云存储是一种集合了多种现有计算机技术的网络存储形式，与传统的网络存储相比，云存储的显著特点在于按需使用、按量付费。目前基于主从式结构的云存储模型存在单点故障，并存在容易使主节点负载过高的缺点；基于对等结构的云存储模型具有管理同步更新较为复杂，并存在网络分区和绕路等问题；此外，目前的云存储系统并不能够根据用户的需求选择数据的存储地点。为此，本文在分析了对等网络的基础之上，分析并比较了目前两种典型的云存储平台，设计了一种基于P2P的层次化云存储模型。该模型通过增加了点连通度和边连通度，极大的缓解了覆盖网的分割问题，以及避免了主从式网络中单点故障的问题。通过层次化的结构布局，存储节点包含了其所在环上的其它所有节点的信息，方便了数据的同步更新。此外，通过重构存储节点的ID，提高了覆盖网与实际物理网络的一致性，减少了通信时延；并具有路由局部性与地点感知功能，数据的定位过程中不会产生绕路问题；根据节点ID中的比例码，有效的缓解了由于路由局部性所带来的负载不平衡的问题。分析了该模型的工作机制，包括对节点的加入和退出机制进行了分析，讨论了节点中各种数据结构的同步及更新。然后分析了数据的定位方式，进一步的，分析了数据的迁移和负载均衡及其缓存和副本机制等。最后模拟分析了结果，对读写响应特性、负载是否均衡、平均的数据定位跳数进行了分析。研究结果可为云存储系统的设计与运行提供理论基础。