什么是块存储?

支持灵活、快速访问的块存储

块存储是一种用于存储数据的云存储形式,通常位于存储区域网络 (SAN) 上。数据存储在“块”中,每个块根据 SAN 的效率需求单独隔开。每个块都分配了一个唯一的地址,然后由服务器操作系统控制的管理应用使用该地址来根据请求检索数据,并将其编译到文件中。由于块存储可以在多个系统之间分配块,甚至配置为不同的操作系统,因此可以提高效率。

块存储还可以提供出色的灵活性,因为不同操作系统可以作为挂载的驱动器卷进行访问,并且可以使用特定于操作系统的文件系统(例如适用于 Windows 的新技术文件系统 (NTFS) 和适用于 VMware 的虚拟机文件系统 (VMFS))。这使得使用块存储与在服务器内的硬盘驱动器上存储数据非常相似,只是块存储将数据存储在远程位置,而不是本地硬件上。


块存储的工作原理

块是存储介质中具有固定大小的内存,能够存储数据片段。每个块的大小由管理系统设置。块大小通常很小,无法容纳完整的数据,因此任何特定文件的数据都将分割成多个数据块进行存储。为每个块指定一个不含任何较高级别元数据的独特标识符;不记录数据格式、类型和所有权等详细信息。

操作系统在存储网络中分配和分发块,以平衡效率和功能。请求文件时,管理应用会使用地址来识别必要的块,然后将它们整合到完整的文件中以供后续使用。

通过在多个环境中启用存储,块存储的数据将不受单个用户环境的限制。因此,数据可以通过任何数量的路径进行检索,以充分提高效率,每秒的输入/输出操作 (IOPS) 很高。这种方法比其他云存储方法的效率更高,非常适合高性能应用或需要不断写入和检索的应用。

块存储的优势

块存储是一个常用和流行的云存储选择,因为它具有许多优势。

  • 高效率:块存储具有高 IOPS 和低延迟,非常适合性能需求高的应用。
  • 兼容性:块存储适用于不同的操作系统和文件系统,因此无论其配置和环境如何,都可以与企业兼容。
  • 灵活性:块存储支持灵活地横向扩展,还可以按需添加集群节点,从而提高整体存储能力。
  • 大文件效率:对于大文件(如存档文件和视频文件),在使用文件或对象存储时必须完全覆盖数据。对于块存储,管理应用仅识别大文件中需要进行更改的块,从而提高数据更新的效率。

块存储的限制

与任何技术平台一样,尽管块存储具有许多优势,但仍存在一定的局限性。

  • 更高的成本:块存储可以轻松扩展,但受 SAN 的成本的影响,块存储的成本也比较高。此外,负责管理块存储的人员需要经过管理和维护的专业化培训,因此也会增加整体费用。
  • 性能限制:使用块存储时,元数据是内置的、分层的,由文件系统定义。数据被分割成数据块,因此搜索完整文件需要正确识别所有的数据块。这可能会对元数据的访问造成性能问题,尤其是那些包含大量文件的文件夹。虽然临界点通常大约为 10000 个文件,但只包含 1000 个文件的目录中也会出现一些问题。

块存储使用场景

对象存储和其他类型的云存储一样,块存储的性能取决于用户需求和给定的参数。以下是有效块存储的几个用例:

  • 容器:块存储支持使用容器平台(例如 Kubernetes),通过创建块存储卷来为整个容器实现永久性存储,因此可以按需对容器进行清洁管理和迁移。
  • 电子邮件服务器:电子邮件服务器可以利用块存储的灵活性和可扩展性。事实上,Microsoft Exchange 不支持网络连接存储,因而需要块存储。
  • 数据库:块存储快速、高效、灵活且可扩展,并且支持冗余卷。因此,它可以有效支持数据库,特别是那些处理大量查询且必须尽可能降低延迟的数据库。
  • 灾难恢复:块存储可以是用于近线存储和快速恢复的冗余备份解决方案,通过轻松访问,将数据快速从备份移至生产环境。

为什么要选择块存储?

对于企业而言,块存储仍然是高效而灵活的云存储选件,需要高性能的各种负载或管理大型文件。详细了解 Oracle 如何通过 Oracle Cloud Infrastructure 提供块存储解决方案

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