前言

块存储——在计算机技术中（特别是数据传输和数据存储），块是一段标准长度（块大小）的字节或比特。数据块是数据库管理储存的最小单元，是构成数据库区间的单位。在处理计算机程序产生的数据流时，块化数据可以简化处理过程。一般情况下，一次会读取一个完整的块。像磁带、旋转介质如软盘、硬盘、光盘和NAND闪存存储数据时，块化数据几乎是唯一的选择。
大多数文件系统都是基于块设备，即访问规定数据块的硬件抽象层。有时文件系统中的块大小可能是物理块大小的几倍。传统文件系统中，单个块可能只包含单个文件的一部分。但由于文件长度通常不是块大小的整数倍，这样文件的最后一块不会完全填满，由此产生的内部碎片会导致空间利用率不高。因此会有松散空间（slack space），平均每个文件半块。一些较新的文件系统会用子块分配和尾部合并技术解决它。。

块存储的底层——块存储由文件系统或数据库管理系统（DBMS）抽象出来，提供给应用程序或最终用户使用。物理或逻辑卷可以通过块I/O访问，背后可能是通过SCSI或光纤通道直接连接服务器的内部设备，或通过iSCSI、AoE等协议访问存储区域网络（SAN）的远程设备。数据库管理系统通常使用自己的块I/O，以在DBMS的文件系统之上提高性能和可恢复性。虽然最终在存储介质上落盘都是以块存储的方式，但是在用户界面上的体现则有所不同，大体上可以分为三类：块存储（EVS）、文件存储（SFS）和对象存储（OBS）。

三种存储的区别是面向的使用用户不同：

块存储的用户是可以进行读写块设备的系统软件，例如传统的文件系统或者是数据库
文件存储的用户是人
对象存储，没有总数据容量和对象/文件数量的限制，为用户提供了超大存储容量的能力，适合存放任意类型的文件，适合普通用户、网站、企业和开发者使用。

对比维度	EVS	OBS	SFS
概念	可以为云服务提供高可靠、高性能、规格丰富并且可弹性扩展的块存储服务，可以满足不同场景的业务需求。云硬盘类似于PC中的硬盘	提供海量、安全、高可靠、低成本的数据存储能力，可供用户存储任意类型和大小的数据	提供按需扩展的高性能文件存储，可为云上多个云服务器提供共享访问。弹性文件服务类似Windows或Linux中的远程目录
存储数据的逻辑	存放的是二进制数据，无法直接存放文件，如果需要存放文件，需要先格式化文件系统后使用	存放的是对象，可以直接存放文件，文件会自动产生对应的系统元数据，用户也可以自定义文件的元数据	存放的是文件，会以文件和文件夹的层次结构来整理和呈现数据
访问方式	只能在ECS/BMS中挂载使用，不能被操作系统应用直接访问，需要格式化成文件系统进行访问	可以通过互联网或专线访问。需要指定桶地址进行访问，使用的是HTTP和HTTPS等传输协议	在云服务器中挂载使用。需要指定网络地址进行访问，也可以将网络地址变为本地目录进行访问，使用的是NFS和CIFS的网络文件系统协议
使用场景	如高性能计算、企业核心集群应用、企业应用系统和开发测试	大数据分析、静态网站托管、在线视频点播、基因测序和智能视频监控	高性能计算、媒体处理、文件共享、内容管理和Web服务等

文章目录

前言
一、云硬盘（EVS）
- 1.1 EVS（Elastic Volume Service）概念
- 1.2 EVS的架构
- 1.3 EVS的四大优势
- 1.4 EVS的功能特性
- - 1.4.1 云硬盘三副本技术
  - 1.4.2 云硬盘备份和快照的区别
- 1.5 EVS磁盘类型和应用场景
- 1.6 EVS关键参数
- 1.7 EVS磁盘模式
二、对象存储服务（OBS）
- 2.1 存储的简介
- 2.2 OBS架构及相关概念
- 2.3 OBS存储类别
- 2.4 OBS的关键功能
三、弹性文件服务（SFS）
- 3.1 SFS产品架构
- 3.2 SFS常用概念
- 3.3 SFS常用操作
四、云备份服务（CBR）
- 4.1 CBR架构
- - 4.1.1 备份存储库
  - 4.1.2 复制存储库
  - 4.1.3 备份策略
- 4.2 CBR备份机制
- 4.3 CBR备份类型
- 4.4 CBR备份方式
- 4.5 CBR与其他云服务的关系

