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¿Es hora de repensar el sistema de archivos tradicional?

Empecemos desde el principio; hay muchos tipos diferentes de sistemas de archivos. Algunos están especializados para diferentes medios de almacenamiento, como el sistema de archivos ISO 9660 para disco óptico, otros para brindar acceso a tipos específicos de dispositivos de almacenamiento conectados en una red, como NFS, CIFS, SMB (Bloque de mensajes del servidor) y más. . Otros traducen o mapean un esquema de metadatos y datos de archivo a un esquema de metadatos y archivos completamente diferente, o participan en el análisis de un archivo a través de medios físicos.

En pocas palabras: hay más en el sistema de archivos tradicional de lo que uno podría suponer, especialmente dadas las referencias un tanto despectivas a los «datos no estructurados» que a menudo se aplican a los archivos de los usuarios. A decir verdad, hay mucha estructura en el sistema de archivos tradicional y mucha complejidad.

Los desarrollos recientes en TI hacen que algunos administradores de almacenamiento y tomadores de decisiones de centros de datos se pregunten si el sistema de archivos en su forma actual sigue siendo realmente el mejor mecanismo para almacenar datos. De hecho, el advenimiento de la computación en la nube, la virtualización y los archivos de «bloque largo», como video, imágenes médicas, datos del genoma humano y otros, han comenzado a plantear preguntas sobre la eficacia de los sistemas de archivos en un futuro no muy lejano.

¿Por qué? Para empezar, la computación en la nube tiende a aplanar la estructura del directorio, llevando muchos archivos diminutos en un solo espacio de nombres para una carga más rápida como interfaces gráficas y más. En algunos casos, una sola página puede tener millones de componentes de archivo, lo que genera la necesidad de mayores velocidades en la operación del sistema de archivos para alimentar datos a las CPU y GPU.

Y, por supuesto, en presencia de potencialmente millones o miles de millones de archivos implementados en el almacenamiento, ahora normalmente medidos en terabyte o petabyte, buscar un solo archivo en un anidamiento de directorios y subdirectorios, y en ubicaciones extendidas en medios representados por extensiones de nodo e inodo, puede ser una tarea mucho más lenta.

Otro gran problema es la naturaleza autodestructiva del sistema de archivos tradicional. La mayoría de los sistemas de archivos aún sobrescriben la última copia válida de un archivo cada vez que guarda una nueva versión del archivo, en lugar de crear un diario de revisiones. Esta fue una elección de diseño deliberada que reflejó una época, hace casi 30 años, en la que el precio por GB de espacio en disco era prohibitivo. Si bien algunos sistemas de archivos ofrecen más opciones para guardar archivos, incluido el registro en diario, no son de uso generalizado.

Por ejemplo, se suponía que el registro en diario proporcionaría una protección contra el espacio de almacenamiento desperdiciado, pero la realidad ha demostrado ser bastante diferente. Las dificultades para comprender el contenido o el contexto empresarial de los archivos creados por los usuarios finales han provocado una pérdida extrema de espacio en los medios de almacenamiento. Según un estudio reciente del Data Management Institute, hasta el 70% de la capacidad de cada disco duro en uso contiene archivos inertes y nunca referenciados, huérfanos, duplicados o de contrabando.

Las tecnologías como la deduplicación han demostrado ayudar a mejorar la eficiencia del uso de la capacidad de almacenamiento, especialmente el desperdicio creado por la duplicación de archivos no intencional y el «espacio en blanco». Muchos sistemas de archivos ahora se están mejorando para incluir la deduplicación como parte del proceso de almacenamiento a nivel del sistema de archivos, pero los esfuerzos iniciales se han realizado a costa del rendimiento del sistema de archivos.

En resumen, hay muchas razones para reconsiderar los sistemas de archivos en su forma actual. Una alternativa es utilizar un marco de referencia diferente para almacenar datos. Un enfoque que actualmente disfruta de algo de tracción es el que han iniciado compañías como Tintri Inc. Tintri sustituye una máquina virtual por un directorio, subdirectorio, volumen o marco de sistema de archivos LUN tradicional, lo que satisface la popularidad actual de la computación basada en hipervisores.

Otro enfoque defendido por Caringo Inc. y una serie de otras empresas de almacenamiento de objetos es sustituir un marco de almacenamiento orientado a objetos por un sistema de archivos tradicional. Este enfoque es especialmente adecuado para la computación en la nube, donde puede ayudar a mejorar las velocidades, las alimentaciones y la utilización del espacio de los sistemas de directorios planos con una miríada de objetos de archivo. Esto también es adecuado para archivos de bloque largos, como videos e imágenes médicas, que no cambian con mucha frecuencia y pueden mejorarse con metadatos descriptivos adicionales para ayudar a buscar y dentro de los contenidos del objeto.

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