Lưu trữ khối là gì và Những điều quan trọng bạn cần biết

Lưu trữ khối là gì?

Lưu trữ khối (Block Storage), đôi khi được gọi là Block-level storage.

Lưu trữ khối là một phương pháp lưu trữ dữ liệu, trong đó mỗi ổ đĩa lưu trữ hoạt động như một ổ cứng riêng lẻ được cấu hình bởi quản trị viên lưu trữ. Trong mô hình lưu trữ khối, dữ liệu được lưu vào phương tiện lưu trữ có kích thước cố định, được gọi là khối (block). Mỗi khối sẽ liên kết với một địa chỉ duy nhất, hay còn gọi là mã định danh riêng của khối. 

Các khối lưu trữ này được điều khiển bởi hệ điều hành dựa trên máy chủ (server-based operating system) và thường được truy cập bằng các giao thức iSCSI, Fibre Channel hoặc Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Lưu trữ khối được ưu tiên sử dụng trong các trường hợp quan trọng cần hiệu suất cao, yêu cầu hiệu suất đầu vào/đầu ra nhất quán với độ trễ thấp. Đồng thời thường được dùng để lưu trữ tệp dữ liệu trên Mạng lưu trữ (SAN) thay cho lưu trữ tệp (file storage). 

Lưu trữ khối cho phép dữ liệu được trải rộng trên nhiều môi trường, tạo ra nhiều đường dẫn dữ liệu và cho phép người dùng truy xuất dữ liệu một cách nhanh chóng. Khi người dùng hoặc ứng dụng yêu cầu dữ liệu từ hệ thống lưu trữ khối, hệ thống lưu trữ bên dưới sẽ lắp ráp lại các khối dữ liệu và đưa dữ liệu hoàn chỉnh đến người dùng hoặc ứng dụng.

Các trường hợp sử dụng Lưu trữ khối là gì?

Lưu trữ khối chủ yếu được dùng trong Phần mềm lưu trữ dữ liệu tại chỗ (on premises) để hỗ trợ khối lượng công việc quan trọng và cần sử dụng nhiều dữ liệu. Nhưng điều này đang dần thay đổi. Ngày càng có nhiều tổ chức chuyển sang sử dụng đám mây để lưu trữ khối khi họ tìm kiếm những cách hiệu quả và linh hoạt hơn để hỗ trợ khối lượng công việc của mình. Một số trường hợp sử dụng của Lưu trữ khối là:

• Email Server: Các máy chủ thư điện tử như Microsoft Exchange sử dụng lưu trữ khối thay cho các hệ thống lưu trữ dựa trên tệp hoặc mạng.
• RAID: RAID cũng là một trường hợp sử dụng chính của lưu trữ khối. Với RAID, nhiều ổ đĩa độc lập được kết hợp với nhau để bảo vệ dữ liệu và hiệu suất. Khả năng tạo các khối lưu trữ được kiểm soát riêng của lưu trữ khối khiến nó phù hợp với RAID.
• Ảo hóa: VMFS (Virtual machine file systems) là một cách sử dụng phổ biến khác của lưu trữ khối. Các nhà cung cấp ảo hóa (Virtualization) như VMware hỗ trợ các giao thức lưu trữ khối, giúp cải thiện hiệu suất di chuyển và khả năng mở rộng.
• Cơ sở dữ liệu: Hiệu suất nhanh, đáng tin cậy cùng với quản lý lưu trữ cơ sở dữ liệu dễ dàng làm cho lưu trữ khối trở thành công nghệ được ưa chuộng.
• Ứng dụng doanh nghiệp: Giống như cơ sở dữ liệu, lưu trữ khối giúp đảm bảo rằng các ứng dụng kinh doanh không khiến người dùng phải chờ đợi.

Lưu trữ khối mang lại lợi ích gì?

Lưu trữ cấp khối được các tổ chức lựa chọn vì những ưu điểm sau:

Hiệu năng

Trong lưu trữ khối, siêu dữ liệu (metadata) là dữ liệu bổ sung, được dùng để mô tả dữ liệu chính được chứa trong hệ thống lưu trữ. Dù việc sử dụng bị giới hạn nhưng siêu dữ liệu lại được dùng như mã định danh duy nhất, chỉ định cho từng khối trong các thao tác đọc/ghi. Điều này giúp tổ chức giảm chi phí truyền dữ liệu, cho phép máy chủ truy cập và truy xuất dữ liệu một cách hiệu quả. 

