Pomimo wielu zmian w przechowywaniu danych na przestrzeni dziesięcioleci, niektóre podstawowe elementy pozostają. Jedną z nich jest to, że dostęp do pamięci odbywa się na jeden z trzech sposobów: blok, plik i przedmiot.
W tym artykule zdefiniujemy i rozszerzymy charakterystykę tych trzech elementów, a także przyjrzymy się produktom lokalnym i w chmurze, które zazwyczaj wykorzystują pliki, bloki i przechowywanie obiektów.
Widzimy, że chociaż dostępne są lokalne (zwykle) sprzętowe produkty do przechowywania danych w postaci bloków, plików i obiektowej pamięci masowej, te rodzaje dostępu do pamięci masowej są również oferowane w chmurze, aby obsługiwać obciążenia, które ich wymagają.
Rozwój chmury doprowadził również do powstania hybrydowych – centrum danych i chmury – oraz rozproszonych form plików i przechowywanie obiektów.
Tak więc, chociaż pliki, obiekty i bloki są od dawna podstawowymi elementami pamięci masowej, zmieniają się sposoby ich wdrażania w erze chmury.
Plik i blok: całość i część
System plików zawsze był podstawą technologii przechowywania. Pamięć masowa z dostępem do blokowania i dostępu do plików oferuje dwa sposoby interakcji z systemem plików.
Przechowywanie dostępu do plików ma miejsce wtedy, gdy uzyskujesz dostęp do całych plików za pośrednictwem systemu plików. Zwykle odbywa się to za pośrednictwem sieciowej pamięci masowej (NAS) lub połączonej siatki skalowalne węzły NAS. Takie produkty są dostarczane z własnym systemem plików na pokładzie, a pamięć masowa jest prezentowana aplikacjom i użytkownikom w formacie litery dysku.
W przypadku dostępu blokowego produkt pamięci masowej — zwykle wdrażany lokalnie w sieci pamięci masowej (SAN) systemy, na przykład – adresuje tylko bloki przechowywania w plikach, bazach danych itp. Innymi słowy, system plików przez które aplikacje komunikują się znajduje się wyżej w stosie.
Systemy plików dają wiele korzyści. Jednym z najważniejszych jest to, że tak pisze się większość aplikacji korporacyjnych – i to nie zniknie zbyt szybko.
Kluczową cechą metod opartych na systemie plików jest to, że istnieją metody — takie jak te znajdujące się w Posix zestaw poleceń – zablokować pliki, aby upewnić się, że nie można ich jednocześnie nadpisać, przynajmniej nie w sposób, który uszkadza plik lub otaczające go procesy.
Magazyn plików ma dostęp do całych plików, więc jest używany do ogólnego przechowywania plików, a także do bardziej wyspecjalizowanych zadań wymagających dostępu do plików, takich jak multimedia i rozrywka. A w postaci skalowalnego serwera NAS jest podstawą dużych repozytoriów do analiz i obciążeń obliczeniowych o wysokiej wydajności (HPC).
Przechowywanie blokowe zapewnia aplikacjom dostęp do bloków zawartych w plikach. Może to być dostęp do bazy danych, w którym wielu użytkowników pracuje jednocześnie nad tym samym plikiem i prawdopodobnie z tej samej aplikacji – poczty e-mail, aplikacji korporacyjnych, takich jak planowanie zasobów przedsiębiorstwa (ERP), na przykład – ale z blokowaniem na poziomie podpliku.
Blokowa pamięć masowa ma wielką zaletę w postaci wysokiej wydajności i braku konieczności zajmowania się metadanymi i informacjami o systemie plików itp.
Plik i blok: chmura i dystrybucja
Przechowywanie plików nadal istnieje w autonomicznym formacie NAS, zwłaszcza na poziomie podstawowym, a serwer NAS skalowalny w poziomie, przeznaczony do wdrażania lokalnego, jest powszechny.
Jednak pojawienie się chmury i jej tendencja do globalizacji operacji wpłynęło na sytuację i miało dwojaki skutek.
Z jednej strony istnieje wielu dostawców, którzy oferują globalne systemy plików które łączą system plików rozproszony w chmurze publicznej i lokalnym sprzęcie sieciowym, ze wszystkimi danymi w jednej przestrzeni nazw. Dostawcy tutaj to Ctera, Nasuni, Panzura, Hammerspace i Peer Software.
