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El almacenamiento de bloques es una tecnología de almacenamiento de datos que divide los datos en bloques de tamaño fijo. A cada bloque se le asigna un identificador único, lo que permite una recuperación y gestión eficientes de los datos. El almacenamiento de bloques se utiliza comúnmente en redes de área de almacenamiento (SAN) y entornos de computación en la nube, proporcionando soluciones de almacenamiento de alto rendimiento para bases de datos, máquinas virtuales y otras aplicaciones exigentes. A continuación se presentan los tipos de almacenamiento de bloques.
Almacenamiento conectado a la red (NAS) de almacenamiento de bloques:
El almacenamiento conectado a la red (NAS) de almacenamiento de bloques es una tecnología de almacenamiento de datos a nivel de archivo que funciona a través de una red. Permite que varios clientes accedan a dispositivos de almacenamiento compartidos. El almacenamiento de bloques NAS se utiliza comúnmente en escenarios donde el intercambio de archivos y la colaboración son importantes, como en oficinas o entornos creativos. Proporciona una solución de almacenamiento centralizada a la que varios usuarios pueden acceder simultáneamente.
Red de área de almacenamiento (SAN) de almacenamiento de bloques:
Una red de área de almacenamiento (SAN) de almacenamiento de bloques es una solución de almacenamiento basada en red de alto rendimiento. Las SAN conectan servidores y dispositivos de almacenamiento a través de una red dedicada, lo que permite una transferencia rápida de datos y una baja latencia. El almacenamiento de bloques SAN es adecuado para aplicaciones intensivas en ancho de banda que requieren acceso de datos de alta velocidad, como bases de datos y virtualización. Las SAN admiten varios protocolos de almacenamiento, incluidos Fibre Channel e iSCSI.
Almacenamiento conectado directamente (DAS) de almacenamiento de bloques:
El almacenamiento conectado directamente (DAS) de almacenamiento de bloques es un dispositivo de almacenamiento conectado físicamente directamente a una computadora o servidor. Incluye unidades de disco duro, unidades de estado sólido y matrices RAID. El almacenamiento de bloques DAS es simple y rentable para entornos de usuario único o a pequeña escala. Ofrece acceso a datos de baja latencia, pero carece de capacidades de uso compartido de red.
Almacenamiento de bloques en la nube:
El almacenamiento de bloques en la nube es un servicio de almacenamiento basado en la nube que proporciona recursos de almacenamiento de bloques escalables y flexibles. Lo ofrecen proveedores de servicios en la nube como Cooig Cloud. Los usuarios pueden aprovisionar y administrar volúmenes de almacenamiento de bloques virtuales en la nube. El almacenamiento de bloques en la nube admite precios de pago por uso y escalabilidad bajo demanda, lo que lo hace ideal para aplicaciones nativas de la nube y cargas de trabajo con necesidades de almacenamiento variables.
Almacenamiento de bloques híbrido:
El almacenamiento de bloques híbrido combina el almacenamiento local y en la nube. Permite a las empresas almacenar datos localmente y en la nube, lo que proporciona una mayor flexibilidad y control sobre la gestión de datos. El almacenamiento de bloques híbrido es adecuado para organizaciones que requieren un equilibrio entre la soberanía de los datos y la escalabilidad de la nube.
Un sistema de almacenamiento de bloques administra los datos como bloques, cada uno con un identificador único. El sistema separa los datos de los metadatos, que identifican los datos. Los bloques están organizados en una jerarquía estructurada de contenedores llamados "volúmenes", lo que permite un almacenamiento y recuperación eficientes.
Arquitectura
La arquitectura del almacenamiento de bloques consta de varios dispositivos de almacenamiento conectados a una red. Una red de área de almacenamiento (SAN) es la arquitectura más común para el almacenamiento de bloques. La SAN conecta varios dispositivos de almacenamiento a servidores utilizando una red de alta velocidad. La SAN utiliza un protocolo de canal de fibra para transmitir datos entre servidores y dispositivos de almacenamiento.
Protocolo
El almacenamiento de bloques utiliza varios protocolos para comunicarse entre servidores y dispositivos de almacenamiento. El protocolo más común utilizado en el almacenamiento de bloques es la interfaz de sistema de computadora pequeña (SCSI). SCSI es un conjunto de estándares para conectar y comunicar entre computadoras y dispositivos periféricos. Otro protocolo utilizado en el almacenamiento de bloques es la interfaz de sistema de computadora pequeña de Internet (iSCSI). iSCSI encapsula los comandos SCSI y los datos en paquetes IP para su transmisión a través de una red IP. Fibre Channel over Ethernet (FCoE) es otro protocolo utilizado en el almacenamiento de bloques. FCoE encapsula los marcos de canal de fibra en marcos Ethernet para su transmisión a través de una red Ethernet.
