Block Storage là gì? Ưu Nhược Điểm và Cách Thức Hoạt Động

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

Object Storage có chi phí rẻ hơn so với Block Storage. Vì dễ mở rộng quy mô, các tổ chức có thể sử dụng nó để lưu trữ khối lượng lớn dữ liệu với chi phí thấp.

Object Storage mạnh mẽ và có thể tùy chỉnh, vì không có giới hạn về loại hoặc số lượng siêu dữ liệu. Nhiều doanh nghiệp lựa chọn Object Storage để lưu trữ ảnh, lưu trữ cùng loại dữ liệu đảm bảo tính khả dụng và độ tin cậy cao. Object Storage không cho phép bạn chỉnh sửa một phần của tệp. Nó được coi là đơn vị hoàn chỉnh và chỉ có thể xem, cập nhật và ghi lại dưới dạng toàn bộ đối tượng. Tùy vào kích thước của đối tượng, điều này có thể ảnh hưởng không tốt đến hiệu suất.

Điều nữa là hệ điều hành có thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ khối dưới dạng đĩa được gắn vào, nhưng không thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ đối tương. Mặc khác, Object Storage hầu như không yêu cầu quản lý, không giống như Block Storage đòi hỏi quản trị viên phải ánh xạ lại các ỗ đĩa và thực hiện các hoạt động bảo trì liên tục, quản lý.

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 VPS, Cloud Hosting liên hệ ngay LANIT nhé!