какие модели развертывания облачных хранилищ данных
Облачные вычисления
Облачные вычисления — это модель предоставления вычислительных и сетевых ресурсов, а также хранилищ данных и других IT-ресурсов по требованию посредство сети интернет. Особенность этой модели в том, что ресурсы можно получать с оплатой по факту их использования. Второе название облачных вычислений — cloud computing (англ. версия названия), или вычисления, которые выполняются в облаке, и эта услуга доступна как онлайн-сервис.
Предыстория появления облачных вычислений
Первые попытки объединить вычислительные ресурсы и раздавать их, словно куски большого пирога, между разными пользователями, делались еще в 60–х годах прошлого века. Но в том виде, в котором мы знаем, что это, вычисления в облаке появились благодаря компании SalesForce, которая первой начала предоставлять по подписке CRM-систему. Дальнейшее развитие этого направления связывают с компанией Amazon, которая сегодня является крупнейшим поставщиком облачных услуг на платформе AWS. Ее главные конкуренты на мировом рынке — Azure Microsoft и Google Clouds. В России подобные услуги предлагают компании Mail.Ru Cloud Solutions, Selectel, «Ростелеком», «Яндекс» — это кратко, на самом деле их в разы больше.
Как работают облачные вычисления
Облачные вычисления предполагают наличие двух участников (в некоторых моделях развертывания это может быть одна компания). Первый (провайдер) строит дата-центр, размещает там серверы и системы хранения данных, прокладывает сетевое оборудование и разворачивает программное обеспечение, которое управляет IT-хозяйством и грамотно распределяет его между пользователями. Второй — пользователь, компания-клиент — заключает договор с провайдером и запрашивает у него определенный пул ресурсов: любое количество процессоров, объем памяти для хранения, ширина интернет-канала, количество IP-адресов, инструменты управления ресурсами (например, балансировщик).
Характеристики вычислений в облаке
Выделение ресурсов по запросу пользователя
Работа строится по принципу самообслуживания. Это когда клиент сам решает, сколько ресурсов и когда ему потребуется. Запросить ресурсы можно самостоятельно через личный кабинет на платформе облачного провайдера. При этом клиенту не нужно связываться по телефону, электронной почте или другим каналам с менеджерами провайдера. Вместо этого он получает необходимую вычислительную мощность через пару минут после манипуляций в личном кабинете.
Этот принцип удобен компаниям, которые сталкиваются с нерегулярной нагрузкой на свои сервисы. Например, ночью у их клиентов минимальная активность, поэтому им нужно меньше ресурсов. И, наоборот, потребность в них резко возрастает перед новогодними праздниками, в дни распродаж, после запуска масштабных рекламных кампаний.
Оплата за потребленные ресурсы
Собственные дата-центры принято строить с запасом, чтобы они справлялись с растущими нагрузками без модернизации оборудования. Технологии облачных вычислений избавляют от этого. Оплата за использование взымается помесячно по факту — когда будут подсчитана мощность процессоров, объем хранилища и другие параметры арендованных ресурсов. Это удобно, так как компания не переплачивает не за неиспользуемые мощности, избавлена от капитальных затрат, которые обязательно возникают при строительстве своего ЦОДа, и может планировать расходы на IT-инфраструктуру в долгосрочной перспективе.
Бесшовное объединение ресурсов
Провайдер может иметь любое количество серверов, систем хранения, коммутаторов и входящих интернет-каналов, но это не принципиально для пользователей. Специальное программное обеспечение объединяет доступные ресурсы так, что платформа выглядит единым целым. А ее клиенты получают от него свою порцию любых размеров. Если провайдер захочет увеличить количество серверов в стойке, закупить партию быстрых SSD-накопителей, это не отразится на его клиентах и работе сервисов: масштабирование пройдет незаметно, а суммарная емкость дата-центра увеличится.
Возможности гибкого масштабирования
Компания, которая выбрала вычисления в облаке, получает все инструменты для быстрого роста, не привязываясь к размерам IT-инфраструктуры. Так как инфраструктура находится в облаке и легко масштабируется, темпы развития ничто не сдерживает.
Еще одна выгода, которую получает бизнес, заключается в экономии человеческих ресурсов. Компании не нужно содержать штат технических специалистов, а это рабочие места, заработная плата, социальное обеспечение и регулярное повышение квалификации. Достаточно одно-двух инженеров, которые будут заниматься вопросами работы сервисов в облаке, а перечисленные выше задачи берет на себя провайдер. Он же следит за тем, чтобы оборудование стабильно работало и клиентские сервисы не останавливались. Сами клиенты могут сосредоточиться на приоритетных задачах, пока их IT-парк гибко подстраивается под их текущие потребности.