Gestión de datos
El almacenamiento de bloques administra los datos creando números de unidad lógica (LUN). Un LUN es una representación lógica de un dispositivo de almacenamiento físico. Los LUN se dividen en bloques, que se pueden asignar a servidores o aplicaciones. El almacenamiento de bloques también utiliza instantáneas y replicación para la gestión de datos. Una instantánea es una copia de datos en un punto en el tiempo, mientras que la replicación es el proceso de crear una copia de datos en otro dispositivo de almacenamiento.
Rendimiento
El almacenamiento de bloques proporciona un alto rendimiento y una baja latencia. El rendimiento del almacenamiento de bloques se mide en operaciones de entrada/salida por segundo (IOPS). IOPS mide el número de operaciones de lectura y escritura que se pueden realizar en un segundo. La baja latencia del almacenamiento de bloques se debe al acceso directo a los dispositivos de almacenamiento. Los dispositivos de almacenamiento responden rápidamente a las solicitudes de los servidores porque no hay intermediarios entre ellos.
Escalabilidad
El almacenamiento de bloques es escalable. Se pueden agregar nuevos dispositivos de almacenamiento a una SAN sin interrumpir el sistema existente. El almacenamiento de bloques también se puede escalar hacia arriba o hacia abajo, según las necesidades de la organización. La capacidad se puede aumentar agregando más discos a un dispositivo de almacenamiento, o se puede reducir eliminando discos.
Fiabilidad
El almacenamiento de bloques es confiable. Los datos se almacenan de forma redundante utilizando técnicas como RAID (matriz redundante de discos independientes). RAID distribuye los datos entre varios discos para que si un disco falla, los datos aún se puedan recuperar de los otros discos. El almacenamiento de bloques también utiliza códigos de detección y corrección de errores para garantizar la integridad de los datos.
Sistemas de gestión de bases de datos
El almacenamiento de bloques se utiliza ampliamente en los sistemas de gestión de bases de datos (DBMS). Un DBMS es un software que permite la creación, gestión y manipulación de bases de datos. Estas bases de datos almacenan y organizan datos estructurados, como registros de clientes, información de inventario y transacciones financieras. Con el almacenamiento de bloques, un DBMS puede leer y escribir bloques de datos de forma eficiente hacia y desde el disco, lo que permite una recuperación y actualizaciones de datos rápidas. Esto es ideal para aplicaciones que necesitan procesar grandes volúmenes de datos transaccionales rápidamente, como sistemas bancarios en línea o plataformas de comercio electrónico.
Entornos de virtualización
El almacenamiento de bloques se encuentra comúnmente en entornos de virtualización, que permiten que varias máquinas virtuales (VM) se ejecuten en un solo servidor físico. El software de virtualización, como VMware o Microsoft Hyper-V, abstrae los recursos de hardware de un servidor y los asigna a diferentes VM. Cada VM puede usar su propio disco duro virtual (VHD) que imita un disco físico. Cuando se utiliza el almacenamiento de bloques, la capa de virtualización trata el almacenamiento como bloques direccionables, lo que permite una gestión flexible del espacio en disco para las VM. Esta configuración es adecuada para empresas que desean consolidar su infraestructura de TI y mejorar la utilización de los recursos.
Servicios de almacenamiento en la nube
Muchos servicios de almacenamiento en la nube confían en el almacenamiento de bloques para brindar a los clientes almacenamiento de datos escalable y confiable. En un modelo de almacenamiento en la nube, los usuarios pueden cargar archivos y acceder a ellos a través de Internet desde cualquier lugar en cualquier momento. Entre bastidores, los sistemas de almacenamiento de bloques dividen los archivos en bloques más pequeños y los distribuyen entre varios discos en el centro de datos. Esto permite una alta disponibilidad y durabilidad, ya que el proveedor de la nube puede replicar fácilmente los bloques de datos y distribuirlos en diferentes ubicaciones físicas. El almacenamiento de bloques también permite un crecimiento sin problemas a medida que más usuarios se unen a la plataforma, ya que la capacidad se puede ampliar agregando nuevos discos a la matriz existente.
