Что такое облачное хранилище, и для чего оно нужно?

Согласно Википедии, облачная система хранения — это сеть хранения данных, доступная по модели облачных вычислений. Определение из поисковой выдачи «облачное хранилище для чайников» сообщает, что это онлайн-сервис, позволяющий пользователям хранить информацию в сети на серверах.

Суть хранения данных в облаке заключается в том, что клиент загружает файлы через приложение или сайт в выделенный объём памяти на оборудовании провайдера. Доступ к данным при этом может осуществляться с любого устройства, подключенного к интернету и может быть бесплатным.

Почему хранилище называют облачным?

Слово «облако» как метафора хранилищ данных, которыми можно управлять в режиме онлайн, получило распространение в середине 2000-х годов. Два IT-гиганта, Amazon и Google, практически одновременно начали использовать его, говоря о сервисах, предоставляемых удалённо.

Возможно, этот термин родился потому, что далёкие центры обработки данных зачастую воспринимаются как абстрактное цифровое пространство, у которого, как и у облака, нет чётких границ и местоположения. Это простое и красивое обозначение подхватили другие разработчики, чтобы объяснять суть явления инвесторам и пользователям.

С тех пор многие программы и в целом вычислительные мощности переехали с жестких дисков пользовательских устройств на удалённые сервера провайдеров — во внешние, или публичные, облачные системы хранения.

Как работает облако?

Кроме внешних систем существуют также внутренние, или частные. В частных облаках, как правило, лежат данные, принадлежащие отдельному предприятию, в отличие от публичных облаков, где хранятся данные многих клиентов, но в целом принцип их работы примерно одинаков.

Облачные хранилища, или дата-центры, состоят из множества серверов, которые работают не как отдельные единицы внутри структуры хранилища, а как единая система. Чтобы это стало возможным, сервера виртуализируют.

Виртуализация — это создание так называемых виртуальных машин, то есть программных копий физического оборудования, в данном случае серверов. На базе одного физического сервера могут быть созданы несколько виртуальных серверов произвольной конфигурации, работающих в разных операционных системах. Это позволяет избегать прерываний в работе серверов из-за зависания единственной операционки.

Для управления вычислительной мощностью всей системы виртуальных машин существуют специальные программы — гипервизоры. С помощью гипервизоров провайдеры перераспределяют такие ресурсы, как дисковое пространство или оперативная память, между физическими серверами и даже удалёнными дата-центрами для более равномерной нагрузки на оборудование и быстрого выполнения запросов.

Публичные, частные и гибридные облака — плюсы и минусы

Как уже было сказано выше, существует разделение облачных хранилищ по типу принадлежности — публичное или частное.

Публичное облако представляет собой единую инфраструктуру, поделённую на отдельные сегменты, выделяемые клиентам. Это значит, что пользователи никак не взаимодействуют с данными соседей по облаку.

Плюсы: экономия средств на приобретение и обслуживание оборудования, хорошая доступность с любого устройства, масштабируемость и гибкость — если нужно больше гигабайт памяти, легко увеличить объём хранилища.

Минусы: зависимость от интернет-соединения; риски, связанные с безопасностью данных.

Частное облако используется только одним клиентом и проектируется в соответствии с его требованиями. Как правило, оно представляет собой изолированный физически центр обработки данных. Провайдером может быть как IT-служба предприятия, так и внешний поставщик мощностей.

Плюсы: повышенный уровень безопасности данных и контроль облачной среды, увеличение производительности центра обработки данных.

Минусы: большие затраты на организацию и эксплуатацию хранилища, трудности масштабирования мощностей.

Помимо частного и публичного облака есть также третий тип принадлежности инфраструктуры — гибридный. Гибридное облако объединяет хранение данных в публичном облаке и локальной среде предприятия.

Плюсы: хорошая управляемость, удобная среда для разработки и тестирования приложений, оптимальное распределение ресурсов без переплат, маневрирование расположением данных.

Минусы: необходимость детального проектирования инфраструктуры; плата выше, чем при использовании публичного облака.

Способы хранения данных в облаке, их преимущества и недостатки

Если рассматривать облако с точки зрения его внутреннего устройства, то можно выделить следующие виды облачных хранилищ: файловое, блочное и объектное.

Файловое хранилище спроектировано схожим образом с обычными компьютерами: оно состоит из множества вложенных папок, в которых лежат файлы. Основные преимущества таких хранилищ — интуитивно понятный интерфейс, неограниченность совместного пользования и невысокая цена. Наиболее ощутимым недостатком является тот факт, что по мере роста системы из-за усложнения навигации уменьшается скорость доступа к файлам.