Развертывание мощностей за несколько минут
Если в компании открывается один или несколько филиалов, масштабы бизнеса изменились — это не будет поводом для инвентаризации IT-оборудования. Вместо этого системный инженер изменит объем вычислительных ресурсов в личном кабинете на облачной платформе. Изменения вступают в силу через несколько минут. Это позволяет повысить качество обслуживания клиентов и не привязываться к физическому «железу» при кратко- и долгосрочном планировании.
Прозрачное ценообразование
Услуги облачного провайдера можно оценить количественными показателями. Это важно компаниям, которые строго контролируют финансовые потоки. Счет за использование ресурсов в облаке выставляется по итогам месяца. По нему можно сделать вывод, какие ресурсы были максимально востребованы и в какие периоды, а также спрогнозировать затраты в будущем.
Высокая доступность вычислительных ресурсов
Провайдеры и их клиенты заключают договор, в котором описан порядок предоставления вычислительных ресурсов в облаке и обязанности/ответственности сторон. Задача провайдера — сделать так, чтобы заинтересовать как можно больше клиентов, а для этого услуги должны предоставляться без задержек и остановок, а системы хранения быть отказоустойчивыми.
Бизнес понимает, что даже получасовой простой приведет к оттоку клиентов и негативно скажется на репутации, поэтому выбирает провайдеров с дата-центрами, у которых высокий уровень надежности (определяется параметром Tier) и есть четкое SLA — соглашение об оказании услуг. В последнем прописывают, какое время в течение года сервисы клиента могут быть недоступными. Обычно это время, необходимое для регулярного сервисного обслуживания.
В облачной модели техподдержка работает в режиме 24/7. Инженеры, к которым можно обратиться онлайн или по телефону, имеют высокий уровень компетенции и оперативно отреагируют на проблемы, возникающие в работе с облачными ресурсами.
Выгоды для провайдеров и их клиентов
Услуги облачных вычислений представляют собой модель взаимодействия, в которой заинтересованы обе стороны. Провайдеры могут продать вычислительные мощности в облаке так, чтобы у них не оказалось невостребованных ресурсов (серверов, систем хранения данных.). Их клиенты получают другие преимущества: фактическую оплату за потребленные ресурсы, гибкое масштабирование в зависимости от потребностей, уход от капитальных издержек на содержание IT-инфраструктуры.
Компании переходят на облачную модель вычислений, чтобы избавиться от покупки и сопровождения «железа» там, где нужно быстро разворачивать новые среды для разработки и тестирования, получить динамическое распределение нагрузки, требуется высокая эластичность, масштабируемость и независимость от физического оборудования, прозрачный контроль над затратами на IT-инфраструктуру.
Модели развертывания
Облачное вычисление данных предполагает три базовых модели развертывания ресурсов.
Иногда в этой классификации выделяют еще общее облако (облако сообщества или Community cloud). Это разновидность публичного облака, предназначенная для использования членами одного сообщества или пользователей, объединенных общими целями.
Облачные вычисления как услуга
Какое понятие связано с облачными вычислениями? Обычно это определение часто употребляется применимо к IaaS, PaaS и SaaS. Все это — модели обслуживания клиентов в облаке. Именно под такими названиями их предлагают облачные провайдеры, они же поставщики облачных услуг.
Инфраструктура как услуга, где пользователь получает в аренду от поставщика только вычислительные ресурсы. Это так называемая lite-версия облачных вычислений и модель, которую проще и дешевле всего реализовать. Провайдер гарантирует пользователям работоспособность их сервисов на уровне сервера. В чистом виде IaaS работает по принципу виртуального ЦОДа, когда поставщик на одну или несколько машин устанавливает специальное ПО, а пользователи через его интерфейс разворачивают любое количество виртуальных машин. Также примерами IaaS можно считать выделенные (Dedicated) и виртуальные приватные/выделенные (VPS/VDS) серверы.
Плюсы IaaS в простоте аренды, доступной даже для малого бизнеса стоимости, возможности устанавливать любые операционные системы и прикладные программы. Из минусов то, что компании вынуждены обращаться к услугам компьютерных специалистов для управления виртуальной IT-инфраструктурой, а вычислительные и другие возможности напрямую зависят от физических серверов и ПО, которое на них устанавливает провайдер.
IaaS можно воспользоваться у любой компании, которая предлагает услуги аренды инфраструктуры в облаке. В их числе большое количество российских облачных провайдеров. IaaS идеален для размещения веб-сайтов любых размеров и содержания, тестирования и разработки приложений, хранения данных (резервное копирование), высокопроизводительных вычислений и анализа big data.
