ブロック・ストレージとは?

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ブロック・ストレージは、各ボリュームを独立したハードディスクとして取り扱うストレージの形式です。その構成は、ストレージ管理者の責任で行われます。そのために「ブロック」と呼ばれています。データを固定サイズのブロックとして整理し、構造化します。各ブロックには、固有のアドレスとなるメタデータが割り当てられています。ブロックストレージのユニークなところは、1つの環境に限定されないことです。ある環境にいくつかのブロックを保存し、残りを別の環境に保存することができます。

ブロック・ストレージは、メディア（ハードウェア）とは別に独自のソフトウェアで運用・管理されています。このプログラムは、ディスクスペースにブロックをどのように割り当て、整理するかを制御します。このソフトウェアは、一意の識別子を使って必要なブロックを探し出し、ユーザが必要とするファイルに分類するため、検索オプションもその機能の一部となっています。このような管理プログラムを操作・制御する最も伝統的な方法は、サーバ・オペレーティングシステムを使用して、ファイルシステムでブロックデバイスをフォーマットすることです。ユーザは、NVMe-oF、NVMe over TCP、Fiber Channel over Ethernet（FCoE）、またはiSCSIなどのプロトコルを通じてブロックストレージ・ボリュームにアクセスすることができます。さらに、直接接続されたストレージ、ドライブ、サーバRAIDもブロックストレージ・デバイスの1つです。

ブロック・ストレージの長所と短所

今日、ブロックストレージは多くの環境において非常に人気のあるソリューションです。これは、その利点のいくつかを考慮すれば、驚くことではありませんが、欠点もあります。

長所:

高いパフォーマンス：高性能プロトコルを使用したブロックストレージへのアクセスは、高性能なミッションクリティカル・アプリケーションに最適です。実際、低レイテンシーで高いI/O性能を保証しています。最も一般的な用途は、ファイルストレージの高性能な代替で、主にSAN環境で使用されます。

信頼性: ブロックストレージは、データブロックが自己充足的な単位で保存されるため、一般的に故障率が低くなります。万が一の故障の際にも、バックアップメディアから迅速にデータを復元できます。

インクリメンタルな変更：ブロック・ストレージの実用的な価値の1つは、変更が容易であることです。ブロックストレージ環境では、ファイルストレージのように既存のデータを削除することなく、ファイルを変更することができます。したがって、ブロックを置き換えたり、削除したり、挿入したりと、あらゆる操作を行うことができます。つまり、ブロックを変更したい場合、わざわざ新しいブロックを作る必要はありません。別のバージョンを作ればいいのです。

短所:

サーバに依存： ブロックストレージは通常サーバに縛られるため、他のサーバから同時にアクセスすることは不可能です。もちろん、それを解決するソフトを上に乗せることはできます。しかしシステム全体への負荷が増え、パフォーマンスに影響するため、その不便さを取り除くことはできません。

メタデータが限定的：ファイルやオブジェクトストレージと違い、ブロックストレージのボリュームにはほとんどメタデータがありません。このことが、検索やリトリーブなどメタデータの利用が重要な業務にどれだけ悪い影響を及ぼすかは想像できるでしょう。ブロックストレージ環境では、アプリケーションは検索に成功するために多くのブロックを経由しなければなりません。しかし、ZFSやBtrfsのような特定のファイルシステムは、データの整合性を高めるためにメタデータ機能を提供することができます。

購入が難しい：ブロック・ストレージは確かに高性能で信頼性が高いですが、高価なSANが必要です。このようなストレージアレイは、専門家や定期的なメンテナンスはもちろんのこと、さらに多額の予算を必要とします。大企業であっても、ブロックストレージのサポートとメンテナンスはそう簡単に手にできるものではありません。

ブロックストレージの使用例

高速で高性能なブロック・ストレージは、多くの人に評価されています。ここでは、いくつかの使用例を紹介します。

データベース・ストレージ：データベース・ストレージ：スピード、パフォーマンス、信頼性。これらの理由により、ブロックストレージはデータベースやエンタープライズアプリケーションのサポートに最適です。また、ブロックデータは変更が容易なため、頻繁に更新されるファイルとの相性もよいです。

サーバストレージ： ブロック・ストレージシステムは、データを複数のボリュームに分散して保存します。ブロックベースのストレージボリュームは、作成とフォーマットが簡単です。仮想化システムのバックエンドストレージとして運用するのに最適です。ブロックにベアメタル・サーバを取り付けて、複数のVMを作成することができます。例えば、多くの企業では、企業全体にVMFSボリュームを展開するためにブロック・ストレージを使用することがよくあります。

Emailサーバ：組織では、電子メールを保存するための標準的なオプションとして、高い性能と信頼性を備えたブロックストレージ技術を選択することがよくあります。

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