Este art\u00edculo analiza el almacenamiento persistente independientemente de la plataforma, explorando sus tipos, arquitectura y casos de uso. Tambi\u00e9n proporciona una demostraci\u00f3n pr\u00e1ctica que ilustra la diferencia entre el almacenamiento de volumen y el almacenamiento de volumen persistente en Docker.<\/p>\n
Tipos de Almacenamiento Persistente<\/h2>\n
Existen varios tipos de almacenamiento no vol\u00e1til, como los discos giratorios tradicionales (discos duros o HDD), las unidades de estado s\u00f3lido (SSD), el almacenamiento conectado a la red (NAS) y las redes de \u00e1rea de almacenamiento (SAN).<\/p>\n
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- Los<\/strong> HDD<\/strong> son dispositivos electromec\u00e1nicos de almacenamiento de datos que almacenan y recuperan datos digitales mediante discos giratorios de soporte magn\u00e9tico. Los discos utilizan cabezales magn\u00e9ticos en un brazo actuador m\u00f3vil que lee y escribe datos.<\/li>\n
- Los SSD<\/strong>, a veces llamados dispositivos de almacenamiento semiconductores, dispositivos de estado s\u00f3lido o discos de estado s\u00f3lido, utilizan conjuntos de circuitos integrados para almacenar datos de forma persistente, normalmente utilizando dispositivos flash interconectados que no contienen piezas m\u00f3viles. Su naturaleza estacionaria los hace m\u00e1s r\u00e1pidos y fiables que los HDD.<\/li>\n
- El<\/strong> almacenamiento conectado a red<\/strong> es un grupo de HDD, SSD o ambos, conectados a trav\u00e9s de una red local mediante un sistema de archivos como el Sistema de Archivos de Nueva Tecnolog\u00eda (NTFS) o el cuarto sistema de archivos extendido (EXT4).<\/li>\n
- Las SAN<\/strong> son dispositivos de almacenamiento en red de alta velocidad y a nivel de bloque, como las bibliotecas de cintas o las matrices de discos. Su conexi\u00f3n aparece ante el sistema operativo como almacenamiento local y no es accesible a trav\u00e9s de la red de \u00e1rea local (LAN).<\/li>\n<\/ul>\n\n
Arquitectura del Almacenamiento Persistente<\/h2>\n
Hay tres enfoques del almacenamiento persistente, cada uno con casos de uso y limitaciones \u00fanicos.<\/p>\n
Arquitectura persistente de objetos<\/h3>\n
El enfoque de la arquitectura persistente de objetos utiliza el mapeo objeto-relacional (ORM) para almacenar los datos como objetos en una base de datos relacional o de valores clave. Este enfoque es \u00fatil cuando los datos no tienen un esquema definido, ya que el ORM se encarga de su almacenamiento y recuperaci\u00f3n.<\/p>\n
Arquitectura persistente de bloques<\/h3>\n
La arquitectura persistente de bloques utiliza dispositivos de almacenamiento a nivel de bloque, que son \u00fatiles cuando se almacenan archivos de gran tama\u00f1o. Este enfoque es beneficioso cuando se almacenan grandes cantidades de datos, ya que puedes utilizar varios bloques para aumentar la capacidad de almacenamiento.<\/p>\n
Arquitectura persistente de almac\u00e9n de archivos<\/h3>\n
Como su nombre indica, la arquitectura persistente de almac\u00e9n de archivos utiliza un sistema de archivos para almacenar datos. Un m\u00e9todo consiste en utilizar servidores de bases de datos, que proporcionan una forma centralizada de almacenar datos. Las soluciones de alojamiento en la nube, como las de Kinsta, utilizan servidores de bases de datos<\/a> que se conectan f\u00e1cilmente a las aplicaciones y ofrecen persistencia.<\/p>\n
La arquitectura de almacenamiento persistente es \u00fatil en aplicaciones que requieren la recuperaci\u00f3n frecuente de archivos y cuando necesitas una interfaz para gestionarlos.<\/p>\n
Casos de uso del almacenamiento persistente<\/h3>\n
Esta secci\u00f3n trata algunos de los casos de uso de cada tipo de almacenamiento.<\/p>\n