Платформа как услуга, где поставщик предлагает пользователям доступ к программной платформе. Пользовать арендует вычислительную мощность процессоров, определенный объем дисковых накопителей под свои базы данных, получает канал для передачи данных, белые IP-адреса, дополнительные инструменты вроде балансировщика и другие. Он может использовать любое количество виртуальных машин и устанавливать программное обеспечение в зависимости от потребностей. Это оптимальное решение для крупных компаний, которые ищут надежность и масштабируемость в разворачивании решений и их последующей эксплуатации.
К плюсам PaaS относят эластичность модели предоставления вычислительных ресурсов в облаке, высокую скорость разворачивания, большой список дополнительных услуг, инструментов в облаке и подключаемых сервисов, гибкую систему оплаты, которая линейно зависит от потребленных ресурсов. Минус в том, что компании-клиенту нужно иметь в штате минимум одного технически подкованного специалиста, который будет заниматься IT-инфраструктурой.
Самые известные примеры PaaS — сервисы Amazon (платформа AWS), Windows Azure, Oracle Cloud Platform. Их услугами пользуются компании, которые ищут стабильную среду для разработки и тестирования приложений, занимаются бизнес-аналитикой и прогнозированием.
Программное обеспечение как услуга, где пользователь получает в распоряжение готовый набор приложений от поставщика услуги. Наиболее простое для понимания определение этого понятия— когда вы работаете в облаке, используя лишь необходимое программное обеспечение и не думаете о том, какие вычислительные и другие ресурсы за этим стоят.
Плюс SaaS в том, что от пользователя полностью скрыты техническая сторона вопроса, а сроки заказа и получения услуги минимальны — приступать к использованию облачных вычислений можно через несколько минут после ее активации. Минусы — ограниченный перечень ПО, доступный в этом формате, и ограниченные возможности для настройки программы. В большинстве случаев пользователь сильно зависит от стабильности работы SaaS-провайдера и услуга обходится дороже, когда речь идет о разворачивании объемных решений в облаке (за которыми стоят крупные заказчики).
Самые популярные примеры SaaS’ов — офисные приложения Microsoft Office 365 и «Битрикс 24». Программным обеспечением как услугой пользуются для организации доставки электронной почты, систем CRM (для управления связями с клиентами) и ERP (для планирования ресурсов компании), а также систем управления документооборотом на предприятии.
У вас похожая задача? Оставьте заявку, и наши специалисты свяжутся с вами в ближайшее время и подробно проконсультируют.
Что такое облачные хранилища и как используются
Модель облачного хранилища похожа на «каршеринг СХД». Вместо вложений времени в организацию ЦОД, а позже в регулярное обслуживание, мы обращаемся в компании, у которых уже это есть — к поставщикам облачных хранилищ.
В ЦОД компаний-поставщиков стоят бесконечные серверные стойки с оборудованием, за которыми следят системы безопасности и профессиональные администраторы. Тем самым поставщик снимает заботы о безопасности информации с клиента.
В модели две стороны: клиент и поставщик услуги (провайдер). Клиент арендует место на серверах провайдера, сохраняет на них документы, приложения, статический контент сайтов, получая доступ к ним удаленно. Поставщик организует хранение, обслуживание, безопасность и доступ к данным. Эта модель имеет несколько преимуществ.
Преимущества облачных хранилищ
Экономия. Для собственной СХД понадобятся: помещение, стойки, серверы, охлаждение, оборудование для инфраструктуры. Потребуется организовать резервное копирование с покупкой ПО и дополнительных накопителей. А еще все это должны обслуживать администраторы, например, проводить периодические профилактические работы с отключениями и обновлениями.
В случае с облачным хранилищем большинство операционных расходов сокращаются, а капитальные отсутствуют.
Надежность. Облачные хранилища обслуживаются инженерами со специализированным опытом в эксплуатации систем такого типа. Администраторы провайдеров регулярно обновляют железо, улучшают ПО, работают над безопасностью.
При этом данные хранятся «с запасом»: для хранения 1 Гб данных клиента поставщик резервирует чаще всего многократно (в нашем облачном хранилище троекратно, то есть вместо 1 Гб резервируется 3 Гб). Серверы часто распределены по нескольких городам или странам, что добавляет отказоустойчивости при форс-мажорах.
Безопасность. Здесь два аспекта: физический доступ и безопасность передачи данных.
Доступность. Данными можно управлять через графические интерфейсы, консоль или API.
