Block Storage là gì?
Block Storage là công nghệ lưu trữ dữ liệu trong đó mỗi khối hoạt động như một ổ cứng riêng biệt được cấu hình bởi quản trị viên. Các nhà phát triển lựa chọn Block Storage cho các ứng dụng yêu cầu quyền truy cập nhanh chóng, hiệu quả và đáng tin cậy.
Trong mô hình Block Storage, dữ liệu được lưu vào phương tiện lưu trữ theo các khối (Block) có kích thước cố định. Mỗi khối được liên kết với một địa chỉ duy nhất và địa chỉ là siêu dữ liệu duy nhất được gán cho mỗi khối (Block).
Block Storage được điều khiển bởi hệ điều hành dựa trên máy chủ và được truy cập bằng giao thức iSCSI , Fibre Channel hoặc Fibre Channel qua Ethernet. Đây là công nghệ phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất đầu vào/ra nhất quán, độ trễ thấp và được sử dụng trong môi trường mạng SAN.
Cách thức hoạt động của Block Storage
Chia nhỏ dữ liệu thành các khối: Khi một ứng dụng sử dụng Block Storage ghi dữ liệu vào cơ sở dữ liệu nó sẽ chia dữ liệu thành các khối có kích thước cố định, thường là 512 bytes hoặc 4 KB. Các khối dữ liệu này được gán một địa chỉ duy nhất và không cần phải lưu trữ theo thứ tự cụ thể nào.
Quản lý Khối (Block) dữ liệu: Hệ điều hành hoặc phần mềm quản lý lưu trữ sẽ quản lý các khối dữ liệu trên. Và các khối này sẽ được lưu trữ ở nhiều vị trí khác nhau trên hệ thống lưu trữ vật lý.
Lưu trữ và truy xuất dữ liệu:
- Lưu trữ: Khi dữ liệu được lưu trữ nó sẽ chia thành các khối, mỗi khối sẽ được ghi vào một vị trí cụ thể trong hệ thống lưu trữ. Nó không nhất thiết phải nằm gần nhau.
- Truy xuất: Khi cần truy xuất dữ liệu, hệ điều hành hoặc phần mềm sẽ sử dụng các địa chỉ khối để tìm và đọc các khối dữ liệu đó, sau đó tập hợp nó lại thành tệp hoàn chỉnh.
Cấp phát và quản lý không gian lưu trữ: Block Storage có khả năng cấp phát và quản lý không gian lưu trữ linh hoạt và có thể mở rộng hoặc thu hẹp theo nhu cầu. Các khối có thể được di chuyển hoặc sao lưu độc lập.
Hệ thống Block Storage thướng có các tính năng bảo mật và sao lưu mạnh mẽ, dữ liệu có thể được mã hóa để bảo vệ thông tin quan trọng, các khối dữ liệu có thể được backup định kỳ để đảm bảo an toàn.
Ưu điểm – Hạn chế của Block Storage
Ưu điểm của Block Storage:
Block Storage sở hữu các ưu điểm vượt trội như hiệu suất tối ưu, linh hoạt, khả năng tương thích tốt. Cụ thể chúng ta cùng đi xem xét chi tiết từng ưu điểm nhé!
Hiệu suất tối ưu:
Block Storage sử dụng siêu dữ liệu bị giới hạn nhưng dựa vào mã định danh duy nhất được chỉ định cho từng Block để thực hiện đọc/ghi. Từ đó giảm chi phí truyền dữ liệu và cho phép máy chủ truy cập/truy xuất dữ liệu hiệu quả. Mặt khác, công nghệ này mang lại độ trễ cực thấp. Chính nhờ IOPS cao và độ trễ thấp của Block Storage nên nó lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao.
Linh hoạt và dễ dàng điều chỉnh quy mô
Thiết bị lưu trữ khối không bị giới hạn trong môi trường mạng cụ thể, các khối có thể được cấu hình cho các hệ điều hành khác nhau. Các nhà phát triển có thể chia sẻ dữ liệu trên nhiều môi trường để đảm bảo mức độ sẵn sàng cao. Với lưu trữ khối, khả năng mở rộng theo chiều ngàng cũng cực kỳ linh hoạt. Các khối có thể được thêm vào khi cần và cho phép khả năng lưu trữ lớn hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.
