Le stockage par blocs, appelé également stockage par blocs multiniveaux, est une technologie utilisée pour stocker des fichiers de données sur des réseaux de stockage (SAN) ou des environnements de stockage en cloud. Les développeurs privilégient le stockage par blocs lorsqu'ils nécessitent un transport de données rapide, efficace et fiable.

Le stockage par blocs divise les données en blocs, puis stocke ces blocs en tant qu'éléments distincts, chacun possédant un identificateur unique, Le réseau SAN place ces blocs de données là où l'efficacité est la plus grande, ce qui signifie qu'il peut stocker ces blocs sur différents systèmes, et que chaque bloc peut être configuré (ou partitionné) pour fonctionner avec différents systèmes d'exploitation.

Le stockage par blocs dissocie également les données des environnements des utilisateurs, ce qui permet de répartir ces données dans plusieurs environnements, créant ainsi de multiples chemins d'accès aux données et permettant à l'utilisateur de les récupérer rapidement. Lorsqu'un utilisateur ou une application demande des données à un système de stockage par blocs, le système de stockage sous-jacent reconstitue les blocs de données et présente les données à l'utilisateur ou à l'application.

Le stockage par blocs n'est pas le seul type de stockage dans le monde du stockage des données. Les développeurs utilisent également d'autres systèmes, tels que le stockage d'objets et le stockage de fichiers. Si le but final de chacune de ces méthodes de stockage est de fournir des données aux utilisateurs et aux applications, chacune d'entre elles procède différemment pour stocker et récupérer les données.

Stockage d'objets

Le stockage d'objets, également appelé stockage basé sur les objets, divise les fichiers de données en morceaux appelés objets. Il stocke ensuite ces objets dans un référentiel unique, qui peut être réparti sur plusieurs  systèmes en réseau .

Dans la pratique, les applications gèrent tous les objets, ce qui élimine le recours à un système de fichiers traditionnel. Chaque objet reçoit un ID unique que les applications utilisent pour identifier l'objet. Chaque objet stocke également des métadonnées (des informations sur les fichiers stockés dans l'objet).

La façon dont le stockage d'objets et le stockage par blocs traitent les métadonnées est une différence majeure entre ces deux méthodes. Dans le stockage d'objets, les métadonnées peuvent être personnalisées pour inclure des informations supplémentaires et détaillées sur les fichiers de données stockés dans l'objet. Par exemple, les métadonnées accompagnant un fichier vidéo pourraient être personnalisées pour indiquer où la vidéo a été réalisée, le type de la caméra utilisée pour la créer, et même les sujets capturés dans chaque image. Dans le stockage par blocs, les métadonnées sont limitées aux attributs de fichier de base.

Le stockage par blocs convient mieux à des fichiers statiques qui ne sont pas souvent modifiés, car toute modification apportée à un fichier entraîne la création d'un objet.

Stockage de fichiers

Le stockage de fichiers, également appelé stockage au niveau des fichiers ou basé sur les fichiers, est normalement associé à la technologie NAS (Network Attached Storage). Le stockage en réseau NAS présente le stockage aux utilisateurs et aux applications en utilisant la même philosophie qu'un système de fichiers réseau traditionnel. En d'autres termes, l'utilisateur ou l'application reçoit des données par le biais d'arborescences de répertoires, de dossiers et de fichiers individuels. Cette fonction est similaire à un disque dur local. Cependant, le NAS ou le système d'exploitation du réseau (NOS) gère les droits d'accès, le partage des fichiers, le verrouillage des fichiers et d'autres contrôles.

Le stockage de fichiers peut être très facile à configurer, mais l'accès aux données est limité par un chemin d'accès unique, ce qui peut avoir un impact sur les performances par rapport au stockage par blocs ou d'objets. Le stockage de fichiers ne fonctionne également qu'avec des protocoles de niveau fichier courants, tels que NTFS (New Technology File System) pour Windows ou NFS (Network File System) pour Linux. Cela pourrait limiter la facilité d'utilisation sur des systèmes différents.

Dans la vidéo suivante, Amy Blea, d'IBM, compare le stockage par blocs et le stockage de fichiers :

Le stockage par blocs permet de créer des volumes de stockage bruts, auxquels peuvent se connecter les systèmes d'exploitation basés sur des serveurs. Vous pouvez traiter ces volumes bruts comme des disques durs individuels. Ainsi, vous pouvez utiliser le stockage par blocs pour presque tous les types d'application, y compris le stockage de fichiers, le stockage de base de données, les volumes VMFS (Virtual Machine File System), etc.

Prenons, par exemple, le déploiement de machines virtuelles dans une entreprise. Avec le stockage par blocs, vous pouvez facilement créer et formater un volume de stockage par blocs pour stocker le système VMFS. Un serveur physique peut ensuite se connecter à ce bloc pour créer plusieurs machines virtuelles. De plus, la création d'un volume basé sur des blocs, l'installation d'un système d'exploitation et la connexion à ce volume permettent aux utilisateurs de partager des fichiers à l'aide de ce système d'exploitation natif.