一、云硬盘（EVS）

1.1 EVS（Elastic Volume Service）概念

云硬盘（Elastic Volume Service，EVS）可以为云服务器提供高可靠、高性能、规格丰富并且可弹性扩展的块存储服务，可满足不同场景的业务需求，适用于分布式文件系统、开发测试、数据仓库以及高性能计算等场景。云服务器包括弹性云服务器和裸金属服务器，云硬盘简称为磁盘。

云硬盘类似于我们家用电脑中的硬盘，但是区别在于云硬盘通过网络连接至云主机上的虚拟机，即解耦了计算和存储，不再对其进行强绑定。

云硬盘需要挂载至云服务器使用，无法单独使用。用户可以对已挂载的云硬盘执行初始化、创建文件系统等操作，并且把数据持久化存储在云硬盘上。

1.2 EVS的架构

云硬盘可以挂载至弹性云服务器或裸金属服务器提供存储服务。对于云硬盘里面的数据，我们可以通过备份服务或者是快照服务来进行数据的可用性保障。
云硬盘一般可分为系统盘和数据盘。对于系统盘我们可以直接使用备份或者是快照创建云主机，对于数据盘我们可以使用备份或快照恢复数据。

1.3 EVS的四大优势

规格丰富：EVS提供多种规格的云硬盘，可挂载至云服务器用作数据盘和系统盘，用户可以根据业务需求及预算选择合适的云硬盘。
弹性扩展：可以创建的单个云硬盘最小容量为10GB，最大容量为32TB，即10GB≤云硬盘容量≤ 32TB。若已有的云硬盘容量不足以满足业务增长对数据存储空间的需求，用户可以根据需求进行扩容，最小扩容步长为1GB，单个云硬盘最大可扩容至32TB。同时支持平滑扩容，无需暂停业务。扩容云硬盘时还会受容量总配额影响，系统会显示当前的剩余容量配额，新扩容的容量不能超过剩余容量配额。用户可以申请足够的配额满足业务需求。
安全可靠：系统盘和数据盘均支持数据加密，保护数据安全。云硬盘支持备份、快照等数据备份保护功能，为存储在云硬盘中的数据提供可靠保障，防止应用异常、黑客攻击等情况造成的数据错误。
实时监控：配合云监控（Cloud Eye），帮助用户随时掌握云硬盘健康状态，了解云硬盘运行状况。

1.4 EVS的功能特性

创建云硬盘
挂载云硬盘至云服务器，挂载云硬盘大多数指的是挂载数据盘。普通云硬盘在挂载、格式化文件系统之后，就可以使用。但是挂载共享云硬盘时，挂载的云主机必须与共享云硬盘位于同一个可用区。同一个区域、每一个可用区是一个共享资源设施。建立网络存储这样的一个资源集合，如果我们跨数据中心机房部署云硬盘和云主机，不仅要考虑网络延时的使用问题，而且两个可用区任何一个出现问题都会造成数据丢失，因此云服务器和共享云硬盘不可跨可用区。共享云硬盘同时或者先后挂载的多台云服务器只能为Windows或Linux操作系统中的一种，Windows上挂载的硬盘格式为NTFS文件系统，Linux上为EXT3、EXT4或者XFS，共享云硬盘中不能同时存在两种不同类型的文件系统。
卸载云硬盘，云硬盘挂载至云服务器时，状态为正在使用。当需要执行的某些操作（例如，快照回滚数据）要求云硬盘状态为可用时，需要将EVS从云服务器卸载。当卸载系统盘时，仅在挂载该磁盘的云服务器处于“关机”状态，才可以卸载磁盘，运行状态的云服务器需要先关机然后再卸载相应的磁盘。当卸载数据盘时，可以在挂载该磁盘的云服务器处于“关机”或“运行中”状态进行卸载。
扩容云硬盘，当云硬盘空间不足时，有两种扩容方式：申请一块新的云硬盘，并挂载给云服务器；扩容原有云硬盘空间，系统盘和数据盘均支持扩容。注意，我们需要把扩容的空间扩展到系统中；对于新添加的硬盘我们需要进行格式化文件系统创建或者扩容到原有的分区中。
创建云硬盘备份，用户可以通过云备份为云硬盘创建在线备份，无需关闭云服务器。可通过任意时刻的备份恢复数据，以保证用户数据正确性和安全性。云硬盘的存储系统采用三副本机制来保证数据的可靠性，每一个数据库被复制为3个副本，然后按照一定的分布式存储算法将这些副本保存在集群中的不同节点上。
创建云硬盘快照
删除云硬盘数据
恢复云硬盘数据
删除云硬盘
查询云硬盘