Al elegir una solución de almacenamiento de bloques, se deben considerar varios factores críticos para garantizar que el sistema de almacenamiento se alinee con las necesidades y objetivos de la empresa. A continuación, se presentan algunos factores importantes a considerar:
Requisitos de rendimiento:
Es fundamental evaluar los requisitos de rendimiento de las aplicaciones que utilizarán el almacenamiento de bloques. Con esto, la solución de almacenamiento puede ofrecer el nivel de rendimiento deseado. Por ejemplo, si las aplicaciones necesitan una gran cantidad de transacciones por segundo (IOPS), requerirá un sistema de almacenamiento rápido. Luego, los usuarios deben buscar sistemas de almacenamiento de bloques con unidades de estado sólido (SSD) o almacenamiento en caché SSD para lograr una latencia más baja y un IOPS más alto. Para lecturas y escrituras secuenciales grandes, los usuarios deben considerar sistemas de almacenamiento diseñados teniendo en cuenta un alto rendimiento.
Escalabilidad y capacidad:
Es importante considerar cuántos datos almacena la empresa ahora y cuántos puede necesitar almacenar en el futuro. Esto significa buscar una solución de almacenamiento de bloques que pueda crecer fácilmente con las crecientes necesidades de datos sin causar problemas de rendimiento. Además, asegúrese de que haya suficiente capacidad para los datos actuales y el crecimiento futuro. Elija una solución que permita la adición de más discos o conexiones para admitir más datos según sea necesario.
Fiabilidad y disponibilidad:
Para aplicaciones críticas que requieren un alto tiempo de actividad, elija un sistema de almacenamiento de bloques conocido por su confiabilidad y bajas posibilidades de falla. También debe tener características como la replicación de datos en diferentes ubicaciones físicas. Esto asegura que si una unidad de almacenamiento falla, otra copia de los datos se mantenga segura y accesible en otro lugar.
Gestión y monitoreo:
Busque una solución de almacenamiento de bloques que brinde herramientas de administración fáciles de usar y capacidades de monitoreo. Estas herramientas ayudan a los administradores a configurar, monitorear y administrar fácilmente el rendimiento y el estado de salud del sistema de almacenamiento. Además, verifique si el sistema de almacenamiento admite funciones de automatización, como la estratificación y el aprovisionamiento automatizados.
Seguridad y protección de datos:
Asegúrese de que la solución de almacenamiento de bloques tenga funciones de seguridad robustas para proteger los datos confidenciales del acceso no autorizado. Esto incluye características como cifrado, control de acceso basado en roles, registros de auditoría y borrado seguro de datos. Además, asegúrese de que el sistema de almacenamiento tenga características para copias de seguridad regulares de datos y una recuperación rápida en caso de pérdida de datos debido a fallas de hardware o desastres.
Consideraciones de costo:
Al evaluar el costo total de propiedad (TCO) para el almacenamiento de bloques, considere tanto el precio de compra inicial como los costos operativos continuos. Los costos iniciales pueden incluir gastos para hardware, software e instalación. Los costos operativos cubren el consumo de energía, la refrigeración, el mantenimiento y las tarifas de soporte. Además, considere los costos potenciales asociados con la escalabilidad del almacenamiento en el futuro.
P1: ¿Qué es el almacenamiento de bloques?
A1: El almacenamiento de bloques almacena datos en bloques de tamaño fijo, lo que permite la flexibilidad y la optimización del rendimiento adecuada para bases de datos y aplicaciones.
P2: ¿Cuáles son los beneficios del almacenamiento de bloques?
A2: Los beneficios del almacenamiento de bloques incluyen baja latencia, alto rendimiento, escalabilidad, flexibilidad y compatibilidad con varios sistemas operativos.
P3: ¿Qué tipos de almacenamiento de bloques existen?
A3: Los tipos de almacenamiento de bloques incluyen SAN tradicional, SAN basado en la nube, NAS y almacenamiento definido por software, cada uno con diferentes métodos de implementación y gestión.
P4: ¿Cómo difiere el almacenamiento de bloques del almacenamiento de objetos?
A4: El almacenamiento de bloques gestiona los datos en bloques de tamaño fijo para un alto rendimiento, mientras que el almacenamiento de objetos organiza los datos como unidades individuales con metadatos para la escalabilidad.
P5: ¿Cuáles son los casos de uso del almacenamiento de bloques?
A5: Los casos de uso del almacenamiento de bloques incluyen bases de datos, máquinas virtuales, aplicaciones de alto rendimiento y cargas de trabajo que requieren baja latencia y acceso rápido a datos.
浙公网安备 33010002000092号
浙B2-20120091-4