Block storage: claves y usos del al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques

El block storage es una te­c­no­lo­gía de al­ma­ce­na­mie­n­to en la que los datos se dividen en bloques de igual tamaño y se guardan de forma in­de­pe­n­die­n­te. Estos bloques pueden di­re­c­cio­nar­se di­re­c­ta­me­n­te a través de di­re­c­cio­nes, lo que permite tiempos de acceso es­pe­cia­l­me­n­te rápidos y un alto re­n­di­mie­n­to. Esto hace que la ar­qui­te­c­tu­ra sea ideal para bases de datos o máquinas virtuales.

¿Qué es el block storage?

Mientras que con el file storage (al­ma­ce­na­mie­n­to en archivos) se depositan archivos enteros en un sistema de carpetas, en el al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques, a di­fe­re­n­cia del object storage, los datos se guardan en forma de bloques. Y se guardan allí donde el sistema considera que es más práctico en bloques equi­ta­ti­vos. Los archivos, por lo tanto, pierden su si­g­ni­fi­ca­do original y no pueden eje­cu­tar­se ni abrirse di­re­c­ta­me­n­te. Los bloques son unidades de igual tamaño. Para poder localizar cada bloque, se le asigna una dirección. Cuando el servidor recibe una solicitud, puede localizar los datos, volver a en­sa­m­blar­los y en­tre­gar­los.

¿Cómo funciona un al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques?

El block storage suele im­ple­me­n­tar­se en una Storage Area Network (SAN). En este tipo de red, el al­ma­ce­na­mie­n­to de datos está di­s­po­ni­ble para varios se­r­vi­do­res a través de la red. Todo se gestiona mediante un software que se encarga de localizar los bloques. Mientras que el al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques en un SAN estaba ori­gi­na­l­me­n­te es­tru­c­tu­ra­do de forma similar a una LAN, con switches y hubs, hoy en día los bloques de al­ma­ce­na­mie­n­to también pueden im­ple­me­n­tar­se en entornos de nube. En este caso, se suele hablar de block-level storage. Se trata de una emulación de un sistema cohe­sio­na­do de discos duros, como los que tra­di­cio­na­l­me­n­te se uti­li­za­ban.

La co­mu­ni­ca­ción en un SAN suele rea­li­zar­se a través de Fibre Channel (FC) o Internet Small Computer System Interface (iSCSI). FC es una interfaz de­sa­rro­lla­da para tra­n­s­fe­re­n­cias a muy alta velocidad, mientras que iSCSI utiliza TCP y Ethernet, lo que permite in­te­grar­lo fá­ci­l­me­n­te en redes exi­s­te­n­tes.

Los pro­vee­do­res de nube modernos utilizan el al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques como base flexible para máquinas virtuales o volúmenes pe­r­si­s­te­n­tes de co­n­te­ne­do­res. Estos bloques de al­ma­ce­na­mie­n­to suelen ge­s­tio­nar­se mediante API basadas en la nube, lo que permite una provisión dinámica y au­to­ma­ti­za­da en entornos de DevOps y Ku­be­r­ne­tes.

Ventajas e in­co­n­ve­nie­n­tes del al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques

A di­fe­re­n­cia de otros tipos de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos, este es es­pe­cia­l­me­n­te rápido y re­du­n­da­n­te. Cada bloque posee una dirección in­di­vi­dual que permite acceder a los datos. Otros métodos de al­ma­ce­na­mie­n­to apuestan para ello por los metadatos, en parte, incluso en ca­n­ti­da­des muy grandes. La falta de esta in­fo­r­ma­ción adicional puede tener sus ventajas, pero también sus in­co­n­ve­nie­n­tes. Si bien es cierto que los bloques son muy pequeños y se puede acceder a ellos di­re­c­ta­me­n­te, si uno quiere depositar metadatos de forma co­n­s­cie­n­te, ne­ce­si­ta­rá una base de datos adicional. El gran in­co­n­ve­nie­n­te del block storage es el precio, ya que las SAN requieren un hardware costoso.

Ámbitos de apli­ca­ción del block storage

El al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques tiene muchas ventajas, sobre todo en las bases de datos. El motivo es la elevada velocidad a la que se pueden leer y escribir los datos. Las bases de datos tra­n­sac­cio­na­les deben adaptarse co­n­s­ta­n­te­me­n­te. De ahí que el block storage ofrezca aquí muy buenos re­su­l­ta­dos, mientras que, en el caso de otros métodos de al­ma­ce­na­mie­n­to, siempre hay que contar con tiempos de espera. No es pre­ci­sa­me­n­te adecuado para uti­li­zar­se en empresas. En el caso de las máquinas virtuales también se utiliza el block-level storage. Con la te­c­no­lo­gía es fácil preparar las memorias para la vi­r­tua­li­za­ción.

Además, el al­ma­ce­na­mie­n­to en bloques desempeña un papel cada vez más im­po­r­ta­n­te en las apli­ca­cio­nes co­n­te­ne­ri­za­das. Los volúmenes pe­r­si­s­te­n­tes pueden apro­vi­sio­nar­se de forma eficiente mediante so­lu­cio­nes de al­ma­ce­na­mie­n­to basadas en bloques y resultan ideales para cargas de trabajo con estado, como bases de datos o índices de búsqueda.