Object storage vs block storage
L’architettura basata su oggetti e a blocchi sono due architetture di archiviazione che differiscono notevolmente in termini di struttura, accesso e scopo d’uso. La differenza è che il primo memorizza i dati come oggetti con metadati tramite un’API, mentre il secondo divide i dati in blocchi indirizzabili gestiti direttamente dal sistema operativo.
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Cosa sono l’archiviazione basata su oggetti e a blocchi?
L’archiviazione basata su oggetti (object storage) è un’architettura di archiviazione moderna in cui i dati vengono memorizzati come oggetti. Ogni oggetto è composto dai dati effettivi, dai metadati e da un identificativo univoco. Questi oggetti sono memorizzati in uno spazio dei nomi piatto. Ciò significa che tutti gli oggetti memorizzati sono organizzati allo stesso livello. Non esiste quindi una struttura gerarchica come cartelle o directory, come si conosce ad esempio dai file system. Gli oggetti nell’archiviazione basata su oggetti sono generalmente accessibili tramite un’API basata su HTTP.
L’archiviazione a blocchi (block storage), come suggerisce il nome, suddivide i dati in blocchi fissi di uguale dimensione, ciascuno con un indirizzo univoco. Ogni blocco contiene solo i dati grezzi e nessun metadato aggiuntivo o informazioni contestuali. È compito del sistema che accede a questi dati (di solito un sistema operativo o una piattaforma di virtualizzazione) interpretare la struttura e il significato dei dati memorizzati. Dal punto di vista del sistema operativo, un’archiviazione a blocchi si comporta come un disco rigido fisico o un SSD: può essere partizionato, formattato e utilizzato per applicazioni di qualsiasi tipo.
L’archiviazione basata su oggetti e a blocchi in sintesi
Nella seguente tabella di riepilogo troverai le principali differenze tra l’archiviazione basata su oggetti e a blocchi messe direttamente a confronto.
| Caratteristica | Archiviazione basata su oggetti | Archiviazione a blocchi |
|---|---|---|
| Struttura dei dati | Oggetti con metadati | Blocchi di dati senza contesto |
| Accesso | HTTP(S) (API REST) | Diretto attraverso il sistema operativo |
| Latenza | Alta | Bassa |
| Scalabilità | Alta (adatta per il cloud) | Limitata, per lo più locale o tramite SAN |
| Metadati | Ampi, personalizzati | Poco o per niente presenti |
| Scenari di utilizzo | Backup, file multimediali, Big Data | Database, sistemi operativi, dischi VM |
| Costi | Più conveniente per TB con grandi quantità di dati | Più costosa, in particolare nei sistemi ad alte prestazioni |
| Flessibilità | Buona per dati non strutturati, raramente utilizzati | Buona per dati strutturati, frequentemente utilizzati |
Funzionamento
L’archiviazione basata su oggetti memorizza i dati come oggetti tripartiti:
- Dati effettivi (ad esempio un’immagine o un video)
- Metadati (informazioni aggiuntive come data di creazione, tipo di file o tag personalizzati)
- Chiave univoca che funge da indirizzo
Questi oggetti sono memorizzati in uno spazio dei nomi piatto. Tecnicamente, questo è più semplice e scalabile poiché non è necessario gestire una struttura di directory complessa. L’accesso avviene tramite il protocollo HTTP, di solito attraverso le API REST. Le applicazioni interagiscono con l’archiviazione come se fosse un servizio web. Molti servizi cloud, come Amazon S3 o Google Cloud Storage, si basano su questa tecnologia. L’archiviazione basata su oggetti può essere distribuita a livello globale, permettendo ai dati di risiedere contemporaneamente in più sedi. Ciò aumenta sia l’affidabilità che la disponibilità globale.
L’archiviazione a blocchi funziona più come un drive o un disco fisso. In questo caso, i dati vengono suddivisi in blocchi di dimensioni uguali, ciascuno dei quali assegnato a un indirizzo. Questi blocchi non contengono metadati. Ciò significa che il sistema operativo o un’applicazione sovrastante (ad esempio un file system o un database) è responsabile di sapere quali blocchi sono correlati tra loro. L’archiviazione a blocchi è spesso fornita tramite una Storage Area Network (SAN) o tramite il protocollo di rete iSCSI. Allora, l’archiviazione appare al sistema operativo come un disco locale e può essere partizionato, formattato e scritto normalmente.
