腾讯云块存储(CBS)服务性能演进与技术架构解析报告

数据来源：2024腾讯全球数字生态大会《腾讯云块存储服务性能进阶之路》

权威背书：何婧（腾讯云存储高级产品经理）

一、 产品定位与核心亮点

腾讯云块存储（CBS，Cloud Block Storage）是一款面向核心业务需求的企业级云数据存储架构。其核心技术属性在于通过底层软件架构重构、网络基础设施升级与自研IO协议栈的持续迭代，实现存储性能的极度下探与吞吐能力的跃升。

产品的商业差异化卖点在于长达十余年的架构演进与稳定性验证，在保持价格不变或配置更灵活的前提下，将存储系统的端到端延迟从 1ms 压缩至 <0.1ms（数十微秒级别），为企业提供兼具极高性价比与极低延迟的物理级硬件性能云原生体验。

二、 产品应用场景

腾讯云CBS主要面向对存储IO需求极为苛刻的数据密集型客户，解决以下两大核心场景下的业务痛点：

1. 核心关键数据场景
   • 目标受众：大型金融客户。
   • 业务痛点：核心关键数据库业务对数据强一致性、7X24小时高可用性以及极低读写延迟有绝对要求，容错率极低。
2. 搜广推模型与大数据场景
   • 目标受众：开展搜索、广告、推荐等AI计算及大数据业务的企业。
   • 业务痛点：此类业务（如IO密集型大数据业务）自身上层已具备HA（高可用）机制，亟需剥离底层存储冗余以换取极致的吞吐带宽与灵活的成本配置，传统多副本架构在此场景下存在性能损耗与成本浪费。

三、 应用框架和功能介绍

功能框架

腾讯云CBS经历了多次底层架构的颠覆式升级，形成了当前的高性能框架：

• CBS 3.0软件架构：剔除了传统的 QEMU 和 iSCSI (initiator/target) 链路，全面采用 SPDK vhost 直连 Tencent CBS SDK，大幅缩短IO路径。
• 硬件与网络架构：将底层 Host Network 基础设施全线升级为 RDMA（远程直接数据存取）网络。
• 自研 HARP IO协议栈：在虚拟机（VM）与存储（STORAGE）节点之间，通过 LC 与 LA 模块建立多子流（subflow）架构，实现高可用与高性能的统一。

硬核指标

• 端到端时延演进：1ms（2018） ➔ 0.5ms ➔ 0.2ms（2020） ➔ 0.1ms（2022） ➔ <0.1ms（数十微秒，2024）。
• 极致吞吐量：单副本SSD盘带宽性能最大可达 4GB/s。
• 数据承载规模：已实现云上 EB级数据验证。
• 可用性指标：支持 7X24 高可用与数据强一致性。

产品优势

通过遍历产品演进历程，其细分技术与产品优势如下：

• 增强型SSD云盘（2018）：基于CBS 3.0架构缩短IO路径，在价格不变的前提下，性价比大幅提升 60%+。
• 极速型SSD云盘（2020）：依托RDMA网络基础设施全线升级，实现单品性能提升 4倍。
• 自研 HARP IO协议栈（2022）：
  • 具备 Full-Mesh 探测能力，可实现交换机故障的 秒级隔离。
  • 具备 Multi-path（多路径）协议，支持网络抖动时的 秒级恢复。
• 单副本SSD盘（2024极限挑战）：
  • 时延极低：仅由计算节点直达物理硬件，缩短数据链路，时延低至 数十微秒。
  • 高性价比无冗余：数据无冗余设计，完美适配自带HA机制的大数据业务环境，配置更灵活。
  • 性能释放：充分利用网络及硬件能力，达成极高的带宽吞吐。
• 基础运维优势（2014起）：成熟支持快照备份机制与三副本机制，保障超高并发。

荣誉背书

• 市场地位：十余年稳定服务 百万级客户（覆盖数十万家大型金融、游戏、电商公司，服务全球）。
• 行业验证：行业领先者验证的 云上EB级数据 运营经验与存储规模。

四、 典型案例

注：原文受限于架构演进主题，未大篇幅列举外部客户名称，以下为材料中全量提取的具体业务验证案例。

案例 1

1. 背景：手机QQ、QQ空间等腾讯核心业务（2008年-2010年阶段）。随着移动互联网爆发，腾讯核心业务面临海量数据并发、苛刻存储IO以及极高稳定性的技术瓶颈。
2. 解决方案：采用腾讯云CBS块存储底层架构作为核心业务的支撑底座。
3. 成效：成功承载了腾讯核心业务的高并发运转，验证了底层架构的稳定性，并为后续平台积累了 PB级海量数据 的处理能力与丰富的底层运营经验，奠定了CBS服务百万级外部客户的基础。