Sistema de armazenamento baseado em arquivos ou file-based storage

Nosso cotidiano envolve o uso de muitas aplicações computacionais, seja usando um computador, a rede local ou através do acesso de um serviço de nuvem. Algumas delas são muito eficientes, mas outras..

Por que essa diferença? Antes de ir adiante sobre o assunto, vale lembrar que além dos computadores e links de comunicação, os dispositivos de armazenamento são parte importante dessa equação.

Nessa hora, saber mais sobre como esses dispositivos organizam e gerenciam nossos dados pode nos dar uma boa ideia de como o armazenamento baseado em arquivos é importante.

O que é armazenamento baseado arquivos?

Armazenamento baseado em arquivos é a tecnologia que usa uma estrutura hierárquica de diretórios e subdiretórios para armazenar dados. Nessa estrutura, os arquivos são salvos e organizados dentro de pastas, que podem ser agrupadas dentro de outras pastas, formando uma estrutura em árvore.

Essa estrutura hierárquica de armazenamento que envolve diretórios e arquivos facilita o acesso, a busca e o compartilhamento de informações entre usuários e os aplicativos.

O armazenamento baseado em arquivos oferece várias vantagens, como facilidade de uso, organização intuitiva e suporte para protocolos de acesso amplamente adotados.

Também conhecida como “file-based storage”, essa tecnologia é fundamental para que sistemas operacionais e unidades de armazenamento como discos rígidos, módulos SSDs e storages NAS possam organizar e gerenciar os dados.

O armazenamento baseado em arquivos é amplamente utilizado devido à sua simplicidade, facilidade de uso e compatibilidade com protocolos de acesso padrão, como NFS (Network File System) e SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System).

Como funciona esse sistema de armazenamento?

O armazenamento baseado em arquivos é um método de armazenamento que organiza e gerencia os dados em forma de arquivos e pastas dentro de uma hierarquia de diretórios.

Ele foi projetado para facilitar a manipulação e o acesso a dados não estruturados como arquivos e pastas, em vez de lidar com os dados como blocos de tamanho fixo.

Essa é a visão geral de como funciona o armazenamento baseado em arquivos:

Estrutura de diretórios: O armazenamento baseado em arquivos organiza os dados em uma hierarquia de diretórios, com pastas contendo arquivos e outras pastas.

Essa estrutura permite que os usuários e aplicativos localizem e acessem facilmente os arquivos desejados navegando pelos diretórios e pastas.

Sistema de arquivos: Para gerenciar os dados em um disco ou memória, o armazenamento baseado em arquivos usa um sistema de arquivos.

O sistema de arquivos é o responsável por controlar como os dados são armazenados, organizados e gerenciados no dispositivo. Os principais exemplos de sistemas de arquivos são o NTFS (Windows), FAT32, ext4 (Linux) e HFS+ (macOS).

Operações de arquivo: Os sistemas de armazenamento baseados em arquivos oferecem várias operações padrão para manipular e gerenciar arquivos e pastas, como criar, ler, escrever, atualizar e excluir arquivos.

Além disso, esses sistemas permitem que os usuários e aplicativos executem operações como renomear, mover e copiar arquivos e pastas.

Metadados: Associado aos arquivos, sistemas baseados em arquivos armazenam outras informações adicionais aos dados conhecidas como metadados.

Esses metadados ajudam a organizar os dados e podem incluir informações como nome do arquivo, tamanho, data de criação, data de modificação, permissões de acesso e outros atributos do arquivo.

Permissões e controle de acesso: O armazenamento baseado em arquivos suporta o controle de acesso granular, permitindo que sejam atribuídas permissões específicas aos usuários e grupos que podem ler, escrever, executar ou modificar os arquivos e pastas.

Compartilhamento de arquivos em rede: O sistema baseado em arquivos é muito usado em servidores de arquivos e unidades de armazenamento em rede, pois permite que vários usuários acessem e compartilhem arquivos e pastas.

Sistemas de armazenamento local ou de rede?

Os sistemas de arquivos que suportam o armazenamento baseado em arquivos podem ser classificados em duas categorias: sistemas de arquivos locais e sistemas de arquivos de rede.

Os sistemas de arquivos locais são projetados para gerenciar dispositivos de armazenamento diretamente conectados ao computador, como discos rígidos internos ou unidades de armazenamento USB.

Por outro lado, os sistemas de arquivos de rede são projetados para permitir o acesso compartilhados a diretórios, pastas e arquivos em dispositivos de armazenamento dentro de uma LAN.

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Como são organizados os dados em um file-based storage?

O file-based storage é adequado para aplicações que requerem uma estrutura de diretórios hierárquica e gerenciamento simples de dados.

Esse sistema é muito usado para montar um servidor de arquivos, compartilhar, armazenar e organizar documentos e arquivos mídia, além de aplicações para fazer backup de dados em rede.

Esse sistema é muito usado em organizações e infraestruturas de TI para armazenar e gerenciar dados de maneira familiar e fácil de entender.

O processo é descrito da seguinte forma:

Organização de dados: Os dados são organizados em uma hierarquia de diretórios e subdiretórios, facilitando a navegação e o gerenciamento de dados.

Os arquivos e diretórios podem ser criados, renomeados, movidos, copiados ou excluídos, assim como em um sistema de arquivos local.

