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Verstehen von Object Storage vs. Block Storage

Blockieren, Dateispeicher oder Objekt — Welches grundlegende Speichersystem ist das richtige für die heutigen Datenspeicherumgebungen?

Das ist wohl geblieben selbst die erfahrensten IT-Speicheradministratoren sich am Kopf zu kratzen.

Der Grund? Da es sich bei den Enterprise Data Storage-Technologien um Block, File Storage und Object handelt, kollidieren oft die Debatten zwischen Objektspeicher und Blockspeicher. Schuld daran sind die Daten in großem Maßstab, die die zukünftige Datenspeicherung zu einer massiven Herausforderung machen. Außerdem die Verarbeitung der Daten, deren Speicherung und der Zugriff darauf basierend auf den Anwendungsfällen - stellen Sie sich die Komplexität vor, die sie für die Bereitstellung jeder Art von Architektur mit sich bringt!

Wo möchten Sie also Ihre Daten speichern? Welchen Geschäftswert können Sie daraus ableiten?

In diesem Artikel werden wir objektbasierte Speicherung vs. blockbasierte Speicherung diskutieren. die Zugriffsmethoden, die blockbasierte und objektbasierte Speicherung unterstützen Technologie, ihre Anwendungsfälle, wie sie in Unternehmen passen und warum sie möglicherweise nicht immer die beste Wahl sind.

Was ist also der Unterschied zwischen Blockspeicher und Objektspeicher? Lass uns erforschen.

Objektspeicher

Objektbasierter Speicher, kurz als Objektspeicher bekannt, ist eine Datenspeicherarchitektur, die ein flaches Speichermodell verwendet, um verschiedene Dateneinheiten oder Objekte als isolierte Container zu speichern. Diese isolierten Container werden als Buckets bezeichnet. Die flache Struktur funktioniert wie ein einzelnes in sich geschlossenes Repository, in dem jedes Objekt mit gleichem Zugriff über mehrere vernetzte Systeme hinweg gespeichert wird. Das Beste daran ist, dass Sie das Objekt auch lokalisieren können, ohne den physischen Standort der Daten zu kennen.

Denn jedes einzelne Objekt weist drei wichtige Attribute auf:

  1. Die Daten. Es kann alles sein, was Sie speichern möchten, von einem Familienfoto, Musik, Videos, einer 5,00000-seitigen manuellen Dokumentdatei bis hin zu unstrukturierten Daten.

  2. Relevante Metadaten, die die Daten beschreiben (einschließlich Details wie Alter, Datenschutz, Zugriffskontingente); und

  3. Eine benutzerdefinierte Kennung, die eine eindeutige ID-Adresse enthält, damit das Betriebssystem sie über ein verteiltes System finden kann.

Zugriffsmethoden

Die Zugriffsmethode ist ein technischer Vorteil für Speicheradministratoren, der die Object Storage-Technologie zum Ticken bringt. In der Object Storage-Plattform können Sie über HTTP Application Programming Interfaces (APIs) auf Objekte zugreifen, die für den Zugriff auf Representational State Transfer (RESTful)-APIs angewiesen sind. Wenn Sie eine Datei abrufen möchten, sendet sie eine API-Anfrage an den Cloud-Blockspeicher, um das gewünschte Objekt zu finden. Dadurch ist objektbasierter Speicher eine gute Wahl für öffentliche Cloud-Workloads. Darüber hinaus können Sie Objekte über mehrere geografische Standorte verteilen. Auf diese Weise können Sie Objekte über verschiedene Ebenen oder sogar verschiedene Regionen hinweg verschieben.

Die gute Nachricht ist, dass Sie die Metadaten definieren können, d. h. für jedes Datenelement können Sie Bezeichner hinzufügen, um mehr Kontext zu erstellen. Sobald Sie die Metadateninformationen des Objekts kennen, können Sie diese problemlos abfragen. Außerdem können Sie die Dateien mit den Dateiinformationen klassifizieren / organisieren, sie einfach indizieren und jederzeit darauf zugreifen, um die Daten abzurufen. Und für Big-Data-Analysen sind die Möglichkeiten endlos!

Sie können jedoch über einen OS-Server, der mit dem Objektgerät vertraut ist, direkt auf diese Daten als gemountetes Laufwerksvolumen zugreifen. AWS, der Marktführer der Cloud bietet Amazon S3 welche ist ein Objektspeicherangebot.

