Block Storage چیست؟

Block Storage رویکردی برای ذخیره سازی داده است که در آن هر حجم ذخیره سازی به عنوان یک هارد دیسک جداگانه عمل می کند که توسط مدیر ذخیره سازی پیکربندی شده است. در مدل ذخیره سازی بلوک، داده ها به صورت تکه های با اندازه ثابت به نام بلوک در رسانه ذخیره سازی ذخیره می شوند. هر بلوک با یک آدرس منحصر به فرد مرتبط است و آدرس تنها ابرداده اختصاص داده شده به هر بلوک است.

برای مدیریت ذخیره سازی بلوک، یک برنامه نرم افزاری مستقل از رسانه ذخیره سازی نحوه قرارگیری و سازماندهی بلوک ها در درایوهای ذخیره سازی را کنترل می کند. این نرم‌افزار همچنین بازیابی داده‌ها را انجام می‌دهد و از ابرداده برای یافتن بلوک‌های مورد نظر و سپس سازمان‌دهی داده‌های موجود در آنها در فایل‌های کامل استفاده می‌کند.

بلوک های ذخیره سازی توسط سیستم عامل مبتنی بر سرور کنترل می شوند و عموماً توسط پروتکل های iSCSI، کانال فیبر یا کانال فیبر روی اترنت (FCoE) قابل دسترسی هستند. ذخیره‌سازی بلوک برای برنامه‌های با کارایی بالا و حیاتی که نیاز به عملکرد ورودی/خروجی (I/O) ثابت و تأخیر کم دارند ایده‌آل است و اغلب در محیط‌های شبکه منطقه ذخیره‌سازی (SAN) به جای ذخیره‌سازی فایل استفاده می‌شود.

از آنجایی که ذخیره سازی بلوکی در بسیاری از برنامه های سازمانی نقش مهمی ایفا می کند، برخی از فروشندگان ابر خدمات ذخیره سازی بلوکی را علاوه بر خدمات ذخیره سازی اشیاء خود ارائه می دهند. خدمات بلوک محبوب در فضای ابری عبارتند از AWS Elastic Block Storage، Google Cloud Persistent Disks و Rackspace Cloud Block Storage.

موارد استفاده

ذخیره سازی بلوک عمدتاً در محل باقی مانده است، و از حجم کاری حیاتی و داده فشرده پشتیبانی می کند. اما به نظر می رسد این در حال تغییر است. سازمان‌ها به طور فزاینده‌ای برای ذخیره‌سازی بلوک به ابر روی می‌آورند زیرا به دنبال راه‌های کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر برای پشتیبانی از حجم کاری خود هستند.

از آنجایی که حجم‌های ذخیره‌سازی بلوک به‌عنوان هارد دیسک‌های جداگانه در نظر گرفته می‌شوند، این رویکرد برای ذخیره‌سازی انواع برنامه‌ها به خوبی کار می‌کند:

سرورهای ایمیل مانند Microsoft Exchange به جای سیستم های ذخیره سازی مبتنی بر فایل یا شبکه از ذخیره سازی بلوکی استفاده می کنند.

آرایه های RAID نیز یک مورد اصلی برای ذخیره سازی بلوک هستند. با RAID، چندین دیسک مستقل برای حفاظت از داده ها و عملکرد ترکیب می شوند. توانایی ذخیره‌سازی بلوک برای ایجاد حجم‌های ذخیره‌سازی با کنترل جداگانه، آن را برای RAID مناسب می‌کند.

سیستم فایل ماشین مجازی یکی دیگر از کاربردهای رایج برای ذخیره سازی در سطح بلوک است. فروشندگان مجازی سازی مانند VMware از پروتکل های ذخیره سازی بلوک پشتیبانی می کنند که می تواند عملکرد مهاجرت را بهبود بخشد و مقیاس پذیری را بهبود بخشد. استفاده از SAN برای ذخیره سازی بلوک نیز به مدیریت ماشین مجازی (VM) کمک می کند و امکان نوشتن دستورات SCSI غیر استاندارد را فراهم می کند.

Block vs. file storage

در حالی که استفاده از ذخیره سازی بلوک مزایایی دارد، جایگزین هایی نیز وجود دارد که ممکن است برای سازمان ها یا موارد خاص مناسب تر باشد. وقتی صحبت از رویارویی با ذخیره سازی در سطح بلوک می شود، دو گزینه برجسته هستند: ذخیره سازی فایل و ذخیره سازی اشیا.

