Block Storage: Was sind Blockspeicher?
Block Storage ist eine Speichertechnologie, bei der Daten in gleich große Blöcke aufgeteilt und unabhängig voneinander gespeichert werden. Diese Blöcke lassen sich über Adressen direkt ansprechen, was besonders schnelle Zugriffszeiten und hohe Performance ermöglicht. Das macht die Architektur ideal für Datenbanken oder virtuelle Maschinen.
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Was ist Block Storage?
Während man beispielsweise bei File Storage komplette Dateien in einem Ordnersystem unterbringt, werden Daten im Block Storage – im Gegensatz zum Object Storage – in Form von Blöcken gespeichert. Diese werden dort gespeichert, wo es das System am sinnvollsten erachtet. Dabei teilt es Dateien gleichmäßig in Blöcke auf. Die Dateien verlieren also ihre eigentliche Bedeutung und lassen sich nicht einfach ausführen oder öffnen. Blöcke sind dabei Einheiten gleicher Größe. Damit die einzelnen Blöcke wiedergefunden werden können, wird jedem Block eine Adresse zugeordnet. Erhält der Server eine Anfrage, kann er so die Daten lokalisieren, wieder zusammenfügen und dann ausliefern.
Wie funktioniert Blockspeicher?
Realisiert wird der Blockspeicher in der Regel in einem Storage Area Network (SAN). Dabei stehen Datenspeicher über ein Netzwerk mehreren Servern zur Verfügung. Geregelt wird alles durch eine Software, die die Lokalisierung der Blöcke übernimmt. Während Block Storage im SAN ursprünglich ähnlich wie ein LAN aufgebaut war, mit Switches und Hubs, lassen sich Blockspeicher heutzutage auch in Cloud-Umgebungen realisieren. Hier spricht man meist von Block-level Storage. Ein zusammenhängendes System aus Festplatten, wie man es traditionell verwenden würde, wird dabei nachgestellt.
Die Kommunikation erfolgt bei einem SAN meistens über Fibre Channel (FC) oder Internet Small Computer System Interface (iSCSI). Bei FC handelt es sich um eine Schnittstelle, die für Übertragungen mit sehr hoher Geschwindigkeit entwickelt wurde. Das Verfahren iSCSI nutzt dagegen TCP und Ethernet und kann somit leicht in bestehende Netzwerke integriert werden.
Moderne Cloud-Anbieter nutzen Block Storage als flexible Grundlage für virtuelle Maschinen oder persistente Container-Volumes. Die Speicherblöcke werden dabei oft über cloudbasierte Verwaltungs-APIs kontrolliert, was eine dynamische und automatisierte Bereitstellung in DevOps- und Kubernetes-Umgebungen ermöglicht.
Sie möchten die passende Speicherlösung für Ihre Anforderungen finden? Dann empfiehlt sich ein Vergleich der verschiedenen Speicherarchitekturen. Im Übersichtsartikel „Object Storage vs. Block Storage“ erhalten Sie einen Überblick über Struktur, Leistungsmerkmale und Einsatzszenarien beider Technologien. Eine Gegenüberstellung von objektbasiertem und dateibasiertem Speicher bietet der Artikel „Object Storage vs. File Storage“.
Vor- und Nachteile von Block Storage
Gegenüber anderen Formen der Datenspeicherung gilt Block Storage als besonders schnell und ausgesprochen redundant. Jeder Block hat eine individuelle Adresse, über die die Daten angesprochen werden können. Andere Storage-Methoden setzen hierfür auf Metadaten, teilweise sogar in sehr großen Mengen. Das Fehlen dieser zusätzlichen Informationen kann ein Vorteil, aber auch ein Nachteil sein. Zwar bleiben die Blöcke so sehr schlank und können direkt angesprochen werden, möchte man allerdings bewusst Metadaten hinterlegen, braucht man eine zusätzliche Datenbank. Der größte Nachteil von Block Storage ist der Preis, da die SANs auf teure Hardware angewiesen sind.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Hohe Geschwindigkeit | Hoher Preis |
| Geringe Latenz | Keine Metadaten |
| Redundanz |
Anwendungsbereiche von Blockspeichern
Besonders bei Datenbanken spielt Block Storage seine Vorteile aus. Der Grund liegt in der hohen Geschwindigkeit, in der Daten sowohl gelesen als auch geschrieben werden können. Transaktionale Datenbanken müssen ständig angepasst werden. Block Storage erzeugt hier sehr gute Ergebnisse, während man bei anderen Speichermethoden immer mit Wartezeiten rechnen muss. Das ist gerade für Unternehmensanwendungen nicht ideal. Auch bei virtuellen Maschinen kommen Block-level Storages zum Einsatz. Mit der Technik ist es einfach, Speicher für die Virtualisierung bereitzustellen.
Darüber hinaus spielt Block Storage auch bei containerisierten Anwendungen eine wachsende Rolle. Persistente Volumes lassen sich effizient über blockbasierte Speicherlösungen provisionieren und sind für zustandsbehaftete Workloads wie Datenbanken oder Suchindizes ideal geeignet.