云存储

云存储是一种数据存储在远端服务器集群在线访问的存储类型，用户无需关注存储位置。云存储服务提供商负责安全地存储、管理和维护存储服务器、基础设施和网络，以确保用户数据的可靠性、可用性以及性能。基于高度虚拟化的基础架构云存储可以提供广泛的弹性来应对不确定性的容量和性能的诉求。

与传统的数据存储方式相比，云存储提供了更灵活、可靠、可扩展的解决方案，用户无需购买和管理自己的存储基础设施，并且可以随时随地方便地访问和管理数据。传统存储方式的日常维护工作，如备份、资料复制、或是存储设备添购等工作，都转移给云存储厂商，让企业可以更专注在自己的核心业务上。

## 优势

经济高效：使用云存储，用户无需购买昂贵的硬件设备和维护存储基础设施。云存储提供按需付费的模式，用户只需支付实际使用的存储容量，避免了不必要的成本支出。

可扩展性：云存储可以根据用户的需求进行快速扩展或缩减。用户可以根据业务增长的需要轻松增加存储容量，而不必担心硬件设备的限制。这种灵活性使得云存储适用于各种规模的业务。

高可用性：云存储利用分布式存储系统和冗余机制来确保数据的高可用性。数据在多个服务器上进行备份和存储，即使一个服务器发生故障，数据仍然可用。这种高可用性保证了用户可以随时访问和使用存储的数据。

全球覆盖和便捷性：云存储提供商通常在全球范围内设置多个数据中心，用户可以选择离自己位置最近的数据中心进行存储。这样，用户可以获得低延迟和快速的数据访问体验。此外，云存储还可以通过公共互联网或专用网络进行访问，用户可以随时随地方便地访问和管理存储的数据。

## 实际应用

数据备份和恢复：云存储提供了可靠和高效的数据备份和恢复解决方案。用户可以将重要的数据备份到云端，以防止数据丢失或损坏。在发生意外情况时，可以轻松地从云存储中恢复数据，确保业务的连续性。

数据归档：云存储为数据归档提供了可靠和经济高效的解决方案。用户可以将不经常访问的数据移动到云存储中，以释放本地存储空间，并确保数据的长期保存。云存储还提供了数据的版本管理和数据生命周期管理功能，使得备份和归档更加方便和可控。

数据迁移：云存储提供了数据迁移服务，用于将大量数据从物理设备或其他存储系统迁移到云端。混合云存储、边缘存储和数据移动服务可帮助用户在物理世界的任何位置轻松地将数据传输到云端。

大规模数据存储：云存储提供了大规模数据存储和处理的能力，使得大数据分析变得更加便捷和高效。用户可以将海量的数据存储在云端，利用云计算和云存储的弹性和可扩展性，进行数据的处理、分析和挖掘，从中获取有价值的信息和洞察。

协作和文件共享：云存储使团队成员能够方便地共享和协作文件。团队成员可以将文件存储在云端，并通过共享链接或权限控制，让其他成员访问和编辑文件。这种协作方式提高了团队的工作效率和协同能力。

合规性：将敏感数据存储在云中可能引起用户对法规和合规性的担忧。云存储的安全合规能力确保您可以对数据部署和实施全面的合规控制，帮助您满足监管机构的合规要求。例如，在医疗行业中，存储和处理患者健康信息的云服务必须遵守《健康保险流通与责任法案》（HIPAA）的规定，云服务提供商必须采取一系列安全措施，如加密、访问控制和审计日志，以确保数据的机密性、完整性和可用性。

## 云存储类型

> 对象存储（Object Storage）

对象存储适用于存储和管理大量非结构化数据，如图片、视频、音频、文档等。数据以对象的形式存储，并具有自定义的元数据，使数据更易于访问和管理。对象存储不像传统的文件系统那样以文件和文件夹层次结构组织数据，而是将数据存储在具有高度可扩展性的存储空间（Bucket）中。

下图是基于阿里云对象存储的图片和音视频等应用海量存储场景示意图：

![image-20251010180150610](./01%E4%BA%91%E5%AD%98%E5%82%A8.assets/image-20251010180150610.png)

> 文件存储（File Storage）

文件存储适用于存储和共享大型文件系统，例如文件共享和协作。文件存储使用常见的文件级协议（如 SMB 和 NFS）来实现，允许多个客户端同时访问和共享文件。文件存储适用于需要共享和协作的团队、应用程序和系统，提供了高度可靠和可扩展的文件存储解决方案。

下图是多台ECS服务器共享访问文件存储场景示意图：

![image-20251010180255888](./01%E4%BA%91%E5%AD%98%E5%82%A8.assets/image-20251010180255888.png)

> 块存储（Block Storage）

块存储适用于提供低延迟和高性能的存储服务。块存储将数据划分为固定大小的块，并为每个块分配唯一的标识符，以便快速存储和检索数据。

块存储通常用于数据库系统、企业资源规划（ERP）系统和其他需要低延迟访问的应用程序。

块存储提供了高性能的随机访问，适用于对存储性能要求较高的场景。

> 关键参数指标对比

| 指标           | 对象存储           | 文件存储         | 块存储                               |
| -------------- | ------------------ | ---------------- | ------------------------------------ |
| 时延           | 几十毫秒级         | 毫秒级           | 微秒级                               |
| 容量           | 无限制             | PiB              | TiB                                  |
| 协议           | HTTP/HTTPS协议     | NFS和SMB协议     | 标准虚拟块设备协议接口或NVMe协议接口 |
| 文件级别的授权 | 支持               | 支持             | 不支持                               |
| 数据存储方式   | 扁平的文件组织形式 | 目录树的组织形式 | 需拆分数据到任意划分且大小相同的卷中 |
| 单独使用       | 支持               | 支持             | 不支持，需要和云服务器搭配使用       |

## 工作原理

云存储基础设施：云存储由跨越多个数据中心中的不同服务器通过分布式技术或者集群技术组成，共同对外提供数据存储和业务访问功能。这些数据中心分布在全球各地，具备高可靠性和可扩展性的硬件基础设施。

数据存储和管理：用户将数据通过互联网或专用连接上传到云存储中。云存储提供商负责安全地存储和管理这些数据。数据通常被分散存储在多个存储服务器上，并经过冗余处理，以确保数据的可用性和持久性。

数据访问和传输：用户可以通过互联网或专用网络连接访问云存储中的数据。云存储服务可以通过其托管的云计算服务、Web 服务应用程序编程接口 （API） 或使用 API 的应用程序进行访问。用户可以使用传统的存储协议（如SMB和NFS）或直接使用云存储提供商的API（如阿里云对象存储 OSS）来访问和操作数据。云存储服务可以提供全球的广泛访问，数据传输通过加密和安全的通信通道进行保护。

弹性和可扩展性：云存储提供商通过弹性和可扩展的架构，允许用户根据需要快速增加或减少存储容量。这样，用户可以根据业务需求动态调整存储资源，并避免了传统存储系统中的硬件限制和资源浪费。

数据安全和备份：云存储提供商采取各种安全措施来保护用户数据的安全性。数据在传输过程中使用加密技术进行保护，防止数据被未经授权的访问者截获。数据在存储时也可以进行加密，确保数据的机密性。此外，云存储提供商还定期备份数据，以防止数据丢失或损坏。