Trong kỷ nguyên ứng dụng đám mây và container hóa, khả năng lưu trữ dữ liệu linh hoạt, mở rộng là một yếu tố cốt lõi để đảm bảo hiệu suất và tính khả dụng. Dù là hình ảnh, video, nội dung do người dùng tạo ra, log hệ thống hay bản sao lưu, các nhà phát triển cần một cơ chế lưu trữ hiệu quả, đáng tin cậy và có khả năng truy xuất nhanh chóng.

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp lưu trữ hiệu quả cho hệ thống VPS server, việc hiểu rõ sự khác biệt giữa lưu trữ đối tượng và lưu trữ khối sẽ giúp tối ưu hiệu suất và chi phí. Khám phá các tùy chọn lưu trữ phù hợp với nhu cầu của bạn ngay hôm nay.

Với kiến trúc microservices, container ngắn hạn và hạ tầng đa đám mây, việc lưu trữ dữ liệu trực tiếp trên ổ đĩa máy chủ không còn phù hợp. Thay vào đó, các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đã phát triển những mô hình lưu trữ tiên tiến, tối ưu hóa cho nhu cầu của các ứng dụng hiện đại. Trong đó, hai loại phổ biến nhất là:

Lưu trữ đối tượng (Object Storage): Phù hợp với dữ liệu không có cấu trúc, khối lượng lớn như media, file backup, dữ liệu machine learning.
Lưu trữ khối (Block Storage): Thích hợp cho hệ thống cần hiệu suất cao, truy xuất dữ liệu nhanh như cơ sở dữ liệu, ổ đĩa cho máy ảo hoặc container.

Hãy cùng phân tích ưu, nhược điểm của từng loại lưu trữ, cũng như cách ứng dụng chúng để tối ưu hóa hiệu suất, bảo mật và chi phí trong các dự án công nghệ.

Mục lục nội dung

Lưu trữ khối là gì ?

Dịch vụ lưu trữ khối khá đơn giản và dễ hiểu. Chúng cung cấp một thiết bị lưu trữ khối truyền thống – giống như một ổ cứng – qua mạng. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây thường có các sản phẩm có thể cung cấp một thiết bị lưu trữ khối với bất kỳ kích thước nào và gắn nó vào máy ảo của bạn.

Sau đó, bạn sẽ sử dụng thiết bị này như một ổ đĩa thông thường. Bạn có thể định dạng nó với hệ thống tập tin và lưu trữ các file, kết hợp nhiều thiết bị thành một mảng RAID hoặc cấu hình cơ sở dữ liệu ghi trực tiếp vào thiết bị khối, từ đó loại bỏ hoàn toàn lớp trừu tượng của hệ thống tập tin. Ngoài ra, các thiết bị lưu trữ khối kết nối qua mạng thường có một số ưu điểm độc đáo so với ổ cứng thông thường:

Bạn có thể dễ dàng chụp ảnh (snapshot) trực tiếp của toàn bộ thiết bị để phục vụ mục đích sao lưu.
Thiết bị lưu trữ khối có thể được thay đổi kích thước dễ dàng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.
Bạn có thể dễ dàng tháo rời và di chuyển thiết bị lưu trữ khối giữa các máy chủ.

Đây là một cấu hình rất linh hoạt, có thể hữu ích cho hầu hết mọi loại ứng dụng. Dưới đây là tổng hợp một số ưu và nhược điểm của công nghệ này.

Một số ưu điểm của lưu trữ khối:

Lưu trữ khối là một mô hình quen thuộc. Con người và phần mềm hầu như đều hiểu và hỗ trợ các tập tin cùng hệ thống tập tin.
Các thiết bị lưu trữ khối được hỗ trợ tốt. Mọi ngôn ngữ lập trình đều có thể dễ dàng đọc và ghi file.
Quyền truy cập và kiểm soát trên hệ thống tập tin là những khái niệm quen thuộc và dễ hiểu.
Thiết bị lưu trữ khối cung cấp hiệu năng IO độ trễ thấp, nên phù hợp cho việc sử dụng trong các cơ sở dữ liệu.