Les déploiements de cloud privé constituent une autre excellente utilisation du stockage par blocs. Pour des informations plus approfondies sur les clouds privés et le stockage par blocs, consultez l'explication de la virtualisation d'IBM Garage pour l'extension d'un cloud privé virtualisé à l'aide du stockage par blocs et de fichiers.

La flexibilité inhérente du stockage par blocs le rend idéal pour les conteneurs. Les conteneurs  dissocient les applications des systèmes d'exploitation, à l'instar de la virtualisation qui dissocie les systèmes d'exploitation du matériel physique. Avec le stockage par blocs, vous pouvez rapidement définir et lancer des conteneurs. Les conteneurs bénéficient de la rapidité du stockage par blocs et de la possibilité native pour un seul hôte de monter plusieurs blocs.

SAN

Les développeurs déploient généralement le stockage par blocs en utilisant un réseau de stockage (SAN). Un réseau SAN est un réseau informatique qui fournit un accès au stockage des données. Les réseaux SAN présentent le stockage par blocs aux autres systèmes en réseau, comme si ces blocs étaient des périphériques connectés localement. Par exemple, un serveur peut se connecter à un réseau SAN à l'aide d'une connexion de réseau de données, telle que Fibre Channel, iSCSI (Internet Small Computer System Interface) ou Infiniband, pour accéder à un bloc comme s'il s'agissait d'un volume à accès local. Vous pouvez également configurer plusieurs grappes de stockage sur un SAN, et vous pouvez connecter plusieurs serveurs au réseau SAN.

Un réseau SAN comporte de nombreux éléments ou couches. Le premier élément est la couche hôte, qui consiste en un serveur (exécutant un système d'exploitation réseau) qui est connecté au réseau de données par une carte adaptateur de bus hôte, elle-même connectée au réseau de stockage à l'aide d'un câble. La couche hôte est connectée à la couche de la matrice (ensemble de nœuds), c.-à-d. un ensemble de périphériques tels que des commutateurs SAN, des routeurs, des ponts de protocole, des périphériques de passerelle et des câbles. La couche de la matrice interagit avec la couche de stockage, laquelle se compose des périphériques de stockage physiques tels que les unités de disque, les bandes magnétiques ou les supports optiques.

Grappes RAID

Le stockage par blocs en lui-même, offre peu de redondance, ce qui fait des grappes RAID un élément important à prendre en compte pour toute mise en œuvre due stockage par blocs stratégique. RAID (Redundant Array of Independent Disks) protège les données en les écrivant sur deux disques ou plus : si un disque tombe en panne, les informations présentes sur le ou les autres disques peuvent généralement les remplacer sans que les utilisateurs se rendent compte d'une interruption.

Solutions open source

Les alternatives open source aux solutions SAN traditionnelles centrées sur le fournisseur ont le vent en poupe, de nouveaux projets émergeant presque quotidiennement, tandis que les projets établis continuent à s'améliorer et à ajouter des fonctions. Le projet open source FreeNAS offre à la fois le stockage par blocs et RAID défini par logiciel. Openfiler est une autre solution de stockage open source qui inclut la prise en charge du stockage par blocs et de RAID.

Bien que l'open source soit très prometteur dans le secteur du stockage, il nécessite une expertise pour garantir le succès, ce qui signifie que les administrateurs de stockage actuels devront se tourner vers les fournisseurs pour obtenir support et maintenance.

Le stockage par blocs en tant que service (BSSaaS) s'inscrit dans la catégorie beaucoup plus vaste du  stockage d'entreprise en tant que service  (ESaaS), où les personnes à la recherche d'un stockage en cloudn peuvent choisir entre le stockage par blosc, le stockage de fichiers ou le stockage d'objets pour répondre à leurs besoins de stockage de données. Dans la plupart des cas, les personnes qui utilisent l'ESaaS doivent également choisir une solution IaaS ou PaaS et déployer des applications et des serveurs directement dans le cloud.

La capacité à répondre à la demande est essentielle en matière de stockage. La consommation de stockage a augmenté à un rythme exponentiel. Le stockage par blocs étant indépendant des ressources informatiques, l'ajout nécessite uniquement de créer des volumes de stockage par blocs supplémentaires chez un fournisseur ESaaS.

Pour les entreprises utilisant une approche de  cloud hybride , l'extension peut nécessiter l'achat de disques durs ou de grappes RAID supplémentaires, mais le processus réel d'extension reste relativement le même. La mise à disposition de volumes supplémentaires de stockage par blocs est la principale exigence pour augmenter la quantité de stockage disponible. Découvrez-en plus sur la mise à l'échelle et le stockage par blocs.