1.4.1 云硬盘三副本技术

特点：

存储系统自动确保3个数据副本分布在不同服务器的不同物理磁盘上，单个硬件设备的故障不会影响业务。
存储系统确保3个数据副本之间的数据强一致性。

三副本机制确保数据一致性：

写入数据时，同时在3个副本执行写入操作当应用写入数据时，存储系统会同步对3个副本执行写入数据的操作，并且只有当多个副本的数据都写入完成时，才会向应用返回数据写入成功的响应。
读取数据失败时，自动修复损坏的副本当应用读数据失败时，存储系统会判断错误类型。如果是物理磁盘扇区读取错误，则存储系统会自动从其他节点保存的副本中读取数据，然后在物理磁盘扇区错误的节点上重新写入数据，从而保证数据副本总数不减少以及副本数据一致性。

1.4.2 云硬盘备份和快照的区别

备份是独立于云硬盘存储的，存储在对象存储（OBS）中，因此云硬盘故障的时候是不会影响到备份数据。快照是与云硬盘通过关联进行同存储的。在数据同步方面，二者都是保存指定时刻的数据；在删除云硬盘时，备份的数据不会一同删除而快照数据是一同删除的。在业务恢复方面，备份由于数据搬迁会耗费一定的时间，创建快照和回滚快照数据的速度比备份快。但是备份由于存储在OBS存储中，它的数据存储的持久性要比快照高。
云硬盘备份以及快照为存储在云硬盘中的数据提供冗余备份，确保高可靠性，二者区别如下表：

注意：备份和快照的原理上的区别，备份是将数据在不同于云硬盘的存储系统中另存一份，快照是建立一种与数据的关联关系。因此，备份由于数据搬迁会耗费一定的时间，创建快照和回滚快照数据的速度比备份快。

1.5 EVS磁盘类型和应用场景

指标的含义：

IOPS，云硬盘每秒读写操作的次数
吞吐量，云硬盘每秒成功传送的数据量及读取和写入的数据量
IO读写延迟，云硬盘连续两次进行读写操作所需要的最小间隔

1.6 EVS关键参数

可用区，云硬盘只能挂载至同一可用区的云服务器上，可用区在云硬盘创建完成之后不支持修改参数。因此需要确认云硬盘和云主机是否在同一个可用区。一般我们单独申请的云硬盘是作为数据盘使用的，而系统盘在申请云主机时就已经申请好了，系统盘和云主机一定是在同一个可用区中。
共享盘，共享云硬盘最多支持同时挂载到16台云主机上

1.7 EVS磁盘模式

VBD：云硬盘的磁盘模式默认为VBD类型。VBD类型的云硬盘只支持简单的SCSI读写命令。
SCSI：SCSI类型的云硬盘支持SCSI指令透传，允许云服务器操作系统直接访问底层存储介质。除了简单的SCSI读写命令，SCSI类型的云硬盘还可以支持更高级的SCSI命令。

注意：（裸金属服务器）BMS仅支持使用SCSI云硬盘，用作系统盘和数据盘。

*SCSI共享云硬盘：一种支持多个云服务器并发读写访问的数据块级存储设备，具备多挂载点、高并发性、高性能和高可靠性等特点。主要应用于需要支持集群、HA（High Available，高可用集群）能力的关键企业应用场景，多个云服务器可同时访问一个共享云硬盘。