Anwendungsszenarien

  • Unstrukturierte Daten- Da Objektspeicher keiner Hierarchie folgt, ist er ideal zum Speichern von Daten wie Multimediainhalten, Dateien, Ordnern, Archiven und statischen Webinhalten, die über geografische Standorte verteilt sind.

  • Entwicklung von Cloud-Anwendungen – Sie können über die HTTPS-API auf den Objektspeicher zugreifen. So können Sie native Systemanwendungen mit umfangreichen Daten erstellen, die für Big-Data-Analysen gespeichert, markiert und analysiert werden können.

  • Archivspeicher- Mit Objektspeicher können Sie Speicherknoten hinzufügen, um unstrukturierte Daten zu skalieren, die häufig aktualisiert werden. Auf diese Weise können Sie Dateien archivieren und gleichzeitig den sofortigen Zugriff behalten.

  • Sicherung von Dateien- Sie können Objektspeicher verwenden, um Dateien, Protokolldateien und Datenbank-Dumps zu sichern.

  • Objekte können mehrfach gelesen werden- Objektspeicherdaten werden einmal geschrieben, können aber von mehreren Clients gelesen werden. Es funktioniert sehr gut für global verteilte Rich-Media-Speicher, da mehrere Clients an allen Standorten auf Daten zugreifen und diese lesen können.

  • Optimiert für statische Daten- Sie können große Mengen statischer und unstrukturierter Daten mit Objektspeicher verwalten. Z.B. Bilder, Videodateien, Musik oder Transaktionsaufzeichnungen.

Warum Objektspeicher für Unternehmen?

Wenn es um den Unterschied zwischen Objekt- und Blockspeicher geht, gewinnt ersterer als praktikable Option für die unstrukturierte Datenspeicherung. Es ist komplex, die täglich wachsende Flut an unstrukturierten Daten zu organisieren, zu verwalten und zu durchsuchen. Hier ist Object Storage sinnvoll, um Dateneinblicke aus Massenspeichern und Datenverteilung über Regionen hinweg zu extrahieren, die bei der Entwicklung von Geschäftszielen helfen.

Unten sind die Gründe für die Wahl Objektspeichertechnologie im Szenario Speicher auf Blockebene vs. Speicher auf Objektebene:

Durchsuchbarkeit- Metadaten, die sich in den Objekten selbst befinden, liefern umfangreiche Suchergebnisse. Sie können zB nach einem bestimmten Dateityp suchen, der bestimmte Kriterien erfüllt. Außerdem können Sie ganz einfach benutzerdefinierte Metadaten erstellen und im Laufe der Zeit Attribute hinzufügen, ohne Datenbanken erstellen zu müssen, um Metadaten mit den Objekten zu verknüpfen.

Unbegrenzte Skalierbarkeit- Objektspeicher ermöglicht horizontales Skalieren durch Hinzufügen von Knoten. Dadurch wird die hohe Verfügbarkeit von Objektdaten sichergestellt, da mehrere Kopien derselben Objekte auf mehrere Knoten verteilt werden. Jetzt können Sie also mehr Speicherplatz nutzen, indem Sie dem Cluster Knoten hinzufügen und das Speichersystem nach oben und unten skalieren (Hinzufügen/Entfernen von Speichereinheiten) gemäß den Anforderungen des Unternehmens.

Big-Data-Analyse- Um Big-Data-Analysen zu nutzen, geben Sie den Objektspeicher ein. Jedes einzelne Objekt ist mit Metadaten versehen, die die Relevanz unterstützen und gleichzeitig mehr Kontext zu den zugrunde liegenden Daten hinzufügen. Auf diese Weise können Sie umsetzbare Erkenntnisse aus den Big Data extrahieren welche Sie können nicht von traditionellen Blöcken erwarten.

Verteilter Speicher über Regionen- Sie können die verteilte Zugriffsfunktion des Datenspeichers im Multi-Petabyte-Bereich nutzen! Dank erweiterbarer Metadaten und der geografischen Flexibilität des Objektspeichers. Mit dem nach Schlüsselwörtern durchsuchbaren globalen Namensraum kann nicht nur Sie lokalisieren, migrieren und schützen die Daten, verteilen sie aber auch auf lokale und Cloud-Speicherebenen. Für Unternehmen optimiert dies die Kapazität, Kosten, Verfügbarkeit und Compliance und hilft ihnen so, Ihre Geschäftsziele zu erreichen.

