IF Notes

Arsitektur dan Konektivitas Penyimpanan

6 min read

Topic

Questions/Cues

Place key questions, terms, concepts, or cues in this left column. Examples:

  • Bagaimana drive terhubung?
  • Peran Host & Device Controller?
  • Apa itu Host-Attached Storage?
  • Apa itu Network-Attached Storage (NAS)?
  • Apa itu Storage Area Network (SAN)?
  • Perbedaan utama NAS vs SAN?
  • Apa itu Storage Array?
  • Kapan menggunakan Object Storage?
  • Karakteristik Object Storage?

Metode Koneksi Penyimpanan

Perangkat penyimpanan terhubung ke komputer melalui berbagai jenis bus dan antarmuka. Beberapa yang paling umum adalah:

  • SATA (Serial ATA): Antarmuka standar untuk menghubungkan HDD dan SSD internal di komputer pribadi dan server.
  • NVMe (via PCIe bus): Antarmuka super cepat yang dirancang khusus untuk SSD modern, memberikan latensi terendah dan throughput tertinggi.
  • USB (Universal Serial Bus): Paling umum untuk menghubungkan perangkat penyimpanan eksternal.
  • Fibre Channel (FC): Protokol jaringan berkecepatan tinggi yang digunakan terutama di lingkungan enterprise untuk membangun Storage Area Network (SAN).

Host & Device Controller

Komunikasi antara komputer dan drive diatur oleh dua jenis kontroler:

  1. Host Controller (atau Host Bus Adapter - HBA): Kumpulan sirkuit di sisi komputer yang mengelola komunikasi melalui bus I/O.
  2. Device Controller: Kumpulan sirkuit di dalam perangkat penyimpanan itu sendiri yang menerima perintah dari host controller dan mengoperasikan mekanisme internal drive untuk mengeksekusi perintah tersebut. Transfer data besar biasanya ditangani oleh DMA (Direct Memory Access) untuk membebaskan CPU.

Akses Penyimpanan

Komputer mengakses penyimpanan dengan tiga cara:

Host-Attached Storage (DAS - Direct-Attached Storage): Ini adalah arsitektur paling sederhana dimana perangkat penyimpanan terhubung langsung ke satu komputer dan tidak dapat diakses secara native oleh komputer lain.

  • Contoh: Hard disk internal di laptop Anda, atau drive USB eksternal yang Anda colokkan.
  • Karakteristik: Sederhana, murah, kinerja tinggi, tetapi sulit untuk dibagikan dan tidak mudah diskalakan.

Network-Attached Storage (NAS): Sebuah perangkat penyimpanan mandiri yang terhubung ke jaringan area lokal (LAN) dan menyediakan akses penyimpanan ke banyak klien di jaringan tersebut.

  • Cara Kerja: NAS pada dasarnya adalah sebuah server file yang disederhanakan. Klien mengaksesnya melalui protokol file standar seperti NFS (untuk Linux/UNIX) atau CIFS/SMB (untuk Windows). Bagi komputer klien, NAS terlihat seperti sebuah shared folder di jaringan.
  • Penggunaan: Ideal untuk berbagi file di rumah atau di kantor kecil/menengah.

Storage Area Network (SAN): Sebuah jaringan terpisah, berkecepatan sangat tinggi, yang didedikasikan khusus untuk menghubungkan server ke perangkat penyimpanan tingkat blok (seperti storage array).

  • Cara Kerja: SAN menggunakan protokol khusus seperti Fibre Channel. Bagi server, penyimpanan di SAN terlihat seolah-olah itu adalah disk lokal yang terpasang langsung, bukan sebagai network share. Ini memungkinkan server untuk memformat dan mengelola penyimpanan tersebut sesuka hati.
  • Penggunaan: Lingkungan enterprise yang membutuhkan kinerja I/O sangat tinggi dan latensi rendah, seperti untuk server database atau virtualisasi skala besar.
  • Storage Array: Sebuah sistem penyimpanan canggih yang terdiri dari banyak drive (bisa ratusan), satu atau lebih kontroler cerdas, memori cache yang besar, dan perangkat lunak untuk menyediakan fitur-fitur canggih seperti RAID, snapshots, replikasi data, dan deduplikasi. Storage array adalah komponen inti dalam sebuah SAN.

Object Storage

Sebuah arsitektur penyimpanan yang berbeda secara fundamental, dirancang untuk data dalam skala sangat besar (petabyte hingga exabyte) dan tidak terstruktur.

  • Konsep: Alih-alih hierarki folder dan file, data disimpan sebagai “objek” dalam sebuah kolam penyimpanan (storage pool) raksasa yang datar. Setiap objek terdiri dari data itu sendiri, metadata yang kaya, dan sebuah ID unik global.
  • Penggunaan: Bukan untuk sistem operasi, tetapi untuk aplikasi skala besar seperti:
    • Penyimpanan cloud (misalnya, Amazon S3, Google Cloud Storage)
    • Penyimpanan konten media sosial (foto Facebook, video TikTok)
    • Backup dan arsip data dalam jumlah masif
    • Analitik Big Data
  • Karakteristik Object Storage:
    • Akses via API: Objek diakses melalui panggilan API (HTTP), bukan dengan me-mount drive.
    • Sangat Skalabel (Horizontal): Kapasitas dapat ditambah hanya dengan menambahkan lebih banyak server (node) ke dalam pool.
    • Ideal untuk Data Statis: Sangat baik untuk data yang ditulis sekali dan banyak dibaca (write-once-read-many), seperti foto, video, dan backup.

Summary

Arsitektur penyimpanan berevolusi dari koneksi langsung (Host-Attached) untuk satu komputer, menjadi akses file bersama melalui jaringan standar dengan NAS, hingga jaringan blok berkinerja tinggi yang terisolasi dengan SAN untuk kebutuhan enterprise. Setiap arsitektur melayani kebutuhan skala dan kinerja yang berbeda. Untuk skala data yang ekstrem dan tidak terstruktur yang ditemukan di cloud dan aplikasi web modern, paradigma yang sama sekali berbeda yaitu Object Storage digunakan, yang menggantikan hierarki file tradisional dengan kolam objek raksasa yang dapat diskalakan secara masif.

Graph View

Backlinks