اگر هدف سادگی باشد، ذخیره سازی فایل ممکن است بر ذخیره سازی در سطح بلوک پیروز شود. اما در حالی که دستگاه‌های ذخیره‌سازی بلوک نسبت به ذخیره‌سازی فایل پیچیده‌تر و گران‌تر هستند، انعطاف‌پذیرتر هستند و عملکرد بهتری ارائه می‌کنند.

ذخیره سازی فایل یک مکان متمرکز و بسیار در دسترس برای فایل ها فراهم می کند و به طور کلی هزینه کمتری نسبت به ذخیره سازی بلوک دارد. ذخیره سازی فایل از فراداده ها و دایرکتوری ها برای سازماندهی فایل ها استفاده می کند، که آن را به گزینه ای مناسب برای سازمانی تبدیل می کند که به سادگی حجم زیادی از داده را ذخیره می کند.

استقرار نسبتاً آسان ذخیره سازی فایل، آن را به ابزاری مناسب برای حفاظت از داده ها تبدیل می کند و هزینه کم و سازماندهی ساده می تواند برای بایگانی محلی مفید باشد. اشتراک گذاری فایل در یک سازمان یکی دیگر از کاربردهای رایج برای ذخیره سازی فایل است.

سادگی ذخیره سازی فایل نیز می تواند آسیب آن باشد. در حالی که دارای یک سازماندهی سلسله مراتبی است، هر چه فایل‌های بیشتری اضافه شود، غربال کردن ذخیره‌سازی فایل‌ها دشوارتر و خسته‌کننده‌تر می‌شود. اگر عملکرد عامل تعیین کننده باشد، ذخیره سازی سطح شی یا بلوک بر ذخیره سازی فایل پیروز می شود.

برخی از محصولات مانند سرویس File Persona 3PAR Hewlett Packard Enterprise (HPE) برای ارائه مزایای هر دو فناوری، فایل‌ها و ذخیره‌سازی را مسدود کرده‌اند.

Block vs. object storage

به جای تقسیم فایل‌ها به بلوک‌های داده خام، ذخیره‌سازی شی داده‌ها را به عنوان یک شی که حاوی داده‌ها و ابرداده‌ها است، جمع می‌کند. بلوک‌های ذخیره‌سازی حاوی متادیتا نیستند، بنابراین از این نظر ذخیره‌سازی اشیا می‌تواند زمینه بیشتری در مورد داده‌ها فراهم کند که می‌تواند در طبقه‌بندی و سفارشی‌سازی فایل‌ها مفید باشد. هر شیء همچنین دارای یک شناسه منحصربفرد است که کار مکان یابی و بازیابی اشیاء را سریعتر می کند.

ذخیره سازی بلوک را می توان گسترش داد، اما ذخیره سازی اشیا در مقیاس پذیری بی همتا است. مقیاس کوچک کردن یک معماری ذخیره سازی شی فقط نیاز به اضافه کردن گره ها به خوشه ذخیره سازی دارد.

انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری ذخیره‌سازی اشیا ممکن است جذاب باشد، اما برخی از سازمان‌ها ممکن است اولویت‌بندی عملکرد را انتخاب کنند و ذخیره‌سازی فایل یا بلوک را انتخاب کنند. در حالی که ذخیره سازی بلوک امکان ویرایش بخش های افزایشی یک فایل را فراهم می کند، ذخیره سازی اشیاء باید به صورت یک واحد ویرایش شوند. اگر بخشی از یک شی نیاز به ویرایش داشته باشد، کل شی باید دسترسی داشته باشد و به روز شود، سپس بازنویسی شود، که می تواند بر عملکرد تأثیر منفی بگذارد.

در سازمانی از ذخیره سازی در سطح شی و بلوک استفاده می شود، اما موارد استفاده از ذخیره سازی اشیاء بیشتر به سمت سناریوهایی که با مقادیر زیادی داده سروکار دارند، مانند ذخیره سازی داده های بزرگ و بایگانی های پشتیبان، تمایل دارند. به همین دلیل، محیط‌های ذخیره‌سازی داده‌های مدرن مانند ابر احتمالاً به سمت ذخیره‌سازی مبتنی بر شی بیش از گزینه‌های ذخیره‌سازی فایل و مسدود کردن تمایل دارند. با این حال، نیازهای فردی همیشه عامل تعیین کننده ای است که برای کدام شکل ذخیره سازی استفاده می شود.