EC2 存储：实例存储与 EBS

EC2 实例可以使用两种类型的本地存储：Instance Store和Amazon EBS (Elastic Block Store)。Instance Store 物理附加在主机服务器上，可提供非常高的 IOPS 和吞吐量，但有一个关键限制：当实例停止或终止时，数据会丢失。EBS 提供持久的网络附加块存储，可在实例停止、启动或终止后继续保留。了解何时使用每种存储是 SAA-C03 考试中反复出现的主题。

Instance Store（也称为临时存储）由物理附加到运行您 EC2 实例的主机硬件上的 NVMe SSD 构成。只要实例被停止、休眠或终止，或者底层硬件发生故障，实例存储中的数据就会丢失。但是，数据会在重启后保留。Instance Store 非常适合：缓冲区/缓存/临时数据、临时文件，以及在集群中复制的数据（例如 Cassandra 节点）。并非所有实例类型都包含 Instance Store；请查找 d 后缀（例如 i3.xlarge、m5d.large）。

Amazon EBS 卷是独立于 EC2 实例生命周期持续存在的网络附加存储。EBS 卷位于特定的可用区中，一次只能附加到一个 EC2 实例（io1/io2 多重附加除外）。当您停止并重新启动实例时，EBS 卷会保留所有数据。您可以将其从一个实例分离并附加到同一 AZ 中的另一个实例，或者创建快照以将其复制到其他 AZ 或区域。

AWS 提供四种 EBS 卷类型。gp3（通用型 SSD）：基准性能为 3,000 IOPS 和 125 MB/s，可独立配置，最高可达 16,000 IOPS 和 1,000 MB/s——这是大多数工作负载的默认且最具成本效益的选择。gp2：较旧的通用型 SSD，IOPS 随容量扩展（每 GB 3 IOPS，最高 16,000）——目前正逐步被 gp3 取代。io2 Block Express：预配置 IOPS 的 SSD，最高可达 256,000 IOPS 和 4,000 MB/s——适用于 SAP HANA 或 Oracle 等 I/O 密集型数据库。io1：旧版预配置 IOPS SSD。

两种基于 HDD 的 EBS 类型针对吞吐量进行了优化，而不是 IOPS。st1（吞吐量优化型 HDD）：基准性能为 40 MB/s/TB，突发性能可达 250 MB/s/TB——非常适合大数据、日志处理，以及包含大量顺序读取操作的数据仓库。sc1（低温 HDD）：基准性能为 12 MB/s/TB，突发性能可达 80 MB/s/TB——对于不经常访问的顺序数据，这是成本最低的 EBS 选项。HDD 卷不能用作启动卷（根设备）。只有在吞吐量比 IOPS 更重要，且数据访问模式以大量顺序读写为主时，才应选择 st1 或 sc1。

EBS 快照是卷在某个时间点的备份，持久存储在 Amazon S3 中（不过您是通过 EC2 API 访问快照，而不是直接通过 S3 访问）。快照采用增量方式：第一个快照会捕获整个卷，后续快照只记录自上一个快照以来发生变化的数据块，从而降低存储成本。您可以从任意快照在同一 Region 内的任意 AZ 中创建新的 EBS 卷，也可以将快照复制到其他 Region，用于跨 Region 灾难恢复。

EBS 卷和快照可以使用 AWS KMS keys 进行加密。加密对实例是透明的——数据在实例与卷之间传输时，以及存储在介质上静止时，都会经过加密。您可以启用账户级默认加密，这样账户中创建的每个新 EBS 卷都会自动加密，无需针对每个卷单独配置。要加密未加密的卷，需要先创建快照，再创建该快照的加密副本，最后从加密快照创建新卷。

EBS Multi-Attach 允许将一个 io1 或 io2 卷同时挂载到最多 16 个 EC2 实例，且这些实例必须位于同一个 Availability Zone。所有已挂载的实例都拥有完整的读写权限。这适用于集群化 Linux 应用程序（例如 Oracle RAC 或 Teradata），此类应用程序使用支持集群的文件系统，在应用程序层管理并发。Multi-Attach 不能替代用于共享文件系统的 EFS——它专门用于由应用程序管理协调的集群化块级访问。

关键决策标准：是否需要持久性？ → 使用 EBS。数据可以重新创建或已有副本？ → 可以使用实例存储，并获得更高的性能。是否为包含关键数据的数据库？ → 始终使用 EBS（配合快照和加密）。是否需要用于机器学习训练或排序操作的临时暂存空间？ → 使用实例存储，以零额外成本获得最高吞吐量。考试中经常会给出一些场景，要求您判断某个工作负载适合使用临时存储还是持久性存储。

EBS 优化型实例在 EC2 实例与 EBS 之间提供专用网络带宽，并且与实例的一般网络带宽分离。这样可以避免应用程序流量与存储 I/O 之间发生网络争用。大多数当前代实例类型默认已针对 EBS 进行优化，且不收取额外费用。较旧的实例类型可能需要手动启用 EBS 优化（并额外支付按小时计费的费用）。对于高 I/O 数据库工作负载，请始终确认实例类型已针对 EBS 进行优化，以充分利用卷预配置的 IOPS。

Amazon Data Lifecycle Manager (DLM) 可自动创建、保留和删除 EBS 快照及 AMI。您可以定义生命周期策略，指定要备份的卷（按标签筛选）、创建快照的频率（每 1、2、3、4、6、8 或 12 小时，或每天一次），以及要保留的快照数量。DLM 无需编写自定义备份脚本，并可与 CloudWatch 集成来监控策略运行状况。对于跨 Region 快照，请在同一个 DLM 定义中配置复制策略。

测试您对本课 AWS Solutions Architect (SAA-C03) 概念的理解。

在本课中，您学习了：实例存储提供最高的本地 I/O 性能，但属于临时存储——实例停止或终止后数据会丢失；EBS 提供持久性的网络连接块存储，并提供四种针对 IOPS（gp3、io2）或吞吐量（st1、sc1）进行优化的卷类型；以及 EBS 快照支持存储在 S3 中的时间点备份，可用于跨 AZ 或跨 Region 恢复。接下来，我们将学习 S3 对象存储基础知识。