Примеры: Яндекс.Диск, Dropbox, Облако Mail.ru

В блочном хранилище данные разбиваются на блоки одинакового размера. В отличие от файлов блоки представляют собой кусочки данных с идентификаторами расположения, а не самостоятельный объект. К плюсам таких систем можно отнести быстродействие, легкость модификации файлов и гибкость управления доступом к данных. Минусы блочных хранилищ — ограниченность метаданных и оплата всего выделенного объёма памяти, даже если он не используется целиком.

Пример: Amazon Elastic Block Storage (EBS)

Объектное хранилище содержит данные в виде разнородных объектов, которые существуют в едином пространстве без уровней вложенности. Доступ к таким объектам возможен только через программный интерфейс (API), и это главное неудобство в использовании объектных хранилищ. Их преимущества — это легкая масштабируемость, широкий функционал управления данными и оплата за фактически используемый объём ресурсов.

Пример: Amazon Simple Storage Service.

Как пользоваться облаком?

Чтобы пользоваться публичным облаком в личных целях, например, для хранения фотографий, обычно требуется лишь доступ к веб-приложению, регистрация аккаунта и оплата услуг хранилища. Большинство популярных хранилищ также предлагают возможность бесплатного использования с ограниченным объёмом памяти. Так, Яндекс.Диск предоставляет бесплатно 10 Гб памяти, Google Диск — 7 Гб, а Microsoft OneDrive — 15 Гб.

После авторизации в облачное хранилище можно загружать и скачивать файлы на компьютере, планшете или смартфоне. Некоторые хранилища предусматривают синхронизацию — автоматическую онлайн-загрузку в облако файлов с подключенных устройств.

Для корпоративных облачных хранилищ помимо стандартных условий доступа обычно требуется соединение с сервером VPN через корпоративную сеть, либо с помощью виртуальной частной сети VPN через интернет. На базе частных облаков не только хранят данные, но и создают собственные программные решения или разворачивают уже готовое программное обеспечение, взятого в аренду у облачного провайдера.

Для чего нужно облако?

Задачи, которые решает облако, зависят от модели облачного сервиса — используются ли только мощности и объём памяти серверов или они поставляются вместе с программными инструментами.

Существуют следующие типы облачных услуг:

• IaaS (англ. Infrastructure-as-a-Service, «инфраструктура как сервис») — предоставление в аренду серверной инфраструктуры, сетевых коммуникаций, оборудования для хранения данных. В этом случае на базе облака делают программные решения для компании или проекта — ERP-системы, терминальные серверы, удаленные офисы, базы данных — или создают свой IT-продукт с нуля. Этой моделью пользуются компании-разработчики программ и приложений, операторы информационных систем или администраторы баз данных, и она не предназначена для конечного пользователя.
• PaaS (англ. Platform-as-a-Service, «платформа как сервис») — предоставление в аренду инфраструктуры и компонентов промежуточного программного обеспечения. В числе таких программных инструментов, служащих платформой для новых разработок, могут быть системы искусственного интеллекта, аналитика больших данных или технология блокчейна. Среда PaaS позволяет собирать новое ИТ-решение на основе готовых компонентов и управлять всеми вспомогательными продуктами в рамках единой платформы. Облачная модель PaaS, как и IaaS, предназначена для бизнеса, не для отдельно взятых физических лиц.
• SaaS (англ. Software-as-a-Service, «программное обеспечение как сервис») – предоставление заказчикам полностью готовых к использованию программ и приложений, развернутых на облачной платформе. SaaS – самый привычный для конечных пользователей тип облачных услуг. По этой модели, помимо хранилищ данных, работают сервисы электронной почты, мессенджеры, онлайн-кинотеатры, социальные сети. Корпоративные клиенты могут использовать SaaS для автоматизации отдела продаж, управления связями с клиентами, проектами или веб-контентом.

Необходимо отметить, что две последние модели облачных услуг, которые предусматривают аренду программного обеспечения, уже относятся к облачным вычислениям — в том числе, облачные хранилища.

Заключение

Мы привели различные определения понятия «облачное хранилище», выяснили, почему оно называется облачным и какими бывают облака по типу их принадлежности. Также мы рассмотрели способы хранения данных в облаке, узнали, для чего нужны облачные хранилища и какие существуют модели облачных услуг.