什么是块存储?

块存储,可实现灵活、快速的访问

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 (storage area network,SAN) 上。数据存储在块中,每个块根据 SAN 的效率需求单独存储。每个块都分配有一个唯一的地址,然后由服务器操作系统控制的管理应用程序使用它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,甚至配置为使用不同的操作系统,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,但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

块是存储介质中能够存储一部分数据的固定大小的内存。每个块的大小由管理系统确定。块大小通常太小,无法容纳整个数据,因此任何特定文件的数据都将分解为多个存储块。为每个块指定一个不含任何较高级别元数据的唯一标识符;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配块,以平衡效率和功能。请求文件时,管理应用程序使用地址来标识必要的块,然后将其编译到完整文件中以供使用。

通过在多个环境中启用存储,块存储可以将数据与单个用户环境的限制分开。因此,可以通过任意数量的路径检索数据以最大限度地提高效率,每秒输入/输出操作数很高 (IOPS)。因此,这种方法比其他云存储方法提高了效率,因而非常适合需要不断写入和检索的高性能应用或应用。

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,非常适合具有高性能的应用。
  • 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:通过块存储,水平伸缩非常灵活。可以根据需要添加集群节点,从而提高整体存储能力。
  • 大文件效率:对于大文件(如归档文件和视频文件),在使用文件或对象存储时必须完全覆盖数据。对于块存储,管理应用程序仅标识目标为在大文件中进行更改的块,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,但仍存在局限性。

  • 更高的成本:块存储可以轻松扩展,但由于 SAN 的成本,该存储成本也很高。此外,管理块存储需要针对管理和维护进行专业化培训,从而增加整体费用。
  • 性能限制:对于块存储,元数据是内置的、分层的,由文件系统定义。由于数据分解为块,因此搜索完整文件需要正确标识其所有块。这可以为访问元数据的操作创建性能问题,尤其是包含大量文件的文件夹。虽然临界点通常大约为 10,000 个文件,但是对于仅包含 1,000 个文件的目录,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,块存储根据用户需求和给定的参数在特定情况下效果最佳。以下只是许多有效块存储用例中的几个:

  • 容器:块存储支持使用容器平台(例如 Kubernetes ),从而创建块存储卷来为整个容器启用持久存储。这样可以根据需要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,对于 Microsoft Exchange,由于不支持网络连接存储,因此需要块存储。
  • 数据库:块存储快速、高效、灵活且可扩展,并且支持冗余卷。这样可以支持数据库,特别是那些处理大量查询且延迟必须最小化的数据库。
  • 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,数据可以通过轻松访问快速从备份移至生产环境。

为什么选择块存储?

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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