Erfüllt hohe Anforderungen an die Datenspeicherung: Sie können große Dateien, Kundendaten und unstrukturierte Unternehmensdaten in einem Speicherpool speichern. Es kann Hunderte von Petabyte an Daten skalieren. Dadurch entfallen die Skalierungsbeschränkungen aufgrund flacher Namespaces - eine sehr attraktive Option für Unternehmen.

Anwendungsentwicklung mit HTTP(s)-Protokoll: Da Object Storage den Zugriff über das HTTP(s)-Protokoll unterstützt, können Sie es problemlos in Ihre Anwendungen integrieren, da alle Anfragen über die HTTP(s)-API erfolgen. Jetzt können Sie also Cloud-native Anwendungen für die mobile, reaktionsschnelle und sogar traditionelle App-Entwicklung erstellen, entwickeln und bereitstellen.

Warum ist Object Storage nicht immer die beste Wahl?

Um den objektbasierten Speicher im Vergleich zum blockbasierten Speicher zu verstehen, sollten Sie die Instanzen bewerten, in denen der Objektspeicher nicht gut geeignet ist. Bitte schön.

  • Mit dem Objektspeicher können Sie Dateien nicht einfach ändern, da Objekte so konzipiert sind, dass sie ganze Dateien lesen/schreiben oder überschreiben und nicht Teile davon. Wenn Sie eine neue Revision der gesamten Datei hochladen, wirkt sich dies auf die E/A-Leistung aus. Fortan ist es eine schlechte Wahl für Datenbankoperationen.

  • Object Storage garantiert nicht, dass Sie bei der Leseanforderung die neueste Version der Datei erhalten. Dies liegt daran, dass Updates, die über alle Standorte verbreitet werden, nicht immer aktuell oder (eventuell konsistent) sind, da die Daten nicht ständig geändert werden.

  • Für Unternehmen, die der Speicherleistung Priorität einräumen, bietet Objektspeicher eine langsame E/A-Aktivitätsleistung für Workloads im gesamten Speicher. Schuld daran ist die objektbasierte Architektur, die eine Metadatenanalyse erfordert. Da Daten mit angepassten Metatags gebündelt werden, verlangsamt dies die Leistung von Anwendungen und Arbeitsabläufen.

Speicher blockieren

Blockspeicher (auch als Speicher auf Blockebene bekannt) ist die einfachste Form der Datenspeicherungstechnologie, die zum Speichern strukturierter Daten wie Datenbanken, Anwendungen usw. verwendet wird SAN-Systeme (Storage Area Networks) oder Cloud-basierte Speicherumgebungen. Wenn Sie also den SAN-/Blockspeicher kaufen, erhalten Sie eine Hochgeschwindigkeitsspeicherarchitektur, in der die Daten als Blöcke mit fester Größe gespeichert werden, die als Blöcke bezeichnet werden.

Bei der Blockspeichertechnologie wird jeder Block in gleich große Blöcke aufgeteilt, die als einzelne Festplattenlaufwerke in einem PC fungieren. Hier die Blöcke warten wird von einem externen Serverbetriebssystem gesteuert, mit dem Sie auf diese Speicherlaufwerke zugreifen können. Durch dies, Sie erhalten die Flexibilität, jede Art von Anwendung zu speichern, einschließlich Datei, Datenbank, VM-Volumes und mehr. Das Beste daran ist, dass Sie sogar die Speicherdateien freigeben oder Ihre im Blockspeicher abgelegten Daten mit unterstützten Tools von Drittanbietern oder nativen Backup-Tools des Betriebssystems sichern können. Ein gutes Beispiel für Blockspeicher AWS is Amazon Elastic Block Store (EBS) Dies ist ein persistenter Blockspeicherdienst, der für Amazon Elastic Cloud Compute (EC2) entwickelt wurde.

