一、开篇：为什么虚拟机能“插上”云硬盘？
当你在云上创建一台 ECS（Elastic Cloud Server）时，它的系统盘和数据盘，其实都不是物理硬盘。
它们存在于云端的存储池中，通过网络被“动态挂载”到你的虚拟机上。
你能格式化它、分区、安装数据库、跑高并发业务，
但在数据中心的物理世界里，它只是一段被抽象出来的 块设备（Block Device）。
这，就是——块存储（Block Storage） 的力量。
二、什么是块存储（Block Storage）
典型设备：磁盘阵列，硬盘
块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的，就是说例如磁盘阵列里面有5块硬盘（为方便说明，假设每个硬盘1G），然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM（逻辑卷）等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。（假设划分完的逻辑盘也是5个，每个也是1G，但是这5个1G的逻辑盘已经与原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面，可能第一个200M是来自物理硬盘1，第二个200M是来自物理硬盘2，所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。）
接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机，主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘，但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的，它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已，跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的，至少操作系统感知上没有区别。
此种方式下，操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后，才能使用，与平常主机内置硬盘的方式完全无异。
优点：
1、 这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段，对数据提供了保护。
2、 另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来，成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务，提高了容量。
3、 写入数据的时候，由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘，所以几块磁盘可以并行写入的，提升了读写效率。
4、 很多时候块存储采用SAN架构组网，传输速率以及封装协议的原因，使得传输速度与读写速率得到提升。
缺点：
1、采用SAN架构组网时，需要额外为主机购买光纤通道卡，还要买光纤交换机，造价成本高。
2、主机之间的数据无法共享，在服务器不做集群的情况下，块存储裸盘映射给主机，再格式化使用后，对于主机来说相当于本地盘，那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用，无法共享数据。
3、不利于不同操作系统主机间的数据共享：另外一个原因是因为操作系统使用不同的文件系统，格式化完之后，不同文件系统间的数据是共享不了的。例如一台装了WIN，文件系统是FAT32/NTFS，而Linux是EXT4，EXT4是无法识别NTFS的文件系统的。就像一只NTFS格式的U盘，插进Linux的笔记本，根本无法识别出来。所以不利于文件共享。
块存储是一种 以固定大小的数据块（Block）为单位 来读写和管理数据的存储方式。
每个数据块都有独立地址（逻辑块号 LBA），可以被挂载成文件系统或被数据库直接访问。
🧩 通俗理解：
文件存储看的是“文件”，对象存储看的是“对象”，
而块存储看到的是一块一块的“裸数据”，就像一块可以任意切分的硬盘。
📦 举例：
一块 100GB 的块存储卷被挂载到虚拟机
/dev/vdb；你可以
mkfs.ext4 /dev/vdb再挂载到/data；或让数据库（如 MySQL、Oracle）直接读写块设备，获得更高 IOPS 性能。
块存储作为存储区域网络(SAN)，主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的，块存储会将数据拆分成块，并单独存储各个块。每个数据块都有一个唯一标识符，所以存储系统能将较小的数据存放在最方便的位置。其本质是一块盘，主机使用块存储，使用的就是一段线性地址空间，只有安装文件系统、数据库、虚拟机等软件后 ，才能使用应用软件。比较常见的块存储协议是iSCSI。
主机能管理的磁盘数目有限，而块存储采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机，这些存储块中的每一个可以作为一个单独的硬盘驱动器出现在外部服务器操作系统上。但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的，它一概就认为只是裸的物理硬盘而已，跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的，至少操作系统感知上没有区别。
三、块存储的核心特性