Cũng bởi sự giới hạn siêu dữ liệu nên lưu trữ khối mang lại độ trễ cực thấp - điều kiện cần thiết cho các khối lượng công việc có hiệu năng cao hay các ứng dụng đòi hỏi cao về độ trễ như cơ sở dữ liệu (database). Ví dụ: Viasat dùng lưu trữ khối linh hoạt Amazon EBS để thu thập dữ liệu thông lượng cao và tối ưu chi phí lưu trữ. 

Tính linh hoạt và khả năng điều chỉnh quy mô

Thiết bị lưu trữ khối không có giới hạn trong bất ký môi trường mạng nào. Các khối riêng lẻ có thể được cấu hình cho những hệ điều hành khác nhau, như Windows và Linux. Nhờ đó, các nhà phát triển có thể chia sẻ dữ liệu đến nhiều môi trường nhằm đảm bảo mức độ khả thi cao. Thêm vào đó, kiến trúc quy mô của lưu trữ khối cũng cực kỳ linh hoạt. Các nhà phát triển có thể thêm khối mới vào khối hiện tại khi nhu cầu công suất tăng lên.

Nhu cầu sửa đổi

Lưu trữ khối hỗ trợ ghi dữ liệu một cách thường xuyên mà không ảnh hưởng đến tới hiệu năng. Thay vì phải ghi lại toàn bộ tệp, hệ thống sẽ xác định cụ thể khối cần được sửa đổi. Sau đó, ghi lại khối được chọn bằng dữ liệu mới. Việc này giúp lưu trữ khối đem lại hiệu quả rất cao trong quản lý các tệp lớn, đòi hỏi phải cập nhật thường xuyên.

Sự khác biệt giữa: Block Storage và File Storage, Object Storage

Lưu trữ khối không phải phương pháp duy nhất trong thế giới lưu trữ dữ liệu. Các nhà phát triển sử dụng các hệ thống khác, như Lưu trữ đối tượng (Object storage) và Lưu trữ tệp (File storage). Dù mục tiêu cuối cùng của mọi phương pháp đều là cung cấp dữ liệu cho người dùng và ứng dụng, nhưng mỗi phương pháp lưu trữ lại lưu trữ và truy xuất dữ liệu khác nhau. 

Lưu trữ khối so với Lưu trữ tệp

Block storage Vs File storage. Trong những mục tiêu đơn giản, Lưu trữ tệp có chút lợi thế hơn so với Lưu trữ khối. Bởi lưu trữ khối có xu hướng phức tạp và đắt đỏ hơn so với lưu trữ tệp. Tuy nhiên, cũng vì thế mà chúng cũng có xu hướng linh hoạt hơn và mang lại hiệu suất tốt hơn.

Lưu trữ tệp là giải pháp với một vị trí tập trung, có khả năng truy cập cao và thường có chi phí thấp hơn. Nhờ sử dụng siêu dữ liệu (metadata) và thư mục để sắp xếp các tệp, lưu trữ tệp trở nên thuận tiện cho một tổ chức muốn lưu trữ lượng lớn dữ liệu một cách đơn giản.

Việc triển khai Lưu trữ tệp (file storage) cũng tương đối dễ dàng. Do đó, nó được coi như một công cụ khả thi để bảo vệ dữ liệu với chi phí thấp, tổ chức đơn giản và có thể hữu ích cho lưu trữ cục bộ. 

Tuy nhiên, sự đơn giản của lưu trữ tệp lại chính là nhược điểm của nó. Mặc dù, sở hữu tổ chức phân cấp, nhưng càng nhiều tệp được thêm vào thì việc sàng lọc thông qua lưu trữ tệp càng trở nên khó khăn. Nếu hiệu suất là mục tiêu cuối, thì Lưu trữ khối và Lưu trữ đối tượng sẽ dành chiến thắng.

Lưu trữ khối so với Lưu trữ đối tượng

Block storage Vs Object storage. Thay vì chia tệp thành các khối dữ liệu thô, Lưu trữ đối tượng gộp dữ liệu lại với nhau thành một đối tượng chứa dữ liệu và siêu dữ liệu (metadata). Các khối lưu trữ không chứa siêu dữ liệu. Do đó, lưu trữ đối tượng có ưu thế hơn khi cung cấp thêm ngữ cảnh về dữ liệu, điều này có thể hữu ích trong việc phân loại và tùy chỉnh các tệp. Mỗi đối tượng cũng sở hữu một mã định danh duy nhất, giúp định vị và truy xuất nhanh hơn.