Zugriffsmethoden

Das Client-Betriebssystem steuert den Block über Hochleistungsprotokolle wie Fibre Channel und Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI). So ist der Speicher leicht zugänglich. Auch hier platziert das SAN diese Blöcke über mehrere Speicher Knoten. Diese macht Zugriff auf Blockspeicherdaten beschleunigt, insbesondere wenn die Anwendung lokal ist.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass jeder Block seine eindeutige ID-Adresse hat, mit der Sie ein bestimmtes Objekt suchen oder die Blockdaten schnell abrufen können. Da das Betriebssystem die Bausteine ​​bei Bedarf direkt lesen/schreiben/umschreiben kann, können Sie die Daten einfach als (Struktur-)Dateisystem oder als anwendungsspezifische Struktur konfigurieren, verwalten und organisieren. Außerdem basiert der objektbasierte Speicher auf dem Dateisystemprotokoll (NTFS, XFS oder ext4), sodass Sie problemlos ändere die Blöcke um auf gezielt benötigte Blöcke zuzugreifen und dabei die ältere Version beizubehalten. Hier gewinnt blockbasierter Speicher an I/O-Geschwindigkeit.

Anwendungsfälle

  • Erstellen Sie ein Rohspeichervolumen für jede Anwendung- Mit Blockspeicher können Sie individuelle Festplatten für jede Anwendung wie Datenbank, Dateien, VM-Dateisystem und mehr erstellen.

  • RAID-Arrays- Sie können Blockspeichersysteme als RAID-Volumes (*RAID ist eine Datenvirtualisierungsspeichertechnologie) einsetzen, die den Datenschutz unterstützen. Dies geschieht durch die Konfiguration einzelner Festplatten in RAID-Arrays.

  • Konsistente I/O-Operationen- Sie können Blockspeicher für datenbankorientierte Anwendungen verwenden, die eine sehr geringe Latenz und konsistente Speicheroperationen I/O (Eingabe/Ausgabe oder Lesen/Schreiben) erfordern.

  • E-Mail-Server- Unterstützung für Speicher auf Blockebene Microsoft Exchange für E-Mail Server, im Gegensatz zu NAS-Dateispeichersystemen.

  • VMware-Server- Mithilfe von Speicher auf Blockebene können Sie VMware-Server zum Speichern von VM-Dateisystem-Volumes (VMFS) bereitstellen.

  • Booten- Sie können eine Blockspeicherarchitektur verwenden, um ein Betriebssystem oder einen externen Server direkt vom Blockspeicher zu starten.

Warum Blockspeicher für Unternehmen?

Warum also Speicher auf Blockebene Sinn für das IT-Umfeld? Im Folgenden sind einige Gründe für eine beliebte Wahl aufgeführt:

  • Vielseitigkeit- Sie können den Speicher auf Blockebene so formatieren, dass er jedes verwendbare Dateisystem akzeptiert. ZB verwenden VMware-Server VMFS; zum Ausführen von Windows ist NTFS das primäre Format.

  • Flexibilität- Blockspeicher ermöglicht eine schnelle Konfiguration zur Aktualisierung der Speicherkapazität. Sie können Speichervolumes hinzufügen oder Speicher zwischen Servern verschieben, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

  • Schnelle E/A-Datenleistung- Blockspeichermechanismen unterstützen zugrunde liegende Dateiprotokolle (NFS, CIFS, ext3/ext4 und andere) für schnellen E/A-Datenzugriff und geringe Latenz für Hochleistungsanwendungen. So können Sie E/A-Operationen mit hoher Aktivität wie Caching, Datenbankoperationen, Protokolldateien usw. ausführen.

  • Speicherkapazität hinzufügen- Sie können problemlos auf Standardgeschwindigkeitsspeicher upgraden, indem Sie Hochleistungsspeicher für Kunden hinzufügen.

  • Zahlen Sie, wie Sie es verwenden- Sie müssen nur den von Ihnen zugewiesenen Blockspeicherplatz bezahlen. Dies bedeutet, dass Sie Blockspeicher-Volumes einfach anbringen/trennen oder wieder anbringen können, um Ihre Kosten niedrig zu halten.

  • Scale-out-Leistung- Da Blockspeicher-Volumes unabhängig mit separaten Datenblöcken arbeiten, können Sie zusätzliche Block-Volumes für die horizontale Skalierung erstellen. Die Leistung skaliert mit der Festplattengröße oder dem Limit der VM-Instanzen. Die gute Nachricht ist, dass Sie nicht für mehr Rechenleistung bezahlen müssen.