Z drugiej strony wszystkie kluczowi dostawcy usług w chmurze – Amazon Web Services, Google Cloud Platform i Microsoft Azure – oferta własne usługi przechowywania dostępu do plików, a także NetApp w przypadku AWS. IBM oferuje również przechowywanie plików za pośrednictwem swojej oferty w chmurze.
Blokuj w chmurze
Niektórzy dostawcy pamięci masowej, tacy jak IBM i Pure, oferują instancje swoich bloków pamięci masowej w chmurze. A wszystkie trzy wielkie oferują usługi przechowywania w chmurze, przeznaczone dla aplikacji wymagających najmniejszych opóźnień, takich jak bazy danych i buforowanie analiz, a także praca maszyn wirtualnych (VM).
Prawdopodobnie ze względu na naturę pamięci blokowej i jej wymagania dotyczące wydajności, wydaje się, że żadna rozproszona pamięć blokowa nie pojawiła się w taki sposób, jak w przypadku plików.
Przechowywanie obiektów: inny świat
Przechowywanie obiektów opiera się na „płaskiej” strukturze z dostępem do obiektów za pomocą unikalnych identyfikatorów, podobnie jak system nazw domen (DNS) sposób dostępu do stron internetowych.
Z tego powodu obiektowa pamięć masowa jest zupełnie inna niż hierarchiczna, podobna do drzewa struktura systemu plików, co może być zaletą, gdy zbiory danych są bardzo duże. Niektóre systemy NAS odczuwają obciążenie, gdy docierają do miliardów plików.
Obiektowa pamięć masowa uzyskuje dostęp do danych na poziomie pliku, ale bez blokowania plików, a często więcej niż jeden użytkownik może uzyskać dostęp do obiektu w tym samym czasie. Pamięć obiektowa nie jest mocno spójna. Innymi słowy, jest ostatecznie spójny między istniejącymi kopiami lustrzanymi.
Większość starszych aplikacji nie jest napisana z myślą o obiektowej pamięci masowej. Jednak z historycznego punktu widzenia daleko od tego, że jest to z konieczności wadą, obiektowa pamięć masowa jest w rzeczywistości preferowaną metodą dostępu do pamięci masowej w erze chmury. Dzieje się tak, ponieważ chmura jest na ogół znacznie bardziej bezpaństwowiec niż starsze środowisko korporacyjne, a także prawdopodobnie obejmuje większość pamięci masowej oferowanej przez dużych dostawców chmury.
Ponadto obiekty w obiektowej pamięci masowej oferują bogatszy zestaw metadanych niż w tradycyjnym systemie plików. To sprawia, że dane w obiektowej pamięci masowej dobrze nadają się również do analiz.
Obiekt w chmurze – i on-prem z plikiem
Chmura była naturalnym domem obiektowej pamięci masowej. Większość usług pamięci masowej oferowanych przez dostawców chmury bazuje na obiektowej pamięci masowej i to właśnie tutaj pojawiły się nowe, de facto standardy, takie jak S3.
Dzięki łatwemu dostępowi do danych, które mogą szczęśliwie istnieć jako w dużej mierze bezstanowe i ostatecznie spójne, obiekt jest masową pamięcią masową ery chmury.
Możesz uzyskać obiektową pamięć masową do wdrożenia lokalnego, taką jak Elastic Cloud Storage firmy Dell EMC, która jest przeznaczona wyłącznie do wdrażania w centrach danych. Tymczasem platforma Hitachi Content Platform firmy Hitachi Vantara, pamięć masowa IBM Cloud Object i StorageGrid firmy NetApp mogą działać w scenariuszach hybrydowych i wielochmurowych.
Niektórzy wyspecjalizowani dostawcy obiektowej pamięci masowej, tacy jak Cloudian i Scality, oferują wdrożenia lokalne i hybrydowe.
A w przypadku Skalowalność wraz z Pure Storage (i do pewnego stopnia NetApp)konwergentne przechowywanie plików i obiektów jest możliwe, ponieważ klienci coraz częściej chcą uzyskać dostęp do dużych ilości nieustrukturyzowanych danych, które mogą być przechowywane w formatach plików lub obiektów.