Comparación entre almacenamiento de archivos, de objetos y de bloques

El almacenamiento de bloque no es el único almacenamiento de datos que existe. Los desarrolladores también utilizan otros sistemas, como el almacenamiento de objetos y el almacenamiento de archivos. Mientras que el objetivo final de cada uno es proporcionar datos a los usuarios y aplicaciones, cada uno de esos métodos de almacenamiento se refiere a almacenar y recuperar datos de forma diferente.

Almacenamiento de objetos

El almacenamiento de objetos, que también se conoce como almacenamiento basado en objetos, divide los archivos de datos en partes llamadas objetos. A continuación, almacena esos objetos en un único repositorio, que se puede extender a través de varios sistemas 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 exclusivo, que las aplicaciones utilizan para identificar el objeto. Y cada objeto almacena metadatos, información sobre los archivos almacenados en el objeto.

Una diferencia importante entre el almacenamiento de objetos y el almacenamiento de bloques es cómo cada uno maneja los metadatos. En el almacenamiento de objetos, los metadatos se pueden personalizar para incluir información detallada adicional sobre los archivos de datos almacenados en el objeto. Por ejemplo, los metadatos que acompañan a un archivo de video podrían personalizarse para indicar dónde se realizó el video, el tipo de cámara utilizada para grabarlo e incluso qué individuos fueron capturados en cada cuadro. En el almacenamiento de bloques, los metadatos se limitan a los atributos de archivo básicos.

El almacenamiento de bloque es el más adecuado para los archivos estáticos que no se cambian a menudo, porque cualquier cambio realizado en un archivo da como resultado la creación de un objeto nuevo.

Para obtener más información sobre el almacenamiento de objetos, consulte "Almacenamiento de objetos: guía completa" y nuestro video "¿Qué es el almacenamiento de objetos?".

IBM Cloud Object Storage: Diseñado para el negocio (04:10)

Almacenamiento de archivos

El almacenamiento de archivos, que también se conoce como almacenamiento a nivel de archivo o basado en archivos, normalmente está asociado con la tecnología Network Attached Storage (NAS). NAS presenta almacenamiento a usuarios y 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 forma similar a una unidad de disco duro local. Sin embargo, NAS o el sistema operativo de red (NOS) manejan derechos de acceso, el intercambio 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 vía de acceso a los datos, lo que puede afectar al rendimiento en comparación con el almacenamiento de bloques u objetos. El almacenamiento de archivos sólo funciona con protocolos comunes de nivel de archivo, como New Technology File System (NTFS) para Windows o Network File System (NFS) para Linux. Esto podría limitar la usabilidad en sistemas distintos.

Para una inmersión más profunda en el almacenamiento de archivos, consulte "Almacenamiento de archivos: guía completa".

En el siguiente video, Amy Blea ofrece una visión general de los diferentes tipos de almacenamiento y sus casos de uso:

Almacenamiento de bloque frente a almacenamiento de archivos (04:03)

Ejemplos

El almacenamiento de bloque permite la creación de volúmenes de almacenamiento en bruto, a los que los sistemas operativos basados en servidores pueden conectarse. Puede tratar estos volúmenes en bruto como unidades de disco duro individuales. Esto le permite utilizar almacenamiento de bloques para casi cualquier tipo de aplicación, incluyendo almacenamiento de archivos, almacenamiento de base de datos, volúmenes de sistema de archivos de máquina virtual (VMFS) y más.

Imaginemos, por ejemplo, la implementación de máquinas virtuales en una empresa. Con el almacenamiento de 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 dicho bloque, creando varias máquinas virtuales. Es más, la creación de un volumen basado en bloques, la instalación de un sistema operativo y la conexión a ese volumen permite a los usuarios compartir archivos utilizando ese sistema operativo nativo.

Para obtener más información sobre máquinas virtuales, consulte "Máquinas virtuales: guía completa".

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

Almacenamiento de bloque y contenedores

La flexibilidad inherente al almacenamiento de bloques lo hace ideal para contenedores. Los contenedores extraen las aplicaciones de los sistemas operativos, al igual que la virtualización extrae los sistemas operativos del hardware físico. Con el almacenamiento de bloque, puede definir y lanzar contenedores rápidamente.

