Apa itu penyimpanan blok?
Penyimpanan blok adalah teknologi yang mengontrol penyimpanan data dan perangkat penyimpanan. Teknologi ini mengambil data apa pun, seperti file atau entri basis data, dan membaginya ke dalam beberapa blok berukuran sama. Sistem penyimpanan blok kemudian menyimpan blok data di penyimpanan fisik yang mendasari dengan cara yang dioptimalkan untuk akses dan pengambilan cepat. Developer lebih memilih penyimpanan blok untuk aplikasi yang membutuhkan akses data yang efisien, cepat, dan andal. Pertimbangkan penyimpanan blok sebagai pipeline yang lebih langsung ke data. Di sisi lain, penyimpanan file memiliki lapisan tambahan yang terdiri dari sistem file (NFS, SMB) yang akan diproses sebelum mengakses data.
Apa saja manfaat penyimpanan blok?
Banyak organisasi menggunakan penyimpanan level blok karena sejumlah keuntungan berikut.
Performa tingkat tinggi
Metadata adalah data tambahan yang menggambarkan data primer yang terdapat dalam sistem penyimpanan. Penyimpanan blok menggunakan metadata terbatas, tetapi bergantung pada pengidentifikasi unik yang ditetapkan ke setiap blok untuk operasi baca/tulis. Ini mengurangi overhead transfer data dan memungkinkan server mengakses dan mengambil data dalam penyimpanan blok secara efisien.
Karena metadata penyimpanan blok terbatas, penyimpanan blok memberikan latensi sangat rendah yang diperlukan untuk beban kerja performa tinggi. Latensi sangat rendah ini dibutuhkan untuk aplikasi yang sensitif terhadap latensi seperti basis data. Sebagai contoh, Viasat menggunakan Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) untuk menangkap data throughput tinggi (transaksi tinggi) dan mengoptimalkan biaya penyimpanan. Banyak organisasi menggunakan Amazon EBS untuk, performa optimasi biaya, skala dan ketangkasan, serta Snapshot Amazon EBS untuk perlindungan data.
Arsitektur penyimpanan blok menyediakan banyak jalur ke data, sedangkan penyimpanan file hanya menyediakan satu jalur. Karena itulah penyimpanan blok lebih dipilih untuk aplikasi performa tinggi.
Penggunaan yang fleksibel dan dapat diskalakan
Perangkat penyimpanan blok tidak dibatasi ke lingkungan jaringan tertentu. Masing-masing blok dapat dikonfigurasikan untuk berbagai sistem operasi, seperti Windows atau Linux. Developer dapat berbagi data di berbagai lingkungan untuk memastikan ketersediaan tinggi. Arsitektur penyimpanan blok juga sangat dapat diskalakan. Developer dapat menambahkan blok baru ke blok yang sudah ada untuk memenuhi kebutuhan kapasitas yang terus meningkat.
Modifikasi rutin
Penyimpanan blok mendukung penulisan data yang sering tanpa menurunkan performa. Sebagai ganti menulis ulang keseluruhan file, sistem akan mengidentifikasi blok tertentu yang perlu diubah. Sistem kemudian akan menulis ulang blok yang dipilih dengan data baru. Ini menjadikan penyimpanan blok sangat efisien untuk mengelola file-file besar yang harus sering diperbarui.
Kontrol granular
Developer mendapatkan kontrol yang sangat besar terhadap penyimpanan data di penyimpanan blok. Developer dapat, sebagai contoh, mengoptimalkan performa dengan mengelompokkan data yang berubah dengan cepat di blok tertentu dan menyimpan file statis di blok lain. Ini akan meningkatkan performa sistem karena pembaruan yang sedang berlangsung hanya memengaruhi sejumlah kecil blok data, bukan seluruh file. Sebagai contoh, penyimpanan blok memungkinkan Anda untuk mengatur tingkatan data yang berubah dengan cepat pada solid state drive (SSD) performa tinggi, dan menyimpan data hangat atau dingin pada hard disk drive (HDD) yang berbiaya lebih rendah.
Apa saja kasus penggunaan penyimpanan blok?
Karakteristik unik penyimpanan blok menjadikannya opsi pilihan untuk aplikasi transaksional, sangat penting, dan intensif I/O. Penyimpanan blok digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk; basis data relasional atau transaksional, basis data deret waktu, kontainer, disk boot, dan sistem file hypervisor.
Jaringan area penyimpanan
Developer sering menggunakan penyimpanan blok sebagai storage area network (jaringan area penyimpanan/SAN). SAN adalah teknologi jaringan kompleks yang menyajikan penyimpanan blok ke beberapa sistem jaringan seolah-olah blok tersebut adalah perangkat yang terpasang secara lokal. SAN biasanya menggunakan interkoneksi saluran serat. Sebaliknya, network attached storage (penyimpanan yang terpasang ke jaringan/NAS) adalah satu perangkat yang menyajikan file melalui Ethernet.