注意：当用户使用共享云硬盘时，需要结合分布式文件系统或者集群软件使用。SCSI模式具有锁机制，因此使用共享云硬盘时，建议使用SCSI模式。

二、对象存储服务（OBS）

对象存储服务（Object Storage Service，OBS）是一个基于对象的海量存储服务。

2.1 存储的简介

把存储介质上的数据组织成目录、子目录和文件这种形式结构，从中查找、添加、修改和删除文件等操作以便维护该结构的程序，被称为文件系统。传统的文件系统直接访问数据存储的硬件介质，介质无法关心这些数据的组织方式和结构，因此使用的是最简单粗暴的组织方式，即把所有的数据按照固定的大小分块，每一块赋予一个用于寻址的编号。例如：机械硬盘的一块就是一个扇区，老式硬盘使用柱面磁头和扇区号组成的编号进行寻址，而现代的硬盘使用逻辑块编号进行寻址（LBA），所以硬盘又被称之为块设备。对象存储其实是介于块存储和文件存储之间。文件存储的树状结构以及访问路径的方式，虽然方便人类理解和访问，但是对于应用程序而言，需要把路径进行分解，逐级向下查找，容易浪费计算机性能。块存储是排它的，服务器上某个逻辑块被一个客户端挂载之后，其他客户端便无法进行访问。为了解决两种存储的弊端，使用一个统一的底层存储系统管理这些文件和底层介质的组织结构，然后给每一个文件一个唯一的标识，存储系统可以高效的组织和管理这些标识以及对应的块（数据），这种方式就是对象存储。

2.2 OBS架构及相关概念

对象，是OBS中数据存储的基本单位，一个对象实际是一个文件的数据与其相关属性信息（元数据）的集合体。用户上传至OBS的数据都以对象的形式保存在桶中。
桶，是OBS中存储对象的容器。对象存储提供了基于桶和对象的扁平化存储方式，桶中的所有对象都处于同一逻辑层级，去除了文件系统中的多层级树形目录结构。每个桶都有自身的存储类别、访问权限和所属区域等属性。用户可以在不同区域创建不同存储类别（标准存储、低频访问存储和归档存储）和访问权限的桶，并配置不同的高级属性来满足对于不同场景的存储诉求。
AK和SK，用于鉴别身份。您通过客户端向OBS发送请求时，客户端发送的头域需要包含签名信息，该签名信息由SK、请求时间、请求类型等计算生成。
区域，用于选择可用区。

对象即一个文件的数据与其相关属性信息的集合体，包括Key、Metadata、Data三部分：

Key：键值，即对象的名称，为经过UTF-8编码的长度大于0且不超过1024的字符序列。一个桶里的每个对象必须拥有唯一的对象键值。
Metadata：元数据，即对象的描述信息，包括系统元数据和用户元数据，这些元数据以键值对（Key-Value）的形式被上传到OBS中。系统元数据由OBS自动产生，在处理对象数据时使用，包括Date，Content-length，Last-modify，Content-MD5等。用户元数据由用户在上传对象时指定，是用户自定义的对象描述信息。
Data：数据，即文件的数据内容。

2.3 OBS存储类别

OBS提供了三种存储类别：标准存储、低频访问存储、归档存储，从而满足客户业务对存储性能、成本的不同诉求。

标准存储访问时延低和吞吐量高，因而适用于有大量热点文件（平均一个月多次）或小文件（小于1MB），且需要频繁访问数据的业务场景，例如：大数据、移动应用、热点视频、社交图片等场景。
低频访问存储适用于不频繁访问（平均一年少于12次）但在需要时也要求快速访问数据的业务场景，例如：文件同步/共享、企业备份等场景。与标准存储相比，低频访问存储有相同的数据持久性、吞吐量以及访问时延，且成本较低，但是可用性略低于标准存储。
归档存储适用于很少访问（平均一年访问一次）数据的业务场景，例如：数据归档、长期备份等场景。归档存储安全、持久且成本极低，可以用来替代磁带库。为了保持成本低廉，数据取回时间可能长达数分钟到数小时不等。