📍 对企业来说，块存储常用于 数据库、虚拟机系统盘、日志缓存盘、容器高性能存储 等场景。
块存储和SAN在企业IT环境中很普及的原因是由于其灵活性和性能特征。块存储支持各种需要低延迟、基于网络的存储操作的工作负载，其中包括业务关键型应用程序、虚拟机、RAID实施和数据库。主要将磁盘空间整个映射给主机使用;
操作系统需要对挂载硬盘进行分区、格式化后才能使用。虽然不应该将其与文件存储系统混淆，这种类型使组织能够通过网络使用NAS-a文件系统为员工提供共享文件服务，可以将其分层存储在块存储上，因为块存储显示为原始存储到服务器操作系统。
典型设备：磁盘阵列，硬盘。在云平台中块存储可从AWS ElasTIc Block Store或AWS EBS等服务获得，该服务提供可扩展块存储，供ElasTIc Compute Cloud(EC2)实例使用。
块存储的基础功能特点主要是基本 读/写访问的稳定性，其次是数据保护的高级特性，简单来说存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。此种方式下，操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后，才能使用，与平常主机内置硬盘的方式完全无异。
四、块存储的技术架构
块存储的底层架构通常由以下几个层面组成：
控制层（Control Plane）
负责卷的创建、挂载、分配、快照等管理操作。
数据层（Data Plane）
通过分布式存储系统（如 Ceph RBD、LVM、DRBD、EBS）管理实际数据块。
网络层（I/O 通道）
通过 iSCSI、NVMe-oF、FC、RoCE 等协议实现远程块级访问。
冗余与容灾机制
采用 三副本 或 纠删码 保证数据可靠性；
热备 + 冷备，支持秒级恢复。
🧠 可以理解为：
块存储是一种“云端的 RAID 硬盘”，拥有多机冗余、在线扩容、快照恢复等能力。
块存储的优点
1）更安全：这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段，对数据提供了保护。
2）容量更大：另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来，成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务，提高了容量。
3）并行写入性能更好：写入数据的时候，由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘，所以几块磁盘可以并行写入的，提升了读写效率。
4）SAN架构效率更快：很多时候块存储采用SAN架构组网，传输速率以及封装协议的原因，使得传输速度与读写速率得到提升。
也就是说，块存储不依赖于单条数据路径(和文件存储一样)，因此可以实现快速检索。每个块都独立存在，且可进行分区，因此可以通过不同的操作系统进行访问，这使得用户可以完全自由地配置数据。它是一种高效可靠的数据存储方式，且易于使用和管理。它适用于要执行大型事务的企业和部署了大型数据库的企业。这意味着，需要存储的数据越多，就越适合使用块存储。
块存储的缺点
1、设备成本高：采用SAN架构组网时，需要额外为主机购买光纤通道卡，还要买光纤交换机，造价成本高。
2、主机间无法共享数据：在服务器不做集群的情况下，块存储裸盘映射给主机，再格式化使用后，对于主机来说相当于本地盘，那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用，无法共享数据。
3、不利于不同操作系统主机间的数据共享：块存储处理元数据的能力有限，这意味着，它需要在应用或数据库级别进行处理——开发人员或系统管理员又多了一件事要担忧。块设备的使用对象除了传统的文件系统以及一些专用的管理工具软件如备份软件、分区软件外，还有一些支持直接读写块设备的软件如数据库等，但一般用户很少这样使用。
互联数据的云块存储技术使您可以将高性能的可扩展存储安装到您的实例，从而使空间管理更加灵活。该存储具有高可用性，冗余性和SSD支持，可提供卓越的性能。
五、块存储 vs 文件存储 vs 对象存储
一句话总结：
块存储像你的“硬盘”，
文件存储像“共享文件夹”，
对象存储像“云空间链接”。
六、云块存储的类型
七、块存储的关键能力：快照与克隆
快照（Snapshot）
保存某一时刻卷的状态，可用于回滚或创建新卷。类似于“系统还原点”
一般基于 Copy-on-Write 技术
创建几乎不影响性能
克隆（Clone）
快速复制整个卷，用于测试、开发、容灾。比传统复制快百倍
节省存储空间
企业级数据库备份、云主机镜像制作、系统容灾都依赖这两项功能。
八、安全与合规机制
块存储是企业业务的“数据命脉”，安全机制必须内建：
在信创环境中（如麒麟 + 华为云 + 北信源日志审计系统），块存储常作为涉密网主机系统盘与数据库专用盘，符合等保三级与国密算法要求。
九、主流云厂商块存储产品对比
十、趋势：从“块”到“内存语义”，走向 CXL 时代
未来块存储的发展趋势，可以概括为三句话：
NVMe-oF 普及化：网络存储延迟将低至本地盘级别；
CXL（Compute Express Link） 融合：计算与存储共享内存空间；
AI 驱动调度：自动冷热分层、IO路径优化、预测性复制。
块存储正在从“磁盘”走向“内存语义”，
从“被动存储”走向“智能计算”。
🔚 十一、结语：块存储，是云端的“虚拟硬盘心脏”
无论你在做云计算、容器、数据库还是虚拟化，块存储都是整个系统的性能与稳定性核心。
它让云服务器拥有“看似本地”的高性能磁盘，却又能实现跨机架、跨数据中心的自动容灾。
对象存储管理“文件宇宙”，
块存储掌握“计算心脏”，
它们共同构成了——云原生世界的双翼。