Arsitektur SAN terdiri dari tiga lapisan:
- Lapisan host terdiri dari server yang mengelola akses penyimpanan
- Lapisan penyimpanan terdiri dari perangkat penyimpanan blok fisik seperti pita magnetik, drive disk, atau media optik
- Lapisan jejaring menjembatani server SAN dan penyimpanan SAN dengan perangkat seperti sakelar SAN, jembatan protokol, perute, kabel, dan perangkat gateway
Penting untuk dicatat bahwa redundansi SAN menggunakan replikasi sinkron atau asinkron pada jarak jauh. Ini mengurangi waktu henti jika lokasi geografis tidak dapat diakses.
Arsitektur SAN dapat bekerja dengan beberapa tipe penyimpanan di lingkungan terpadu, termasuk penyimpanan blok. Penyimpanan blok menyediakan alternatif efisiensi tinggi untuk penyimpanan file di SAN.
Kontainer
Developer menggunakan penyimpanan blok untuk menyimpan aplikasi dalam kontainer di cloud. Kontainer adalah paket perangkat lunak yang berisi aplikasi dan file sumber dayanya untuk deployment di lingkungan komputasi apa pun. Seperti kontainer, penyimpanan blok sama-sama fleksibel, dapat diskalakan, dan efisien. Dengan penyimpanan blok, developer dapat memigrasikan kontainer dengan mulus di antara server, lokasi, dan lingkungan operasi.
Beban kerja transaksional
Beban kerja transaksional adalah urutan data yang dihasilkan di titik-titik tertentu dalam proses bisnis. Sebagai contoh, catatan penjualan, log operasi, dan peringatan login adalah beban kerja transaksional. Organisasi yang memproses transaksi yang sensitif waktu dan penting untuk misi menyimpan beban kerja tersebut ke dalam basis data berlatensi rendah, berkapasitas tinggi, dan toleran terhadap kesalahan.
Penyimpanan blok memungkinkan developer membuat basis data transaksional yang kuat, dapat diskalakan, dan sangat efisien. Karena setiap blok adalah unit mandiri, basis data menunjukkan performa yang optimal, bahkan saat data yang disimpan bertambah banyak. Selain itu, setiap blok penyimpanan dapat di-host di berbagai server berbeda, yang mencegah kemacetan akses.
Dalam aplikasi yang penting untuk misi, penyimpanan blok dilindungi oleh redundant array of independent disks (larik disk independen redundan/RAID) untuk memastikan redundansi data. Sistem RAID mencadangkan file data dalam penyimpanan sekunder dan memulihkan salinan jika disk utama mengalami kegagalan. Ini memastikan aplikasi tetap tidak terganggu saat menyimpan dan mengambil beban kerja transaksional di penyimpanan blok.
Analitik dan penggudangan data
Penyimpanan blok digunakan dengan arsitektur HDFS (Hadoop Distributed File System/Sistem File Terdistribusi Hadoop) dari Hadoop untuk menyimpan data sebagai unit yang didistribusikan secara independen yang memungkinkan performa untuk aplikasi analitik Hadoop dan Kafka.
Mesin virtual
Mesin virtual (VM) adalah teknologi yang memungkinkan komputer menjalankan lingkungan operasi terpisah dengan sumber daya komputasi yang ditentukan perangkat lunak. Misalnya, Anda dapat menjalankan sistem operasi Linux di desktop Windows dengan VM. Hypervisor adalah lapisan abstraksi yang bertanggung jawab untuk mengalokasikan memori, drive, dan layanan komputasi yang diperlukan untuk menjalankan lingkungan operasi sekunder.
Penyimpanan blok mendukung hypervisor VM populer. Pengguna dapat menginstal sistem operasi, sistem file, dan sumber daya komputasi lainnya di volume penyimpanan blok. Mereka melakukannya dengan memformat volume penyimpanan blok dan mengubahnya menjadi sistem file VM. Ini memungkinkan mereka menambah atau mengurangi ukuran drive virtual serta mentransfer penyimpanan virtual dari satu host ke host lainnya dengan mudah.
Bagaimana cara kerja penyimpanan blok?
Dalam sistem penyimpanan blok, Anda dapat memecah data menjadi beberapa blok atau bagian berukuran tetap yang independen. Setiap blok adalah bagian individual dari penyimpanan data. Bagian informasi lengkap, seperti file data, disimpan dalam beberapa blok tidak berurutan.
Sistem penyimpanan blok tidak mempertahankan metadata level tinggi, seperti tipe file, kepemilikan, dan stempel waktu. Developer harus merancang tabel pencarian data dalam sistem aplikasi untuk mengelola penyimpanan data ke blok masing-masing. Aplikasi mungkin menyimpan data dalam lingkungan operasi yang berbeda untuk meningkatkan efisiensi baca/tulis.