Almacenamiento persistente de objetos<\/strong><\/h4>\n
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- Almacenamiento en la nube:<\/strong> El almacenamiento persistente de objetos se utiliza habitualmente en las soluciones de almacenamiento en la nube<\/a>\u00a0 para almacenar y recuperar grandes cantidades de datos no estructurados, como im\u00e1genes, v\u00eddeos y documentos. Los proveedores de la nube utilizan el almacenamiento de objetos para ofrecer a los clientes servicios de almacenamiento escalables, de alta disponibilidad y duraderos.<\/li>\n
- An\u00e1lisis de big data:<\/strong> El almacenamiento persistente de objetos se utiliza en la anal\u00edtica de big data para almacenar y gestionar grandes conjuntos de datos utilizados a menudo para el an\u00e1lisis de datos, el aprendizaje autom\u00e1tico y la IA. El almacenamiento de objetos permite acceder a los datos de forma r\u00e1pida y eficaz, lo que lo convierte en un componente clave de las arquitecturas de big data.<\/li>\n
- Redes de distribuci\u00f3n de contenidos:<\/strong> El almacenamiento persistente de objetos se utiliza en las redes de distribuci\u00f3n de contenidos<\/a>\u00a0(CDN) para almacenar y distribuir contenidos, como im\u00e1genes, v\u00eddeos y archivos est\u00e1ticos, a trav\u00e9s de una red global de servidores. El almacenamiento de objetos permite a las CDN entregar contenidos de alta velocidad a usuarios de todo el mundo, independientemente de su ubicaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n
Almacenamiento persistente en bloque<\/strong><\/h4>\n
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- Inform\u00e1tica de alto rendimiento (HPC)<\/strong>: Los entornos HPC procesan de forma r\u00e1pida y eficiente vol\u00famenes considerables de datos. El almacenamiento persistente en bloque permite a los clusters de HPC almacenar y recuperar grandes conjuntos de datos, como simulaciones cient\u00edficas, modelos meteorol\u00f3gicos y an\u00e1lisis financieros. A menudo se prefiere el almacenamiento en bloque para la HPC porque proporciona un acceso de alto rendimiento y baja latencia a los datos, y permite operaciones paralelas de entrada\/salida (E\/S), que pueden mejorar significativamente los tiempos de procesamiento.<\/li>\n
- Edici\u00f3n de v\u00eddeo:<\/strong> Las aplicaciones de edici\u00f3n de v\u00eddeo requieren un acceso de alto rendimiento y baja latencia a grandes archivos de v\u00eddeo. Tambi\u00e9n deben acomodar un n\u00famero significativo de operaciones de E\/S por segundo y baja latencia para renderizar y editar archivos de v\u00eddeo en tiempo real. El almacenamiento en bloque proporciona estas capacidades, por lo que es una soluci\u00f3n ideal para los flujos de trabajo de edici\u00f3n de v\u00eddeo.<\/li>\n
- Juegos:<\/strong> Las aplicaciones de juegos tambi\u00e9n exigen alto rendimiento y baja latencia para acceder a los activos del juego y a los datos de los jugadores. El almacenamiento en bloque almacena y recupera r\u00e1pidamente grandes cantidades de datos, garantizando que los entornos de juego se carguen r\u00e1pidamente y sigan respondiendo durante la partida.<\/li>\n<\/ul>\n
Almacenamiento persistente Filestore<\/strong><\/h4>\n
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- Medios de comunicaci\u00f3n y entretenimiento:<\/strong> Las aplicaciones de edici\u00f3n de v\u00eddeo, animaci\u00f3n y renderizado suelen utilizar almacenamiento persistente. Estas aplicaciones requieren un acceso de alto rendimiento y baja latencia a archivos multimedia de gran tama\u00f1o, como v\u00eddeo, audio e im\u00e1genes. Filestore proporciona un sistema de archivos compartido al que pueden acceder varios clientes, lo que lo convierte en una soluci\u00f3n de almacenamiento ideal para estas aplicaciones.<\/li>\n