Object storage vs block storage: differenze e somiglianze
Sebbene l’archiviazione basata su oggetti e a blocchi siano entrambe destinate all’archiviazione dei dati, si differenziano fondamentalmente per struttura, modalità di accesso e utilizzo. La maggiore differenza risiede nel modo in cui i dati sono organizzati. In termini di latenza e prestazioni, l’archiviazione a blocchi offre alcuni vantaggi grazie alla possibilità di accessi rapidi ai blocchi. Invece, l’archiviazione basata su oggetti si distingue per la scalabilità e la memorizzazione a lungo termine dei dati.
Ciò che entrambe le forme di archiviazione hanno in comune è che sono spesso utilizzate in ambienti cloud e, grazie alle loro specificità, possono supportare efficacemente diversi carichi di lavoro. Entrambe possono far parte di un approccio di archiviazione ibrido. Anche per quanto riguarda l’affidabilità e la tolleranza ai guasti, le implementazioni moderne di entrambe le tecnologie offrono meccanismi importanti come la replica e la ridondanza. Mentre l’archiviazione a blocchi è più orientata alle prestazioni e al controllo diretto, l’archiviazione basata su oggetti offre una soluzione flessibile e conveniente per grandi quantità di dati. Nelle infrastrutture IT moderne, entrambi i tipi di archiviazione vengono spesso combinati per sfruttare al meglio i vantaggi di entrambi i modelli.
Tipici ambiti di applicazione
Casi d’uso per l’archiviazione basata su oggetti
L’archiviazione basata su oggetti viene spesso utilizzata per soluzioni di backup e archivio. L’elevata scalabilità e l’archiviazione a basso costo rendono questa soluzione ottimale per la memorizzazione a lungo termine dei dati. Anche nelle Content Delivery Network (CDN), questo tipo di archiviazione è popolare, poiché i file multimediali di grandi dimensioni possono essere distribuiti in modo semplice ed efficiente.
Un altro importante campo di applicazione è l’archiviazione dei Big Data, come ad esempio file di log, dati dei sensori o registrazioni video, poiché gli oggetti possono essere archiviati ed elaborati indipendentemente. Anche le moderne applicazioni web e le applicazioni mobili utilizzano l’object storage per l’archiviazione di file utente, immagini e documenti.
Casi d’uso per l’archiviazione a blocchi
L’archiviazione a blocchi è la soluzione preferita per database e sistemi transazionali. La possibilità di accedere direttamente ai blocchi garantisce prestazioni elevate e una bassa latenza. Queste caratteristiche sono particolarmente importanti per carichi di lavoro con molti accessi di lettura e scrittura simultanei.
Le macchine virtuali e i sistemi operativi beneficiano anche dell’uso di un’archiviazione a blocchi, poiché dipendono da un’archiviazione veloce e affidabile. Anche nei data center tradizionali, dove è necessaria una performance deterministica, questo tipo di archiviazione rimane ampiamente diffuso.
Oltre all’architettura basata su oggetti e a blocchi, esiste un’altra architettura di archiviazione chiamata archiviazione di file (file storage). In questa forma di archiviazione, i dati sono organizzati come di consueto in cartelle e file. L’archiviazione di file è particolarmente adatta per unità di rete condivise o file system classici.
Vantaggi e svantaggi
Nel confronto tra l’archiviazione basata su oggetti e a blocchi i rispettivi vantaggi e svantaggi giocano un ruolo fondamentale.
L’archiviazione basata su oggetti si distingue per la sua alta scalabilità, facile integrazione tramite API web e la possibilità di archiviare metadati dettagliati per ogni oggetto. È quindi particolarmente adatta per dati non strutturati e applicazioni cloud native. Tuttavia, l’accesso è relativamente lento, quindi è meno indicata per le applicazioni in cui è importante una bassa latenza.
L’archiviazione a blocchi, invece, offre una latenza significativamente inferiore e prestazioni notevoli. Anche il collegamento diretto a macchine virtuali o container rende questo tipo di archiviazione la prima scelta per le infrastrutture IT classiche. Tuttavia, presenta costi più alti e una minore flessibilità nella gestione di grandi quantità di dati distribuiti.