  • Einfache Verwaltung- Sie können als Host im Betriebssystem problemlos Zugriffs- und Kontrollberechtigungen verwalten oder Speichervolumes blockieren, die die Datenberechtigungen direkt steuern.

Warum blockbasierter Speicher, nicht immer die beste Wahl?

Blockspeicher ist für einige Instanzen möglicherweise nicht die beste Alternative.

  • Ein mit dem Internet verbundener Client kann zu keiner Zeit eine im Blockspeicher gespeicherte Datei herunterladen. Dies liegt daran, dass die Blockspeicherarchitektur als Standardgrenzen auf die angegebene Volume-Kapazität beschränkt ist. Kunden können jedoch höhere Limits anfordern, wenn sie die Kapazität über die Standardlimits hinaus erweitern müssen.

  • Im Gegensatz zur gestuften oder volumenbasierten Preisgestaltung ist die Preisgestaltung für das gesamte Blockspeichervolumen vordefiniert. Das heißt, um auf ein Datenelement zugreifen zu können, müssen Sie unabhängig für den gesamten Blockspeicherplatz bezahlen, der das gespeicherte Datenvolumen, die durchgeführten Operationen und die Datenübertragungskosten umfasst.

  • Die Dateiverteilung ist bei Blockspeichern komplex und teuer, da jede Dateneinheit aufgeteilt und separat gespeichert wird. Dies führt zu einer Verschwendung von Infrastrukturkosten und einer ineffizienten Nutzung von Ressourcen.

Die folgende Vergleichstabelle fasst den Unterschied zwischen Block- und Objektspeicher zusammen. Schau mal.

Objektspeicher
Speicher blockieren
Daten werden als Objekte in skalierbaren Buckets gespeichert. Die Daten werden als Blöcke fester Größe gespeichert.
Kann unendlich auf Petabyte und darüber hinaus skaliert werden. Begrenzte Skalierbarkeit mit Blöcken fester Größe gemäß den Anforderungen.
Mit mehr Kontext zu Daten (Metadaten) können Sie Daten einfach organisieren, lokalisieren oder abrufen. Keine Metadaten.
Unstrukturierte Daten können effizient über mehrere geografische Standorte hinweg gespeichert werden. Je größer der Speicherabstand, desto höher die Latenz.
Beste Leistung für unstrukturierten Inhalt und hohen Stream-Durchsatz. Beste Leistung für relationale Datenbanken und Transaktionsdaten.
HTTP(S)-basierte API-Konnektivität. Zugriff über Fibre Channel und Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI).
Unbegrenzte Dateispeicherkapazität. Kann Knoten hinzufügen, um die Kapazität zu erhöhen.
Am besten geeignet für statische Dateien und Anwendungen wie Datensicherungen, statische Inhalte, Archivbilder, umfangreiche Multimedia-Inhalte (Videos, Bilder oder Musik). Ideal für Anwendungen wie Unternehmensdatenbanken und Transaktionsdaten, die hohe IOPS und geringe Latenz erfordern.

Effektive Speichersicherung und -wiederherstellung mit Zmanda

Egal mit welcher Speicheroption Sie sich wohl fühlen, Sie werden Ihre Daten wahrscheinlich für die Langzeitarchivierung speichern. Dies gilt für Daten, die weniger häufig verwendet werden oder auf die überhaupt nicht zugegriffen wird, aber einen wertvollen Speicherplatz verbrauchen. Aber was ist, wenn Ihr primärer Speicher nicht verfügbar ist? Entspannen! Jetzt können Sie ganz einfach auf Ihren kompletten Datensatz zugreifen, ihn wiederherstellen oder sogar eine virtuelle Maschine starten, um Daten innerhalb von Minuten auf dem Backup-Server zu speichern!

Mit diesem im Verstand, Zmanda wurde für umfassende Speicherung, Backup und DR-Fähigkeit über das Objekt und Blockspeichergeräte. Sie können die gesicherten Daten an einen externen Standort Ihrer Wahl replizieren.

Derzeit unterstützt die Zmanda-Backup-Engine die folgenden Arten von Objektspeicher-Repositorys für die langfristige Datenspeicherung:

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