元老级的存储类型:块存储,性能很强!
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前几天给大家带来了对象存储、文件存储的知识普及,今天给大家带来存储解决方案中的最后一种:块存储。
什么是块存储?
众所周知,计算机数据是以称为“位”的单位写入的:8 位称为“字节”,1024 字节称为“千字节”(KB),大小随着兆字节(MB)、千兆字节(GB)的增加而增加。
块级存储是一种基础的数据存储技术,块存储将数据以块的形式存储在系统认为最合适的位置。在这个过程中,文件被平均分成块。因此,这些文件失去了它们的实际意义,每一个块无法轻易执行或打开。为了检索各个块,为每个块分配一个地址,如果服务器收到请求,它可以定位文件,将它们重新合并在一起,最终形成文件。
一个“块”实际上是组合在一起的几个“字节”数据。在较旧的存储系统上,传统块为 512 字节,而目前更可接受的块大小为 4K。
例如,如果有一张大小为 128KB 的图片,该图片将保存在 32 个 4KB 的块上。通过这种方式,任何存储介质通常都可以作为多个块暴露给计算机使用。
块存储是大多数应用程序最常用的存储类型,它可以是本地或网络连接的,通常使用 FAT32、NTFS、EXT3 和 EXT4 等文件系统进行格式化。
块存储的工作原理
块是一小块数据,块存储卷是块的集合,每个块都有一个唯一的标识符,每个块都可以单独读取和写入。
如果要存储大文件,则必须将其拆分并写入多个块。
让我们看一个例子,假设我有一个包含 4 个字符块的块存储卷,我想保存“我叫 wljslmz”这句话,这很显然不是一个块就能搞定的,所以必须把它分成多个部分。
如上图所示单个文件的块不必彼此相邻,甚至不必以正确的顺序出现,我们将“我叫 wljslmz”这句话分成了四块:
块 1:我
块 2:wljs
块 3:lmz
块 4:叫
我们不需要关心文件是如何拆分成单独的块的,只需要一个文件系统来管理这些,管理的操作一般叫做块操作。
在使用的时候,可以根据每个块的地址快速找到每个块的内容,根据用户的需求进行呈现:
块存储的优点
1、低延迟 IO
由于块级存储将数据存储在具有自己地址的单个块中,因此没有 I/O 瓶颈。
2、敏捷性高
块存储可以很容易地从一台服务器转移到另一台服务器,并且也很容易扩大和缩小存储。
3、易于文件修改
当用户更改块存储中的文件时,系统只需要更改受更改影响的特定块,相反,在文件或对象存储中,必须覆盖文件或整个对象。
块存储的缺点
1、缺乏元数据
这个和其他的存储不同,块存储直接将文件分块了,你看不到元数据。
2、成本高
块存储一般都很昂贵,不仅需要专业的工程师进行维护,其本身的容量价格就很高。
3、服务器绑定
块存储与服务器紧密连接,其他服务器不能同时访问。
块存储的使用场景
RAID:块存储使组织能够将单个磁盘配置为 RAID 阵列,以实现数据冗余和提高性能。
VMware 虚拟机可以使用块存储,因为它支持行业标准的管理程序,比如 VMware、Microsoft Hyper-V、KVM、Citrix 等。
用于数据库,因为数据库需要一致的 I/O 性能和低延迟连接
任何需要服务端处理的应用程序,如 Java、PHP 和 .Net 都需要块存储。
从块存储的角度来看,高可用性和性能是两个非常重要的特性。从业务决策的角度来看,块存储为以可靠、快速和高效的方式支持任务和业务关键型应用程序奠定了基础。
对象存储、文件存储、块存储三者对比
1、数据单元
对象存储:对象,带有元数据的
文件存储:文件
块存储:数据块
2、更新类型
对象存储:不支持本地更新,如果更新了,就会创建新的版本
文件存储:支持本地更新
块存储:支持本地更新
3、协议
对象存储:HTTP 协议
文件存储:SMB、NFS
块存储:SCSI、SATA
4、是否支持元数据
对象存储:支持
文件存储:不支持
块存储:不支持
5、诞生时间
对象存储:最迟
文件存储:晚于块存储
块存储:最早
三者如何选择?
如果有合理数量的文件要在存储中保持井井有条,或者计划使用 NAS 设备,那么文件存储是最佳选择。
如果需要经常访问数据并对其进行更改,那么块存储是一个不错的选择。
如果有很多应用程序需要分析大量数据,那么对象存储可以满足需求。
总结
文件、块和对象存储是企业数据存储的主要三种类型,块存储诞生在 1960 年代,最为简单,几十年后文件存储出现,基于块存储技术。对象存储诞生的时间最迟,由希捷在 1990 年代首创。
前面两篇文章给大家带来了对象存储、文件存储的介绍,今天给大家普及了一下块存储,主要有块存储的原理、优缺点等。希望本文对您有所帮助!
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