云端块存储：关键优势与使用场景

云端块存储使组织能够在云中运行依赖高吞吐量和低延迟的应用程序。最新的块存储产品充分利用了云的优势，同时不牺牲性能。

这类产品允许客户在云中运行应用程序并使用块存储，例如在本地部署之前进行概念验证项目。但它们也允许客户在云中使用与本地相同类型的存储，从而在需求高峰时轻松扩展到云。

在本文中，我们将探讨云端块存储的核心特性，并调研三大超大规模云提供商和IBM的主要云端块存储产品。

块存储：本地与云端对比

企业中的块存储通常由存储区域网络（SAN）硬件提供，最常与数据库存储以及基于数据库技术构建的企业应用程序相关联。但它也用于分析存储，并越来越多地用于机器学习和人工智能（AI）。

虚拟机和容器化应用程序是另一个核心应用，以及为缓存等任务提供临时高性能存储。

然而，块存储通常在性能方面要求很高，特别是IOPS和吞吐量。过去几年，云供应商大力投资技术以缩小云端块存储与本地存储之间的性能差距。

在某些情况下，云端块存储现在已超过本地存储的能力，但具有一些额外优势。这些包括易于扩展和弹性、更低的成本或至少节省资本支出。云端块存储还可以提供对动态分层的内置支持以及安全功能，如不可变快照，以及跨多个可用性和地理区域复制文件以实现弹性和恢复的能力。

Microsoft Azure

Microsoft Azure通过Azure托管磁盘和Azure弹性SAN提供块存储，以及通过容器存储（用于Azure Kubernetes服务）和页面Blob（用于Azure虚拟机，尽管技术上属于对象存储）提供。

Azure托管磁盘提供Ultra、Premium（v1和V2）和标准SSD，以及用于较少访问数据的标准硬盘（HDD）。微软声称Ultra具有亚毫秒级延迟，将其定位为“顶级”数据库和事务密集型工作负载以及SAP HANA的最佳选择。然而，Ultra以功能换取性能，某些服务（如区域冗余存储）需要Premium或标准磁盘。

弹性SAN针对在单个存储池上运行多个应用程序的环境，微软将其描述为“云中的本地SAN功能”。Azure声称数百万IOPS和两位数Gbps吞吐量，以及内置的灾难恢复业务连续性和威胁检测。弹性SAN定价为每月每GiB 0.069英镑，与Premium SSD v2相同。

AWS

AWS的主要块存储是Amazon弹性块存储（EBS）。EBS提供多个层级，包括通用SSD、预配置IOPS SSD，以及用于低成本存储的吞吐量优化和冷HDD。

EBS可提供高达256,000 IOPS和4,000 MBps的吞吐量，AWS称这是通用卷的4倍。AWS将Amazon EBS io2 Block Express定位为适用于HANA、Oracle、Microsoft SQL和DB2数据库，通用卷推荐用于要求较低的应用。

EBS还支持用于备份和恢复的快照，以及在传输和静态时加密数据。AWS的实例存储为缓冲区、缓存或运行在不需要持久数据的EC2实例上的应用程序提供临时高性能块存储。

EBS定价范围从英国地区的通用SSD（gp3）每月每GB 0.0928美元和每月每个预配置IOPS 0.0058美元（前3,000个免费），到冷SSD的预配置存储每月每GB 0.0174美元。尽管亚马逊未列出EBS SAN选项，但在其技术文献中将其EBS及其虚拟存储阵列描述为“云中的虚拟化SAN”。

Google Cloud Platform

Google Cloud的块存储有三种格式：Hyperdisk、持久磁盘和本地SSD。

Google声称其最高性能的Hyperdisk层级可提供500,000 IOPS和每秒10 GiB。Hyperdisk池允许Google Cloud客户将所有存储池化到单个池中，该超大规模提供商声称可将总拥有成本降低高达40%。Hyperdisk允许用户独立于容量预配置IOPS，使其成为比其他存储选项成本更低的选择。

该技术还包括用于备份、灾难恢复和弹性的即时快照。Hyperdisk本身基于Google的Titanium技术构建，这是一种定制硅片，“从主机硬件卸载处理”。

Hyperdisk本身提供吞吐量、平衡和极端版本以及存储池；Google推荐将Hyperdisk用于SAP HANA和SQL Server工作负载。Google称，Hyperdisk提供比持久磁盘多7.5倍的写入吞吐量和2.5倍的读取吞吐量，且成本更低。

对于低延迟、高性能的临时存储，Google还提供本地SSD和用于虚拟机的持久磁盘。

IBM

IBM的Cloud Block Storage for VPC是该供应商为其云虚拟和裸机服务器提供的主要块存储产品。推荐用途包括数据库、企业应用程序和具有高事务工作负载的应用程序。

IBM Cloud Block Storage for Classic为“经典”IBM云上的裸机服务器或容器化应用程序提供存储。

Cloud Block Storage支持动态数据分配，并允许用户根据工作负载要求在服务器之间移动存储容量。VPC和经典的块存储提供按小时和按月定价。VPC有三个IOPS层级：3 IOPS/GB、5 IOPS/GB和10 IOPS/GB。后者针对最关键的工作负载，包括NoSQL、分析以及AI和机器学习。

通过VPC上的块存储，IBM还支持用于备份和安全的快照，以及跨可用区的扩展。