La contenedorización, en la que se orquestan varios contenedores en un entorno empresarial, se beneficia de la velocidad del almacenamiento de bloques y de la capacidad nativa de un único host para montar varios bloques.

Para obtener información adicional sobre cómo el almacenamiento de bloques puede dar soporte a la contenedorización, lea la información siguiente sobre los contenedores y el almacenamiento persistente.

Para obtener una visión general de los contenedores y la contenedorización, lea "Contenedores: guía completa" y "Contenedorización: guía completa".

Redes de área de almacenamiento

Los desarrolladores suelen implementar almacenamiento de bloques utilizando una red de área de almacenamiento (SAN). SAN es una red de computación que proporciona acceso al almacenamiento de datos. Las SAN presentan el almacenamiento de bloques a otros sistemas en red como si esos bloques fueran dispositivos conectados localmente. Por ejemplo, un servidor puede conectarse a una SAN utilizando una conexión de red de datos, como Fibre Channel, Internet Small Computer System Interface (iSCSI) o Infiniband, para acceder a un bloque como si fuera un volumen de acceso local. También puede configurar varios sistemas de almacenamiento en una SAN y puede conectar varios servidores a la SAN.

Una SAN consta de muchos elementos o capas. El primero 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, que está conectada a la red de almacenamiento mediante un cable. La capa de host está conectada a la capa de tejido, que es una colección de dispositivos, como conmutadores SAN, routers, puentes de protocolo, dispositivos de gateway y cables. La capa de tejido interactúa con la capa de almacenamiento, que consta de dispositivos de almacenamiento físico, como unidades de disco, cinta magnética o medios ópticos.

Descargue la "Introducción a las redes de área de almacenamiento" para obtener más información sobre la tecnología SAN.

Sistemas de almacenamiento RAID

El almacenamiento de bloque, por sí solo, no proporciona mucho en forma de redundancia, lo que hace que los sistemas de almacenamiento RAID sean una consideración importante para cualquier implementación de almacenamiento de bloques de misión crítica. La RAID (almacenamiento redundante de discos independientes) protege los datos escribiéndole a dos o más unidades; si falla un disco, la información de los otros discos normalmente puede reemplazarla sin que los usuarios sean conscientes de una interrupción.

Para obtener más información sobre la tecnología RAID, consulte "Almacenamiento de discos".

Código abierto

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

Si bien el código abierto muestra una promesa significativa en el sector de almacenamiento, requiere experiencia para garantizar el éxito, lo que a su vez significa que los administradores de almacenamiento de hoy en día necesitarán recurrir a los proveedores de soporte y servicio.

Almacenamiento de bloque como servicio

El almacenamiento de bloque como servicio (BSSaaS) pertenece a una categoría mucho más amplia de Almacenamiento empresarial como servicio(ESaaS), donde los que buscan almacenamiento basado en la nube pueden seleccionar desde almacenamiento de bloques, archivos u objetos para dar soporte a sus necesidades de almacenamiento de datos. En su mayor parte, al trabajar con ESaaS, los usuarios también tendrán que elegir una solución IaaS o PaaS e implementar aplicaciones y servidores directamente en la nube.

Cómo escalar el almacenamiento de bloques

La capacidad de satisfacer la demanda es crítica cuando se trata de almacenamiento. El consumo de almacenamiento ha crecido a un ritmo exponencial. Puesto que el almacenamiento de bloque es independiente de los recursos de computación, el escalamiento no requiere más que la creación de más volúmenes de almacenamiento de bloque en un proveedor de ESaaS.

Para las empresas que utilizan un enfoque de nube híbrida, el escalamiento puede requerir la compra de discos duros adicionales o sistemas de almacenamiento RAID, pero el proceso real de escalamiento sigue siendo relativamente el mismo. El suministro de volúmenes de almacenamiento de bloques adicionales es el requisito principal para aumentar la cantidad de almacenamiento disponible. Más información sobre la escala y el almacenamiento de bloque.

Almacenamiento de bloque e IBM

IBM Cloud Block Storage se ha comprometido a ayudar a socios, empresas y organizaciones con sus necesidades de almacenamiento de bloque, ofreciendo un rendimiento de disco local respaldado por Flash con persistencia y durabilidad SAN, IOP personalizable y facturación predecible.

Obtenga más información sobre IBM Cloud Block Storage, incluidas sus diversas características y funciones.

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