Was ist Blockspeicher?

Blockspeicher für flexiblen, schnellen Zugriff

Blockspeicher ist eine Art Cloud-Speicher, der zur Speicherung von Daten verwendet wird, oft in Storage Area Networks (SANs). Daten werden in Blöcken gespeichert, wobei jeder Block je nach den Effizienzanforderungen des SAN separat gespeichert wird. Jedem Block wird eine eindeutige Adresse zugewiesen, die dann von einer vom Betriebssystem des Servers gesteuerten Verwaltungsanwendung verwendet wird, um Daten auf Anforderung abzurufen und in Dateien zu kompilieren. Block Storage bietet Effizienz, da Blöcke auf mehrere Systeme verteilt und sogar für die Arbeit mit verschiedenen Betriebssystemen konfiguriert werden können.

Der Blockspeicher bietet auch ein beeindruckendes Maß an Flexibilität, da verschiedene Betriebssysteme als gemountete Laufwerk-Volumes darauf zugreifen können und Betriebssystemspezifische Dateisysteme (wie das New Technology File System (NTFS) für Windows und Virtual Machine File System (VMFS) für VMware) verwenden können. Die Verwendung des Blockspeichers ähnelt dem Speichern von Daten auf einer Festplatte auf einem Server, mit der Ausnahme, dass die Daten an einem entfernten Ort und nicht auf lokaler Hardware gespeichert werden.

Funktionsweise von Blockspeicher

Ein Block ist eine feste Speichergröße innerhalb des Speichermediums, die in der Lage ist, einen Teil der Daten zu speichern. Die Größe jedes Blocks wird vom Managementsystem bestimmt. Die Blockgröße ist im Allgemeinen zu klein für ein ganzes Datenelement, sodass die Daten für eine bestimmte Datei in zahlreiche Speicherblöcke aufgeteilt werden. Jeder Block erhält eine eindeutige ID ohne Metadaten auf höherer Ebene. Details wie Datenformat, Typ und Eigentümer werden nicht angegeben.

Das Betriebssystem weist Blöcke im gesamten Speichernetzwerk zu und verteilt diese, um Effizienz und Funktionalität auszugleichen. Wenn eine Datei angefordert wird, verwendet die Verwaltungsanwendung Adressen, um die erforderlichen Blöcke zu identifizieren, und kompiliert sie dann zur Verwendung in der vollständigen Datei.

Durch die Möglichkeit, Daten in mehreren Umgebungen zu speichern, macht die Blockspeicherung die Daten unabhängig von den Beschränkungen der einzelnen Benutzerumgebungen. Daher können Daten über beliebig viele Pfade abgerufen werden, um die Effizienz zu maximieren, mit hohen Ein-/Ausgabevorgängen pro Sekunde (IOPS). Das Ergebnis ist ein Ansatz, der ein höheres Maß an Effizienz bietet als andere Cloud-Speichermethoden und sich daher ideal für Hochleistungsanwendungen oder Anwendungen eignet, die ständig geschrieben und abgerufen werden müssen.

Vorteile von Blockspeicher

Blockspeicher ist eine häufige und beliebte Cloud-Speicherauswahl aufgrund seiner zahlreichen Vorteile.

• Hohe Effizienz: Die hohen IOPS-Raten und die geringe Latenz von Blockspeicher eignen sich ideal für Anwendungen, die hohe Performance erfordern.
• Kompatibilität: Blockspeicher funktioniert über verschiedene Betriebssysteme und Dateisysteme hinweg, sodass er für Unternehmen unabhängig von ihrer Konfiguration und Umgebung kompatibel ist.
• Flexibilität: Bei Blockspeicher ist die horizontale Skalierung extrem flexibel. Clusterknoten können nach Bedarf hinzugefügt werden, sodass insgesamt eine größere Speicherkapazität möglich ist.
• Große Dateieffizienz: Bei großen Dateien, wie Archiven und Videodateien, müssen die Daten bei Verwendung von Datei- oder Objektspeicher vollständig überschrieben werden. Bei Blockspeicher identifiziert die Verwaltungsanwendung nur den Block, der für Änderungen innerhalb der großen Datei bestimmt ist. Dadurch wird die Effizienz von Datenupdates erhöht.

Einschränkungen von Blockspeicher

Wie jede Technologieplattform hat auch der Blockspeicher trotz seiner zahlreichen Vorteile Einschränkungen.

• Größere Kosten: Blockspeicher lässt sich zwar einfach skalieren, kann aber aufgrund der Kosten von SANs auch teuer sein. Außerdem ist für die Verwaltung von Blockspeicher eine spezielle Schulung für Management und Wartung erforderlich, was die Gesamtkosten erhöht.
• Performanceeinschränkungen: Bei Blockspeicher werden Metadaten integriert und hierarchisch aufgebaut und vom Dateisystem definiert. Da Daten in Blöcke aufgeteilt werden, erfordert die Suche nach einer vollständigen Datei die korrekte Identifizierung aller zugehörigen Teile. Dadurch können Performanceprobleme beim Zugriff auf die Metadaten auftreten, insbesondere bei Ordnern mit einer großen Anzahl von Dateien. Obwohl der Schwellenwert in der Regel bei 10.000 Dateien liegt, gibt es auch Probleme mit Verzeichnissen, die nur 1.000 Dateien enthalten.

Block Storage – Anwendungsfälle

Wie beim Objektspeicher und anderen Arten von Cloud-Speicher funktioniert Blockspeicher unter bestimmten Umständen basierend auf Benutzeranforderungen und angegebenen Parametern am besten. Im Folgenden sind nur einige der zahlreichen effektiven Anwendungsfälle für Blockspeicher aufgeführt:

• Container: Blockspeicher unterstützt die Verwendung von Containerplattformen wie Kubernetes. Dabei wird ein Block-Volume erstellt, das den persistenten Speicher für den gesamten Container ermöglicht. Dies ermöglicht bei Bedarf die saubere Verwaltung und Migration von Containern.
• E-Mail-Server: E-Mail-Server profitieren von der Flexibilität und Skalierbarkeit des Blockspeichers. Tatsächlich ist bei Microsoft Exchange Blockspeicher aufgrund fehlender Unterstützung für netzwerkgebundenen Speicher erforderlich.
• Datenbanken: Blockspeicher ist schnell, effizient, flexibel und skalierbar, mit Unterstützung für redundante Volumes. Auf diese Weise können Datenbanken unterstützt werden, insbesondere Datenbanken, die große Mengen an Abfragen verarbeiten und bei denen die Latenz minimiert werden muss.
• Disaster Recovery: Blockspeicher kann eine redundante Backuplösung für Nearline-Speicher und schnelle Wiederherstellung sein, wobei Daten durch einfachen Zugriff schnell von Backup in Produktionsumgebung verschoben werden.

Vorteile von Blockspeicher

Blockspeicher ist weiterhin eine effiziente und flexible Cloud-Speicheroption für Unternehmen, die leistungsstarke Workloads erfordern oder große Dateien verwalten müssen. Erfahren Sie mehr darüber, wie Oracle Blockspeicherlösungen mit Oracle Cloud Infrastructure bereitstellt.