2.4 OBS的关键功能

服务端加密
生命周期管理：指通过配置指定的规则，实现定时删除桶中的对象或者定时转换对象的存储类别。
静态网站托管
跨域资源共享
防盗链
事件通知
桶标签
跨区域复制：指通过创建跨区域复制规则，在同一个账号下，将一个桶中的数据自动、异步地复制到不同区域的另外一个桶中。为用户提供跨区域数据容灾的能力，满足用户数据复制到异地进行备份的需求。
多版本控制

三、弹性文件服务（SFS）

弹性文件服务（Scalable File Service，SFS）提供按需扩展的高性能文件存储（NAS），可以为云上多个弹性云服务器（ECS），容器（CCE）和裸金属服务器（BMS）提供共享访问。

3.1 SFS产品架构

与传统的文件共享存储相比，弹性文件服务具有以下优势：

文件共享，同一区域跨多个可用区的云服务器可以访问同一文件系统，实现多台云服务器共同访问和分享文件。
弹性扩展，弹性文件服务可以根据您的使用需求，在不中断应用的情况下，增加或者缩减文件系统的容量。一键式操作，轻松完成您的容量定制。
高性能、高可靠性，性能随容量增加而提升，同时保障数据的高持久度，满足业务增长需求。
无缝集成，弹性文件服务支持NFS，通过标准协议访问数据，无缝适配主流应用程序进行数据读写。
操作简单、低成本，操作界面简单易用，您可轻松快捷地创建和管理文件系统。并根据使用的存储容量按需付费，有效降低成本。

3.2 SFS常用概念

SFS文件系统通过标准的NFS协议和CIFS协议为客户提供文件存储服务，用于网络文件远程访问，用户通过管理控制台创建共享路径后，即可在多个云服务器上进行挂载，并通过标准的POSIX接口对文件系统进行访问。

NFS（Network File System），即网络文件系统。一种使用于分散式文件系统的协议，通过网络让不同的机器、不同的操作系统能够彼此分享数据。
CIFS（Common Internet File System），通用Internet文件系统，是一种网络文件系统访问协议。CIFS是公共的或开放的SMB协议版本，由微软公司使用，它使程序可以访问远程Internet计算机上的文件并要求此计算机提供服务。通过CIFS协议，可实现Windows系统主机之间的网络文件共享。
POSIX（Portable Operating System Interface），可移植操作系统接口
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），动态主机配置协议
AZ（Availability Zone），可用分区是同一服务区内，电力和网络互相独立的地理区域，一般是一个独立的物理机房，这样可以保证可用分区的独立性。一个地域内有多个可用分区，一个可用分区发生故障后不会影响同一地域内的其它可用分区，可用分区间通过内网访问。云服务器可在同一地域内跨多AZ共享一个文件系统。

3.3 SFS常用操作

创建文件系统，可创建SFS和SFS Turbo两种不同类型的文件系统。
挂载文件系统到云服务器，创建文件系统之后，需要使用云服务器来挂载该文件系统，以实现多个云服务器共享使用文件系统。
管理VPC，支持对SFS文件系统配置多个VPC，使其归属于不同VPC的云服务器，只要所属的VPC被添加到文件系统的VPC列表下，或云服务器被添加到VPC的授权地址中，则实际上归属于不同VPC的云服务器也能共享访问同一个文件系统。
创建加密文件系统
删除文件系统

四、云备份服务（CBR）

云备份（Cloud Backup and Recovery）为云内的弹性云服务器、裸金属服务器、云硬盘、SFS Turbo文件系统和云下VMware虚拟化环境，提供简单易用的备份服务，可将数据恢复到任意备份点。

4.1 CBR架构

云备份由备份、存储库和备份策略组成。

备份：备份即一个备份对象执行一次备份任务产生的备份数据，包括备份对象恢复所需要的全部数据。云备份产生的备份可以分为四种类型：云硬盘备份、云服务器备份、文件系统备份、混合云备份。
存储库：云备份使用存储库来存放备份。创建备份前，需要先创建至少一个存储库，并将服务器或磁盘绑定至存储库。服务器或磁盘产生的备份则会存放至绑定的存储库中。存储库分为备份存储库和复制存储库两种。备份存储库用于存放备份对象产生的备份，复制存储库用于存放复制操作产生的备份。不同类型的备份对象产生的备份需要存放在不同类型的存储库中。
备份策略：需要对备份对象执行自动备份操作时，可以设置备份策略。通过在策略中设置备份任务执行的时间、周期以及备份数据的保留规则，将备份存储库绑定到备份策略，可以为存储库执行自动备份。