- Gesti\u00f3n de contenidos web:<\/strong> Los sistemas de gesti\u00f3n de contenidos web <\/a> (CMS) utilizan el almacenamiento persistente de Filestore en sistemas de archivos compartidos para almacenar y gestionar contenidos de sitios web, como texto, im\u00e1genes y archivos multimedia. Filestore proporciona una ubicaci\u00f3n central para el contenido del sitio web, facilitando su gesti\u00f3n y actualizaci\u00f3n. Tambi\u00e9n permite que varios usuarios trabajen simult\u00e1neamente en el mismo contenido, mejorando la colaboraci\u00f3n y la productividad.<\/li>\n<\/ul>\n
Almacenamiento Persistente en Contenedores<\/h2>\n
Los contenedores son ligeros, port\u00e1tiles, seguros y sencillos, y ofrecen una fusi\u00f3n entre distintas aplicaciones. Deben tener un mecanismo para persistir los datos entre reinicios y eliminaciones del contenedor. Los contenedores tienen almacenamiento de archivos o un sistema de archivos como las aplicaciones tradicionales, pero cada vez que los reconstruyes con nuevos cambios, pierdes todos los datos no persistentes.<\/p>\n
Por eso los contenedores ofrecen la opci\u00f3n de incluir un volumen de almacenamiento o montar un volumen de almacenamiento. Los contenedores tratan los vol\u00famenes de almacenamiento como un directorio. Cualquier dato escrito en el volumen va al sistema de archivos del contenedor.<\/p>\n
El almacenamiento persistente para contenedores debe funcionar de este modo porque al reiniciar un contenedor se crea una nueva instancia y se descarta la antigua. Si un contenedor no tiene una visi\u00f3n consistente de los datos, \u00e9stos desaparecer\u00e1n cuando se reinicie el contenedor. Un volumen de almacenamiento conserva los datos a trav\u00e9s de las sesiones y los reinicios del contenedor, permitiendo que \u00e9ste mantenga su estado aunque se mueva o se reinicie.<\/p>\n
Volumen vs Volumen Persistente<\/h3>\n
Los contenedores ofrecen 2 formas de almacenar datos persistentes: mediante vol\u00famenes y mediante vol\u00famenes persistentes. Hay una diferencia significativa entre ellos. Un contenedor gestiona los datos almacenados en vol\u00famenes. Cuando detienes un contenedor, los datos permanecen y est\u00e1n disponibles cuando reinicias el contenedor. Sin embargo, cuando borras o eliminas un contenedor, los datos se pierden, ya que tambi\u00e9n borras el almacenamiento en volumen subyacente.<\/p>\n
El almacenamiento de volumen persistente o bind mounts es una forma de almacenar los datos fuera del sistema de archivos del contenedor. De esta forma, los datos no se pierden aunque borres el contenedor. Son persistentes hasta que se borran manualmente.<\/p>\n
La siguiente secci\u00f3n muestra ambos tipos de volumen con ejemplos.<\/p>\n
Demostraci\u00f3n de Almacenamiento Persistente en Contenedores<\/h2>\n
Hemos creado una peque\u00f1a aplicaci\u00f3n web para demostrar el almacenamiento persistente con contenedores Docker<\/a>. Puedes seguirla instalando Docker y utilizando el c\u00f3digo de este repositorio de GitHub<\/a>.<\/p>\n
La aplicaci\u00f3n es un formulario elemental con 2 campos para la entrada del usuario:<\/p>\n
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- T\u00edtulo<\/li>\n
- Texto del documento<\/li>\n<\/ul>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-gui-interface.png\")
GUI de la aplicaci\u00f3n de demostraci\u00f3n con los campos T\u00edtulo<\/strong> y Texto<\/strong> del<\/strong> documento<\/strong>.<\/figcaption><\/figure>\n Una vez guardada la entrada del usuario, puedes acceder a ella abriendo el archivo en el directorio de respuesta<\/strong> con el nombre proporcionado en el campo T\u00edtulo<\/strong>. La entrada del campo Texto del Documento<\/strong> es el contenido del archivo.<\/p>\n