Penulisan data
Selama urutan tulis, aplikasi membagi data menjadi beberapa bagian seukuran blok. Aplikasi akan menuliskan data ke dalam beberapa blok dan mencatat pengidentifikasi blok dalam tabel pencarian data. Tabel pencarian memungkinkan server menghitung alamat yang terkait dengan data yang disimpan di blok.
Pembacaan data
Saat pengguna meminta file tertentu dari sistem penyimpanan blok, server menggunakan tabel pencarian data untuk menentukan tempat bagian data disimpan. Aplikasi kemudian akan mengambil data dari beberapa blok dan menggabungkannya dalam urutan asli.
Apa saja tipe penyimpanan lain yang tersedia?
Selain penyimpanan blok, terdapat juga opsi penyimpanan objek dan file. Setiap tipe menawarkan keunggulan uniknya sendiri.
Penyimpanan objek
Penyimpanan objek adalah teknologi yang menyimpan dan mengelola data dalam format tidak terstruktur yang disebut objek. Setiap objek ditandai dengan pengidentifikasi unik dan berisi metadata yang menggambarkan konten yang mendasarinya. Misalnya, penyimpanan objek untuk foto berisi metadata mengenai fotografer, resolusi, format, dan waktu pembuatan. Developer menggunakan penyimpanan objek untuk menyimpan data yang tidak terstruktur, seperti teks, video, dan gambar.
Penyimpanan blok vs penyimpanan objek
Kedua solusi penyimpanan tersebut bermanfaat, tergantung kasus penggunaannya. Penyimpanan blok memberikan latensi rendah dan nilai performa tinggi dalam berbagai kasus penggunaan. Fitur-fiturnya terutama berguna untuk penyimpanan basis data terstruktur, volume sistem file VM, serta volume beban baca dan tulis yang tinggi. Penyimpanan objek paling baik digunakan untuk sejumlah besar data yang tidak terstruktur, terutama saat daya tahan, penyimpanan tidak terbatas, skalabilitas, dan manajemen metadata yang kompleks merupakan faktor yang relevan untuk performa secara keseluruhan.
Penyimpanan file
Penyimpanan file menyimpan data dalam struktur hierarkis file dan folder. Dalam lingkungan jaringan, penyimpanan berbasis file sering menggunakan teknologi network-attached storage (penyimpanan yang terpasang ke jaringan/NAS). Dengan NAS, pengguna dapat mengakses data penyimpanan jaringan dengan cara yang sama seperti hard drive lokal. Penyimpanan file ramah pengguna dan memungkinkan pengguna mengelola kontrol berbagi file.
Penyimpanan blok vs penyimpanan file
Sistem penyimpanan file menyimpan data dalam lingkungan tertentu, sementara sistem penyimpanan blok dapat diintegrasikan dengan berbagai sistem operasi berbeda. Penyimpanan file menyediakan antarmuka intuitif untuk komputasi pengguna akhir. Sementara itu, Anda dapat menambahkan blok data baru ke sistem penyimpanan blok tanpa meningkatkan latensi operasional.
Penyimpanan instans
Sebuah penyimpanan instans menyediakan penyimpanan level blok untuk instans Anda. Penyimpanan ini terletak di disk yang secara fisik terpasang di komputer host. Penyimpanan instans ideal untuk penyimpanan informasi sementara yang kerap berubah, seperti buffer, cache, data awal, dan konten sementara lainnya, atau untuk data yang direplikasi di seluruh armada instans, seperti kumpulan server web dengan beban seimbang.
Penyimpanan instans terdiri dari satu atau beberapa volume penyimpanan instans yang diekspos sebagai perangkat blok. Ukuran penyimpanan instans serta jumlah perangkat yang tersedia bervariasi menurut tipe instans
Bagaimana AWS dapat mendukung kebutuhan penyimpanan blok Anda?
Amazon EBS adalah sebuah solusi penyimpanan blok yang mudah digunakan untuk beban kerja cloud. Developer menggunakan Amazon EBS untuk menyediakan layanan penyimpanan persisten untuk beban kerja Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2).
- Amazon EBS menyediakan solusi penyimpanan yang sangat dapat diskalakan bagi aplikasi yang penting untuk misi dan intensif I/O.
- Snapshot Amazon EBS menyediakan metode yang mudah dan aman untuk perlindungan data penyimpanan blok.
- Developer dapat menginstal berbagai tipe basis data di Amazon EBS, termasuk SAP HANA, Oracle, Microsoft SQL Server, MySQL, Cassandra, dan MongoDB.
Mulai menggunakan penyimpanan blok dengan membuat akun AWS gratis sekarang juga.