Dễ dàng sửa đổi tệp:
Khi người dùng thay đổi tệp trong Block Storage, hệ thống chỉ cần thay đổi khối cụ thể bị ảnh hưởng bởi các thay đổi. Sau đó, khối đó sẽ được ghi lại dữ liệu mới. Điều này giúp kho lưu trữ khối hoạt động hiệu quả trong việc quản lý các tệp lớn, đòi hỏi cập nhật thường xuyên.
Kiểm soát chi tiết:
Các nhà phát triển đạt được mức độ kiểm soát cao đối với việc lưu trữ dữ liệu trêm kho lưu trữ khối. Điều này giúp cải thiện hiệu năng hệ thống vì hoạt động cập nhật liên tục chỉ ảnh hưởng tới một lượng nhỏ khối dữ liệu.
Hạn chế của Block Storage
- Chi phí tốn kém: Mặc dù có thể mở rộng dễ dàng nhưng nó gây tốn kém do chi phí của SAN. Ngoài ra việc quản lý Block Storage cũng cần người có chuyên môn về quản lý và bảo trì khiến chi phí tổng thể tăng lên.
- Giới hạn hiệu suất: Siêu dữ liệu được tích hợp sẵn, phân cấp và được xác định bởi hệ thống tệp. Vì dữ liệu được chia thành các khối, nên việc tìm kiếm một tệp hoàn chỉnh cần phải xác định được tất cả các phần của tệp đó. Điều này ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động trong việc truy cập siêu dữ liệu, nhất là các thư mục có nhiều tệp.
So sánh sự khác biệt giữa Block Storage và Object Storage
Block Storage và Object Storage đều là giải pháp lưu trữ đám mây phổ biến, nhưng khác nhau ngay từ cách vận hành ở tầng hạ tầng. Bảng dưới đây tập trung vào những khía cạnh vận hành thực tế, giúp bạn thấy rõ sự khác biệt ở mức kỹ thuật thay vì chỉ dừng ở khái niệm.
| Khía cạnh vận hành | Block Storage | Object Storage |
| Giao thức kết nối | iSCSI, Fibre Channel, gắn trực tiếp vào server như một ổ đĩa vật lý | Giao thức HTTP/HTTPS, gọi qua API tương thích chuẩn S3 |
| Có dùng làm ổ đĩa hệ điều hành được không | Có, đây là vai trò chính của Block Storage cho Cloud Server | Không, Object Storage không hỗ trợ cơ chế mount làm ổ đĩa hệ thống |
| Cách tính chi phí | Theo dung lượng cấp phát trước, kể cả khi chưa dùng hết | Theo dung lượng thực tế sử dụng, cộng thêm phí mỗi lần gọi API như GET, PUT, DELETE |
| Cách xử lý khi cập nhật dữ liệu | Ghi đè trực tiếp vào đúng khối bị thay đổi, không ảnh hưởng phần còn lại của tệp | Phải ghi lại toàn bộ object, kể cả khi chỉ thay đổi một phần nhỏ dữ liệu |
| Khả năng chia sẻ đồng thời | Thường gắn với một server hoặc một máy ảo tại một thời điểm | Nhiều ứng dụng, nhiều thiết bị có thể cùng truy cập một object qua API |
| Phù hợp nhất với | Ổ đĩa hệ điều hành, database, ứng dụng cần I/O ngẫu nhiên tốc độ cao | Lưu trữ file media, bản backup, dữ liệu archive dài hạn |
Nếu hệ thống của bạn cần một ổ đĩa gắn trực tiếp để chạy hệ điều hành hoặc database, với tốc độ đọc ghi cao và chi phí có thể dự đoán trước theo dung lượng cấp phát, Block Storage là lựa chọn phù hợp. Ngược lại, nếu bạn cần một nơi lưu trữ mà nhiều ứng dụng hoặc thiết bị khác nhau đều có thể truy cập qua API, với chi phí chỉ tính theo dung lượng thực tế sử dụng, Object Storage sẽ đáp ứng tốt hơn.
>>>> Đọc thêm bài viết: Object Storage khác File Storage như thế nào? So sánh chi tiết A-Z
Kết luận
Trên đây LANIT đã chia sẻ chi tiết các vấn đề liên quan đến Block Storage như khái niệm, cách thức hoạt động, ưu điểm, hạn chế,…Nếu bạn còn thắc mắc nào cũng như cần tư vấn về dịch vụ lưu trữ như thuê máy chủ ảo, Cloud Hosting hoặc S3 Storage liên hệ ngay LANIT nhé!
