【類型選擇多樣化，兼顧低成本與高效能存取需求】解析公有雲區塊儲存的基本型態與類型

一般公有雲的區塊儲存（Block-Level Storage）服務，對應的是傳統的區塊儲存裝置，目的是為公有雲的執行個體、虛擬機器等運算單元，提供本機磁碟區形式的儲存空間。

公有雲區塊儲存服務問世至今，不過10年出頭時間，例如其中最具代表性的AWS EBS，是在2008年8月才上線服務，仍是相對新興的領域，但是在軟體定義儲存與儲存媒體技術的驅動下，已發展出豐富的產品形式與功能。

公有雲區塊儲存的2種基本型態

如同本地端的區塊儲存應用架構，可以區分為本機直連儲存裝置，以及SAN網路儲存等兩種基本型態，公有雲的區塊儲存也能分為兩種基本型態：一為運算單元本機直接附屬儲存空間，另一為透過遠端連結的網路化儲存空間。

運算單元附屬的區塊儲存

最初的公有雲區塊儲存，是運算單元的附屬儲存空間，例如AWS EC2的執行個體，都內含了一定容量的執行個體儲存空間（Instance stores），這種區塊儲存空間能提供相當可觀的容量與效能，如EC2的執行個體儲存空間容量可達32GB～60TB，若需要高I/O效能，也有NVMe SSD形式的儲存媒體可選，但由於這種儲存空間是運算單元的附屬，並不會將資料寫入底層的根裝置中，所以當運算單元停止運作時，執行個體儲存空間內的資料也會隨之消失，無法長久持續保存資料。

所以，這類區塊儲存適合網頁伺服器負載平衡之類的用途，對這類應用來說，當執行個體的工作結束後，資料也跟著消除，不需長久保存，可提供較佳的經濟性。

網路化的公有雲區塊儲存

這是一種獨立於執行個體外的公有雲區塊儲存服務，透過遠端掛載機制（通常是使用iSCSI協定），將儲存空間提供給指定的執行個體使用，對應於本地端的SAN儲存設備。

這類區塊儲存服務是獨立於運算單元外，即使掛載的執行個體停止運作，資料仍繼續保存在區塊儲存裝置上，可以長期保存資料，但使用成本也較高——獨立的公有雲區塊服務，也是獨立於運算服務外計費，用戶必須承擔儲存與運算兩種服務的成本，即使運算單元的工作結束，也還是必須繼續支付儲存服務的成本。

儘管成本較高，但這類獨立的公有雲區塊儲存適用範圍，仍比運算單元附屬區塊儲存服務來得更廣，不僅能長期保存資料，同時，還能提供多種強化資料存取可用性與安全性的資料服務功能，因而也成為當前公有雲區塊儲存應用的主流與發展重心。幾乎每家公有雲服務商都能提供這類區塊儲存，如AWS EBS、Azure Premium Blobs、Google Cloud的Persistent Disk、IBM Cloud的 Block Storage、Oracle Cloud的Block Volume Services，以及阿里雲（Alibaba Cloud ）的Block Storage等。

SSD帶來公有雲區塊儲存新發展：提供更多樣化的服務層級

大約在5、6年前，公有雲區塊儲存領域迎來一波重大變化，透過引進快閃儲存架構，大幅提高了公有雲區塊儲存服務的效能，不僅藉此擴展了應用範圍，也形成了更豐富了服務層級與類型。

以AWS來說，最早是在2012年8月，為DynamoDB資料庫服務與部分高階EC2運算服務，在EBS上提供了基於SSD的佈建IOPS（Provisioned IOPS）儲存服務類型，開始將公有雲區塊儲存帶向固態儲存領域，讓公有雲儲存首次擁有保證I/O效能的服務能力。隨後AWS又於2014年擴大了快閃儲存應用範圍，推出成本較低的一般用途SSD（General Purpose）服務。

類似的，Google Cloud也是在2014年中，開始提供SSD形式的Persistent Disk區塊儲存服務。

到了今日，SSD已成為公有雲區塊儲存服務的核心，一些雲端服務商的區塊儲存服務甚至已走向全面SSD化（如Oracle Cloud的Block Volume Service），搭配效能調節技術來向用戶提供不同等級的效能。

不過，多數的公有雲區塊儲存服務，仍然保留硬碟來提供低成本儲存服務，藉此提供2種主要的服務層級——SSD型與硬碟型。

SSD型區塊儲存服務

採用SSD為儲存媒體，以提供重視效能的應用環境為目的，通常又能分為效能型與標準型等2類。

● 效能型SSD

以支援資料庫等I/O密集型、重視效能的應用環境為目的，例如AWS EBS的佈建IOPS（Provisioned IOPS）儲存服務，Azure磁碟服務（Disk Storage）中的Ultra磁碟與高階SSD，Oracle Cloud的Higher Performance型區塊儲存服務等。

這類區塊儲存服務的每個磁碟，最高可提供數萬至十多萬IOPS效能，與500MB/s等級以上的傳輸率，足以與本地端的中、高階全快閃儲存陣列相比，但成本也是最高的。

● 通用型SSD

目的是為網頁伺服器、輕量型應用程式或開發測試等應用，提供兼顧效能與成本的平價SSD儲存空間，例如AWS EBS的一般用途型（General Purpose）SSD服務，Azure磁碟服務中的標準SSD，Oracle Cloud的Balanced型，以及IBM Cloud Block Storage中，每GB 2IOPS等級以上的服務等。

這類區塊儲存服務的每個磁碟，IOPS效能只有效能型SSD服務的1/3或更低，但成本也低了許多。

不過，要注意的是，一些雲端服務商的SSD型區塊儲存，並不區分為上述兩種層級，而是依照儲存區容量、區塊或執行個體來對應I/O效能的高低，如Alibaba的SSD雲端碟，Google Cloud的SSD型Persistent Disk服務等。

硬碟型區塊儲存服務

採用機械式硬碟為儲存媒體，效能只有數百IOPS的程度，最高不過1000、2000 IOPS，遠不如SSD型服務，但成本也便宜一半以上，目的是針對存取相對不頻繁、或是對效能較不敏感的應用，提供低成本儲存空間，典型的有Azure磁碟服務中的標準HDD，Goold Cloud的標準型Persistent Disk服務，Alibaba的普通雲端碟等。

比較特別的是AWS EBS，將其硬碟型區塊服務區分為：輸送量優化HDD（Throughput Optimized），以及冷HDD（Cold HDD）等兩種。前者針對普通的工作負載應用，後者則針對低存取頻率的低效能服務，效能與成本都只有前者的一半。

多面向檢視公有雲區塊儲存

我們在區分了公有雲區塊儲存的基本形式之後，接下來，我們將從效能與容量尺度、可用性、資料保護，以及資料服務功能等不同面向，來檢視當前主要的公有雲區塊儲存服務。

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