C\u00f3mo utilizar el Almacenamiento en Volumen<\/h3>\n
Una vez que hayas instalado la aplicaci\u00f3n en tu propia m\u00e1quina, puede utilizar el almacenamiento por volumen como se muestra en el archivo Dockerfile<\/strong>.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-dockerfile-content.png\")
Dockerfile mostrando el uso del almacenamiento en volumen.<\/figcaption><\/figure>\n Ahora, construye la imagen y ejecuta el contenedor. Para ello, ejecuta los siguientes comandos.<\/p>\n
docker build -t feedback-node:volumes .\ndocker run -d -p 3000:80 --name feedback-app feedback-node:volumes<\/code><\/pre>\n![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-docker-build-command.png\")
Construir la aplicaci\u00f3n con almacenamiento en volumen.<\/figcaption><\/figure>\n ![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-docker-run-command.png\")
Ejecutar el contenedor muestra que est\u00e1 gestionando el almacenamiento en volumen.<\/figcaption><\/figure>\n Una vez que se ejecute la aplicaci\u00f3n, navega a localhost:3000 para enviar comentarios.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-saving-form-data.png\")
Enviando comentarios a la aplicaci\u00f3n.<\/figcaption><\/figure>\n Haz clic en Guardar<\/strong> y navega a localhost:3000\/feedback\/test.txt<\/strong> para ver si la entrada se ha almacenado correctamente o no.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-confirming-stored-data.png\")
Confirmada la respuesta correcta.<\/figcaption><\/figure>\n Elimina y reinicia el contenedor para ver si la entrada persiste.<\/p>\n
docker stop feedback-app\ndocker start feedback-app<\/code><\/pre>\nSi ahora visitas la misma URL, ver\u00e1s que la respuesta sigue ah\u00ed. Pero, \u00bfqu\u00e9 ocurre si eliminas el contenedor y lo reinicias?<\/p>\n
docker stop feedback-app\ndocker rm feedback-app\ndocker run -d -p 3000:80 --name feedback-app feedback-node:volumes<\/code><\/pre>\nUna vez reiniciado, si vuelves a esa URL<\/a>, ya no existe porque los datos se perdieron cuando eliminaste el contenedor. Los datos de volumen s\u00f3lo persisten cuando se detiene el contenedor, no cuando se elimina.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-data-not-available.png\")
Los datos de retroalimentaci\u00f3n se han perdido.<\/figcaption><\/figure>\n Para mitigar este problema y que los datos persistan incluso cuando eliminas el contenedor, debes utilizar un almacenamiento de volumen persistente o un almacenamiento con nombre. En primer lugar, debes limpiar los contenedores y las im\u00e1genes.<\/p>\n
docker stop feedback-app\ndocker rm feedback-app\ndocker rmi feedback-node:volumes<\/code><\/pre>\nC\u00f3mo utilizar el almacenamiento de volumen persistente<\/h3>\n
Antes de probarlo, debes eliminar el atributo VOLUMEN del archivo Dockerfile y reconstruir la imagen.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-editing-docker-file.png\")
Actualiza el Dockerfile para eliminar el atributo VOLUMEN.<\/figcaption><\/figure>\n docker build -t feedback-node:volumes .\ndocker run -d -p 3000:80 --name feedback-app -v feedback:\/app\/feedback feedback-node:volumes<\/code><\/pre>\nComo puedes ver, en el segundo comando, utilizas la bandera
-v<\/code> para definir el volumen persistente fuera del contenedor, que persiste incluso cuando eliminas el contenedor.<\/p>\nComo en el paso anterior, prueba a a\u00f1adir la retroalimentaci\u00f3n y accede a ella una vez que detengas, elimines y reinicies el contenedor.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-test-external-volume.png\")