Protocolos de acesso: O armazenamento baseado em arquivos utiliza protocolos específicos para acessar e gerenciar dados, como NFS (Network File System) e SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System).

Esses protocolos permitem que os usuários e aplicativos acessem e manipulem arquivos em um dispositivo de armazenamento em rede como se estivessem armazenados localmente.

Gerenciamento de dados: O gerenciamento de dados no armazenamento baseado em arquivos envolve operações de nível de arquivo, como leitura, gravação, exclusão e movimentação de arquivos.

Os sistemas operacionais e aplicativos interagem diretamente com os arquivos e diretórios armazenados no dispositivo de armazenamento em rede.

Compartilhamento e permissões: O armazenamento baseado em arquivos permite o compartilhamento de diretórios, pastas e arquivos entre usuários e aplicativos, com a capacidade de definir permissões e controlar o acesso aos dados.

Desempenho e escalabilidade: O armazenamento baseado em arquivos geralmente oferece bom desempenho para aplicações que exigem acesso a dados hierárquicos e não estruturados.

No entanto, esse sistema pode enfrentar problemas de escalabilidade e desempenho ao lidar com grandes volumes de dados ou acessos simultâneos.

Quais são as principais aplicações para o armazenamento baseado em arquivos?

O armazenamento baseado em arquivos é adequado para uma variedade de aplicações, principalmente aquelas que exigem uma estrutura hierárquica de diretórios e gerenciamento simples de dados.

Sistemas de Gerenciamento de Conteúdo (CMS): Os CMSs são usados para criar, editar e gerenciar conteúdo digital, como páginas da web e blogs. O armazenamento baseado em arquivos é útil para armazenar arquivos de texto, imagem e outros recursos associados.

Servidores de arquivos e compartilhamento de arquivos: Essas aplicações permitem que os usuários armazenem e compartilhem arquivos em uma rede, facilitando o acesso e a colaboração. O armazenamento baseado em arquivos é ideal para essa finalidade devido à sua estrutura de diretórios e ao gerenciamento de permissões.

Backup e arquivamento: O armazenamento baseado em arquivos é frequentemente usado para criar backups e arquivar dados, devido à sua facilidade de uso e capacidade de organizar e gerenciar arquivos de forma hierárquica.

Estações de trabalho e aplicativos de escritório: Softwares de escritório, como processadores de texto, planilhas e aplicativos de apresentação, armazenam e gerenciam dados em formatos de arquivos. O armazenamento baseado em arquivos é adequado para armazenar e organizar esses arquivos.

Sistemas de controle de versão: Ferramentas como Git e Subversion são usadas para rastrear e gerenciar mudanças em arquivos de código-fonte ao longo do tempo. Esses sistemas geralmente usam armazenamento baseado em arquivos para armazenar os dados e as várias versões dos arquivos.

Armazenamento e transmissão de mídia: Aplicações de streaming de vídeo, áudio e outras mídias também podem usar armazenamento baseado em arquivos para armazenar e gerenciar os arquivos de mídia associados.

Hospedagem de sites e aplicativos da web: O armazenamento baseado em arquivos pode ser usado para armazenar e gerenciar os arquivos e recursos associados a sites e aplicativos da web, como páginas HTML, arquivos CSS, JavaScript e imagens.

Quais são as desvantagens usar sistemas baseados em arquivos?

Gravar dados em arquivos é menos eficiente do que usar sistemas como os orientados ao armazenamento em blocos ou objetos.

Isso ocorre porque, caso um arquivo receba qualquer atualização, talvez ele precise ser reescrito ou reorganizado no disco, o que consome mais tempo e exige maior transferência de dados.

Além disso, os sistemas baseados em arquivos podem ser menos seguros, pois os dados podem ser facilmente corrompidos ou apagados por engano.

Nesses sistemas também é mais difícil de gerenciar grandes volumes de backup, especialmente em aplicações de datacenters e grandes silos de dados.

Outra desvantagem é que um sistema baseado em arquivos também está mais suscetível a problemas de fragmentação, o que afetar o desempenho do ambiente, tornando os acessos mais lentos.

Isso ocorre porque um arquivo pode ser fragmentado em diferentes partes do disco rígido, o que aumenta o tempo necessário para acessar esses dados.

Por fim, qualquer solução baseada em arquivos é menos escalável do que outros sistemas, especialmente quando se trata de serviços de armazenamento em nuvem.

Aplicações locais, estruturadas e de nuvem

Ao escolher o armazenamento baseado em arquivos, você estará investindo em uma tecnologia que proporciona simplicidade e eficiência no gerenciamento de seus dados.

Sua facilidade de uso, organização intuitiva e protocolos de acesso confiáveis fazem dele uma escolha popular para armazenar e gerenciar documentos, mídia e backups, além de facilitar o compartilhamento de arquivos.

Embora esse sistema de armazenamento seja adequado para muitas aplicações locais, nem sempre essa é a melhor opção de armazenamento para aplicações corporativas.

Dispositivos de armazenamento conectados diretamente a um servidor (DAS) geralmente usam a tecnologia de armazenamento baseada em blocos de dados, que é mais eficiente que a tecnologia de arquivos.

O armazenamento baseado em blocos geralmente é mais apropriado para demandas que requerem alto desempenho, baixa latência ou acesso aleatório a dados, como bancos de dados e outros aplicativos corporativos.

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