Một số nhược điểm của lưu trữ khối:

Dung lượng lưu trữ thường được gắn liền với một máy chủ tại một thời điểm.
Các khối và hệ thống tập tin chỉ lưu trữ một lượng thông tin hạn chế về siêu dữ liệu (metadata) của các khối thông tin được lưu trữ (ngày tạo, chủ sở hữu, kích thước). Bất kỳ thông tin bổ sung nào về nội dung lưu trữ sẽ phải được xử lý ở cấp độ ứng dụng hoặc cơ sở dữ liệu, tạo thêm độ phức tạp cho nhà phát triển.
Bạn cần trả tiền cho toàn bộ dung lượng lưu trữ khối đã cấp phát, ngay cả khi không sử dụng hết.
Lưu trữ khối chỉ có thể truy cập thông qua một máy chủ đang chạy.
Lưu trữ khối đòi hỏi nhiều công việc thiết lập và cấu hình hơn so với lưu trữ đối tượng (ví dụ như lựa chọn hệ thống tập tin, quyền truy cập, phiên bản, sao lưu, v.v.).

Nhờ đặc tính IO nhanh, dịch vụ lưu trữ khối phù hợp với việc lưu trữ dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu truyền thống. Ngoài ra, nhiều ứng dụng cũ yêu cầu lưu trữ theo hệ thống tập tin thông thường cũng cần sử dụng thiết bị lưu trữ khối.

Nếu nhà cung cấp dịch vụ đám mây của bạn không cung cấp dịch vụ lưu trữ khối, bạn có thể tự triển khai bằng cách sử dụng OpenStack Cinder, Ceph, hoặc dịch vụ iSCSI tích hợp có sẵn trên nhiều thiết bị NAS.

Lưu trữ đối tượng là gì

Trong thế giới điện toán đám mây hiện đại, lưu trữ đối tượng là việc lưu trữ và truy xuất các khối dữ liệu không cấu trúc cùng với siêu dữ liệu của chúng thông qua một API HTTP. Thay vì chia nhỏ các tập tin thành các khối để lưu trữ lên ổ đĩa theo hệ thống tập tin, ta xử lý toàn bộ các đối tượng được lưu trữ qua mạng.

Các đối tượng này có thể là một file hình ảnh, log, file HTML, hay bất kỳ khối dữ liệu tự chứa nào. Chúng được gọi là “không cấu trúc” vì không có một lược đồ hoặc định dạng cụ thể nào bắt buộc phải tuân theo.

Lưu trữ đối tượng phát triển mạnh mẽ nhờ làm đơn giản hóa trải nghiệm của nhà phát triển. Vì API chỉ sử dụng các yêu cầu HTTP tiêu chuẩn, nên các thư viện hỗ trợ nhanh chóng cho hầu hết các ngôn ngữ lập trình. Việc lưu trữ một khối dữ liệu trở nên đơn giản như gửi một HTTP PUT request đến object store.
Việc truy xuất file và siêu dữ liệu chỉ là một HTTP GET request. Hơn nữa, hầu hết các dịch vụ lưu trữ đối tượng còn có thể phục vụ các file công khai cho người dùng, giúp bạn không cần duy trì một máy chủ web riêng để lưu trữ các tài sản tĩnh.

Ngoài ra, dịch vụ lưu trữ đối tượng chỉ tính phí theo dung lượng lưu trữ bạn sử dụng (một số dịch vụ cũng tính phí theo số yêu cầu HTTP và băng thông truyền tải). Điều này là lợi thế lớn đối với các nhà phát triển nhỏ, cho phép họ có được dịch vụ lưu trữ và hosting tài sản đẳng cấp thế giới với chi phí tỷ lệ theo mức sử dụng.

Tuy nhiên, lưu trữ đối tượng không phải lúc nào cũng là giải pháp phù hợp cho mọi trường hợp. Dưới đây là tổng hợp một số ưu và nhược điểm của nó.