A\u00f1adir nueva retroalimentaci\u00f3n para una prueba de persistencia.<\/figcaption><\/figure>\n docker stop feedback-app\ndocker rm feedback-app\ndocker run -d -p 3000:80 --name feedback-app -v feedback:\/app\/feedback feedback-node:volumes<\/code><\/pre>\nComo ves, incluso despu\u00e9s de parar y quitar el contenedor, los datos son accesibles y permanecen.<\/p>\n
![\"Screenshot:](\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/persistent-storage-demo-confirm-external-volume-data.png\")
Despu\u00e9s de parar y quitar el contenedor, los datos permanecen.<\/figcaption><\/figure>\n\n Resumen<\/h2>\n
El almacenamiento persistente es vital para las aplicaciones en contenedores porque permite persistir los datos fuera del ciclo de vida de un contenedor. Los 2 tipos principales de almacenamiento persistente para aplicaciones en contenedores son los vol\u00famenes y los montajes bind, cada uno con sus ventajas y casos de uso.<\/p>\n
Los vol\u00famenes se almacenan dentro del sistema de archivos del contenedor, mientras que los montajes de enlace son directamente accesibles en la m\u00e1quina del host.<\/p>\n
El almacenamiento persistente permite compartir datos entre contenedores, haciendo posible construir aplicaciones complejas de varios niveles. El almacenamiento persistente es esencial para garantizar la estabilidad y continuidad de las aplicaciones en contenedores, proporcionando una forma fiable y flexible de almacenar datos cruciales.<\/p>\n
\u00bfEst\u00e1s desarrollando una aplicaci\u00f3n que requiere almacenamiento persistente? Explora nuestra biblioteca de ejemplos de inicio r\u00e1pido<\/a> para ver c\u00f3mo implementar tu aplicaci\u00f3n en Kinsta desde alojamientos Git como GitHub, GitLab y Bitbucket<\/a>.<\/p>\n
- Gesti\u00f3n de contenidos web:<\/strong> Los sistemas de gesti\u00f3n de contenidos web <\/a> (CMS) utilizan el almacenamiento persistente de Filestore en sistemas de archivos compartidos para almacenar y gestionar contenidos de sitios web, como texto, im\u00e1genes y archivos multimedia. Filestore proporciona una ubicaci\u00f3n central para el contenido del sitio web, facilitando su gesti\u00f3n y actualizaci\u00f3n. Tambi\u00e9n permite que varios usuarios trabajen simult\u00e1neamente en el mismo contenido, mejorando la colaboraci\u00f3n y la productividad.<\/li>\n<\/ul>\n
- Edici\u00f3n de v\u00eddeo:<\/strong> Las aplicaciones de edici\u00f3n de v\u00eddeo requieren un acceso de alto rendimiento y baja latencia a grandes archivos de v\u00eddeo. Tambi\u00e9n deben acomodar un n\u00famero significativo de operaciones de E\/S por segundo y baja latencia para renderizar y editar archivos de v\u00eddeo en tiempo real. El almacenamiento en bloque proporciona estas capacidades, por lo que es una soluci\u00f3n ideal para los flujos de trabajo de edici\u00f3n de v\u00eddeo.<\/li>\n
- An\u00e1lisis de big data:<\/strong> El almacenamiento persistente de objetos se utiliza en la anal\u00edtica de big data para almacenar y gestionar grandes conjuntos de datos utilizados a menudo para el an\u00e1lisis de datos, el aprendizaje autom\u00e1tico y la IA. El almacenamiento de objetos permite acceder a los datos de forma r\u00e1pida y eficaz, lo que lo convierte en un componente clave de las arquitecturas de big data.<\/li>\n
- Los SSD<\/strong>, a veces llamados dispositivos de almacenamiento semiconductores, dispositivos de estado s\u00f3lido o discos de estado s\u00f3lido, utilizan conjuntos de circuitos integrados para almacenar datos de forma persistente, normalmente utilizando dispositivos flash interconectados que no contienen piezas m\u00f3viles. Su naturaleza estacionaria los hace m\u00e1s r\u00e1pidos y fiables que los HDD.<\/li>\n