4.1.1 备份存储库

备份存储库是存放服务器和磁盘产生的备份副本的容器，备份存储库同时又分为四种。

云服务器备份存储库：分为两种规格，一种为仅存放普通备份的服务器备份存储库；一种为仅存放含有数据库的服务器产生的数据库备份的存储库。可以将服务器绑定至存储库并绑定自动备份或复制策略，支持将存储库中的备份复制至其他区域的复制存储库中，支持利用备份数据恢复服务器数据。
云硬盘备份存储库：仅存放磁盘备份，可以将磁盘绑定至存储库并绑定备份策略。
文件系统备份存储库：仅存放SFS Turbo文件系统备份，可以将文件系统绑定至存储库并绑定备份策略。
混合云备份存储库：仅存放线下备份软件OceanStorBCManager以及VMware虚拟机同步至云备份的备份数据，可以将备份复制至其他区域的复制存储库中，将备份数据恢复至其他服务器中。

4.1.2 复制存储库

复制存储库只能存放复制操作产生的备份，且由复制操作产生的备份不允许再次复制。云服务器备份的复制存储库也分为服务器备份和数据库备份两种规格。

4.1.3 备份策略

云备份提供两种配置方式，一次性备份和周期性备份。一次性备份是指用户手动创建的一次性备份任务。周期性备份是指用户通过创建备份策略并绑定服务器的方式创建的周期性备份任务。其中备份数据的保留规则包括保存时间或保存数量。通过将备份存储库绑定到备份策略，可以为存储库执行自动备份。

4.2 CBR备份机制

首次备份为全量备份，备份云服务器和文件系统已使用的空间，后续备份为增量备份，备份上次备份后变化的数据，缩短备份时长、节约备份空间。删除备份时，仅删除不被其他备份依赖的数据块，不影响使用其他备份进行恢复。无论是全量还是增量备份，都可以快速、方便地将数据恢复至所在时刻的状态。

云备份会在备份过程中自动创建快照，并且为每个磁盘保留最新的快照。如果该磁盘已备份，再次备份会自动将旧快照删除，保留最新的快照。

云备份通过服务器、文件系统与对象存储服务的结合，将数据备份到对象存储中，高度保障用户的备份数据安全。

4.3 CBR备份类型

完全备份：完全备份是在某一个时间点上所有数据的一个完全拷贝，在备份发起后到备份结束的这个阶段中一个文件发生了改变，改变的部分将在下次备份的时候进行备份。又称为全量备份
累积增量式备份：累积增量式备份是以上一次的完全备份为基准的。如果以前未进行任何备份，则备份所有文件
差异增量式备份：差异增量式备份于累积增量式备份的基准不同，差异增量式备份是以上一次为基准，而不管上次是什么样的备份级别。如果以前未进行任何备份，则备份所有文件

4.4 CBR备份方式

云备份提供两种配置，一次性备份和周期性备份。一次性备份是指用户手动创建的一次性备份任务。周期性备份是指用户通过创建备份策略并绑定存储库的方式创建的周期性备份任务。

一次性备份：不需要备份策略，用户手动执行一次性备份；备份方式默认首次全量备份，后续增加备份；建议使用场景：资源进行操作系统补丁安装、升级，应用升级等操作之前，以便安装或者升级失败之后，能够快速恢复到变更之前的状态。
周期性备份：需要备份策略，用户根据备份策略进行周期性备份；备份方式默认首次全量备份，后续增加备份；建议使用场景：资源的日常备份保护，以便发生不可预见的故障而造成数据丢失时，能够使用邻近的备份进行恢复。
混合备份：根据数据的重要程度不同，可以将所有的服务器/文件系统绑定至同一个存储库，并将该存储库绑定到一个备份策略中进行日常备份保护。其中个别保存有非常重要的数据的服务器/文件系统，根据需要不定期的执行一次性备份，保证数据的安全性

4.5 CBR与其他云服务的关系

创作于：2021年8月12日
更新于：

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