Một số ưu điểm của lưu trữ đối tượng:

API HTTP đơn giản, với các client hỗ trợ cho tất cả các hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình chính.
Cấu trúc chi phí theo mức sử dụng, nghĩa là bạn chỉ trả tiền cho những gì bạn dùng.
Tính năng phục vụ công khai các tài sản tĩnh tích hợp sẵn, giúp bạn giảm bớt số máy chủ cần tự vận hành.
Một số dịch vụ lưu trữ đối tượng cung cấp tích hợp sẵn với CDN, cache tài sản của bạn trên toàn cầu giúp tăng tốc tải file và trang web cho người dùng.
Tùy chọn phiên bản (versioning) cho phép bạn truy xuất các phiên bản cũ của đối tượng để phục hồi khi xảy ra ghi đè dữ liệu không mong muốn.
Dịch vụ lưu trữ đối tượng có khả năng mở rộng dễ dàng từ nhu cầu vừa phải đến các trường hợp sử dụng với tải lớn, mà không cần nhà phát triển phải khởi chạy thêm tài nguyên hay tái kiến trúc hệ thống.
Sử dụng dịch vụ lưu trữ đối tượng giúp bạn không cần phải tự quản lý ổ cứng và mảng RAID, vì điều đó đã được nhà cung cấp dịch vụ xử lý.
Khả năng lưu trữ các khối siêu dữ liệu kèm theo dữ liệu gốc có thể làm đơn giản hóa thêm kiến trúc ứng dụng của bạn.

Một số nhược điểm của lưu trữ đối tượng:

Bạn không thể sử dụng dịch vụ lưu trữ đối tượng để làm cơ sở cho một cơ sở dữ liệu truyền thống, do độ trễ cao của dịch vụ.
Lưu trữ đối tượng không cho phép bạn thay đổi chỉ một phần của khối dữ liệu, bạn phải đọc và ghi toàn bộ đối tượng cùng lúc. Điều này có ảnh hưởng đến hiệu năng; ví dụ, trên một hệ thống tập tin, bạn có thể dễ dàng thêm một dòng mới vào cuối file log. Trong hệ thống lưu trữ đối tượng, bạn phải lấy đối tượng ra, thêm dòng mới, rồi ghi lại toàn bộ đối tượng, làm cho việc xử lý dữ liệu thay đổi thường xuyên trở nên kém hiệu quả.
Hệ điều hành không thể dễ dàng “mount” (gắn kết) một object store như một ổ đĩa thông thường. Dù có một số client và adapter hỗ trợ, nhưng nhìn chung, việc sử dụng và duyệt object store không đơn giản như việc lướt qua các thư mục trong trình duyệt file.

Nhờ những đặc tính trên, lưu trữ đối tượng rất hữu ích cho việc lưu trữ tài sản tĩnh, lưu trữ nội dung do người dùng tạo ra như hình ảnh và video, sao lưu file và lưu trữ log, ví dụ.

Có một số giải pháp lưu trữ đối tượng tự quản (self-hosted), mặc dù bạn sẽ phải hy sinh đi một số lợi ích của giải pháp được quản lý (như không cần lo lắng về ổ cứng và vấn đề mở rộng). Bạn có thể thử Minio – một máy chủ lưu trữ đối tượng phổ biến được viết bằng ngôn ngữ Go, hoặc Ceph, hoặc OpenStack Swift.

Kết luận

Lựa chọn giải pháp lưu trữ phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất, tính ổn định và khả năng mở rộng của ứng dụng. Qua bài viết này, chúng ta đã khám phá ưu và nhược điểm của cả lưu trữ khối và lưu trữ đối tượng, giúp bạn hiểu rõ khi nào nên áp dụng từng phương pháp.

Trong thực tế, không có giải pháp nào phù hợp cho mọi trường hợp – một hệ thống tối ưu thường kết hợp cả hai loại lưu trữ để đáp ứng đa dạng nhu cầu. Các nhà phát triển cần đánh giá kiến trúc ứng dụng, khối lượng dữ liệu và yêu cầu truy xuất để đưa ra lựa chọn phù hợp, từ đó xây dựng một hạ tầng linh hoạt, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Khi cân nhắc giá thuê VPS, việc lựa chọn loại hình lưu trữ phù hợp như lưu trữ khối hoặc lưu trữ đối tượng có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và ngân sách của bạn. Tìm hiểu cách tối ưu hóa chi phí mà không làm giảm chất lượng dịch vụ.

Tài liệu, Hướng dẫn sử dụng Linux

So sánh Lưu trữ Đối tượng và Lưu trữ Khối: Ưu, Nhược điểm và Ứng dụng Thực tế