Lưu trữ khối có thể mở rộng, nhưng hoàn toàn không thể sánh với Lưu trữ đối tượng. Để mở rộng kiến ​​trúc, lưu trữ đối tượng chỉ yêu cầu bạn thêm các nút (node) vào cụm lưu trữ.

Dù tính linh hoạt và khả năng mở rộng của Lưu trữ đối tượng hấp dẫn hơn, nhưng một số tổ chức vẫn chọn Lưu trữ khối nếu ưu tiên hiệu suất. Bởi, khi một phần của đối tượng (object) cần được chỉnh sửa, toàn bộ đối tượng cũng phải được truy cập và cập nhật, sau đó viết lại. Điều này có thể tác động tiêu cực đến hiệu suất.

Cả Lưu trữ đối tượng và Lưu trữ khối đều được dùng trong doanh nghiệp. Nhưng các trường hợp sử dụng Lưu trữ đối tượng nghiêng nhiều hơn về xử lý lượng dữ liệu lớn, chẳng hạn như lưu trữ big data và sao lưu. Do đó, những môi trường lưu trữ dữ liệu hiện đại như đám mây có xu hướng ưu tiên lưu trữ đối tượng hơn hai tùy chọn còn lại. Tuy nhiên, nhu cầu của mỗi người dùng là khác nhau và sẽ luôn là yếu tố quyết định hình thức lưu trữ được lựa chọn.

Các nhà cung cấp Lưu trữ khối tốt nhất hiện nay

Vultr

Công nghệ Vultr Block Storage cho phép người dùng xử lý nhu cầu lưu trữ dữ liệu khổng lồ. Các tính năng chính là:

• Độ bền dữ liệu và tính khả dụng 99,99%;
• Với ổ SSD doanh nghiệp NVMe hiệu suất cao, ứng dụng mang đến thông lượng dữ liệu nhanh cho người dùng.
• Dữ liệu người dùng được bảo vệ bởi thiết kế dự phòng, mang lại hiệu suất I/O xuất sắc.

Nyriad

Nyriad là một kiến ​​trúc lưu trữ kết hợp sức mạnh của GPU, CPU và bộ nhớ liên tục với sự cải tiến để đạt được sự kết hợp chưa từng có giữa hiệu suất, khả năng phục hồi và hiệu quả. Nó cho phép người dùng quản lý lượng lớn dữ liệu và nhiều loại dữ liệu trong cùng một hệ thống lưu trữ, dễ triển khai, vận hành, thay đổi quy mô và bảo trì. Các tính năng chính:

• Nhờ kiến trúc kết hợp CPU/GPU, Nyriad là giải pháp lưu trữ linh hoạt, hiệu năng cao;
• Khả năng chịu lỗi cao hơn;
• Giảm tổng chi phí sở hữu (TCO) mà không giảm khả năng lưu trữ.

Serverspace

Serverspace là một nền tảng dịch vụ lưu trữ khối có thể được thiết lập chỉ trong vài phút và có cơ sở hạ tầng khả dụng 99,9%. Dữ liệu được sao lưu và có sẵn an toàn qua internet với giao diện người dùng đơn giản. Các tính năng chính:

• Dễ dàng quản lý dung lượng và tăng dung lượng;
• Máy tính ảo được tách biệt về mặt vật lý với khối lượng lưu trữ và dữ liệu được sao chép thường xuyên;
• Quản lý các hoạt động đơn giản tự động như xây dựng, gắn kết và xóa khối lượng lưu trữ đám mây.

Catalyst Cloud

Catalyst Cloud Block storage lý tưởng cho các công việc như hệ thống tệp và cơ sở dữ liệu đòi hỏi tính nhất quán cao. Các tính năng chính:

• Tạo, thay đổi kích thước và xóa ổ đĩa lưu trữ trong vài giây;
• Dữ liệu trong vùng Porirua và Hamilton được mã hóa tự động bằng mật mã AES 256-bit.
• Ổ đĩa lưu trữ bổ sung có thể được đính kèm hoặc tách riêng;

Hy vọng bài viết đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan về Lưu trữ khối là gì, các ứng dụng của lưu trữ khối và một số nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ khối tốt hiện nay. Theo dõi website meeyland.com để tìm đọc thêm những thông tin hữu ích!