Масштабирование. Объем быстро увеличивается за счет подключения дополнительных серверов и СХД. В физическом варианте это также быстро, но только если заранее позаботится о масштабировании. А еще будет дорого и «vendor lock-in». Это значит, что вы будете привязаны к поставщику (вендору) и его платформе, технологиям, ПО. Когда захотите сменить поставщика, придется строить все заново, потому что все железо и ПО завязано на вендоре.
Управление расходами. Платить нужно ровно столько, сколько потреблять ресурсов. В объектных хранилищах есть классы — стандартное, «холодное», «ледяное». Классы помогают управлять стоимостью хранения. Например, когда к данным нужно часто обращаться, можно платить дороже за хранение, но дешевле за трафик (обращения), Для архивов наоборот — можно платить за извлечение файлов дороже, но за хранение дешевле, потому что к ним редко обращаются.
Бизнес-процессы упрощаются, когда облачное хранилище доступно для сотрудника, например, из дома на выходных. А еще не забываем о восстановлении данных, когда бизнес-процессы не прерываются форс-мажорами из-за потери документов или репозитория.
Для чего используется хранение в облаке
Но чаще встречается пять сценариев:
Резервное копирование и восстановление. Большинство файловых систем облаков совместимы с базами данных, поэтому хранилища часто используют для резервирования, например, при обновлениях. Резервирование в облаке проще настроить, при этом надежность хранения данных лучше, потому что провайдер услуги распределяет копии по ЦОДам.
Разработка ПО и тестирование. Часто разработка требует дублирования сред, которые потом нужно удалять, и совместной работы. Использование облачных ресурсов для этого — стандартная практика среди разработчиков ПО. Также, облака интегрируются с разными приложениями без дополнительных «костылей».
Совместный доступ. Например, для команд разработки и тестирования из разных офисов или городов. Если данные хранятся на сервере внутри сети предприятия, часто нужен VPN. Но можно обойтись без этого и перенести часть общих файлов, к которым обычно и нужен доступ, в облачное хранилище.
Миграция данных в облако облегчает обслуживание своей инфраструктуры, но это серьезная задача, требующего многолетнего опыта у системного администратора. Однако есть сервисы, облегчающие этот процесс.
Big Data и IoT. Например, для Big Data массив данных в 100 Терабайт не так уж много, но держать на локальных серверах такой объем дорого, поэтому для этого часто используют облака. Хранить в «облаке» массивы удобно: в облачных сервисах обычно высокая пропускная способность, низкие задержки, и возможность настроить запросы не извлекая данные.
Типы облачных хранилищ
Хранить массив данных для Big Data и архив корпоративных документов вместе нецелесообразно. Под каждую задачу требуется свой тип облачного хранения: объектное, блочное или файловое.
Блочное хранилище
В этом типе файлы делятся на одинаковые части — блоки (chunk). У каждого блока есть свой идентификатор (location ID), по которому система хранения быстро собирает блоки обратно в файлы.
Преимущества. У блочных хранилищ данные пользовательские среды разделены. Это позволяет распределять данные по нескольким средам и давать к ним отдельные доступы.
Низкие задержки. Все ОС видят блочные СХД как диски и могут подключаться к ним через Fiber Channel или iSCSI.
Как используют. Часто интегрируют с корпоративными базами данных. Например, Oracle используют блочные системы.
Недостатки. Отсутствие метаданных ограничивает управление данными. Дополнительная информация о блоках нагружает базу данных. Даже без этого настройка блочного хранилища создает дополнительную работу: выбор файловой системы, разрешения, управление версиями, резервное копирование.
Также этот тип один из самых дорогих, потому что нужно платить за все выделенное пространство, даже если оно пустует.
Файловое хранилище
Организация хранения в файловых хранилищах знакома:
Хранение организовано иерархически. Чтобы найти файл, нужно знать полный путь: к каталогу, подкаталогу, папке и к файлу. К файловому хранилищу могут иметь доступ как серверы, так и ПК.
Преимущества. Данные организованы в иерархическое дерево каталогов, как в других ОС, например, в Windows, и работа с файлами интуитивно понятна. Файлы в облако загружают через веб-интерфейс или отдельную локальную папку.
Как используют. Для совместной (и одновременной) работы, потому что:
Системы хранения файлов подходят для больших объемов структурированных данных. Например, для компаний, которые разрабатывают ПО или анализируют данные, когда требуется, чтобы несколько серверов одновременно получали доступ и изменяли несколько файлов.
Недостатки. Такой тип хранения плохо масштабируется. С ростом объема данных, иерархия и разрешения усложняются настолько, что мешают ориентироваться и замедляется работа самой системы. Поэтому такой тип редко используют в дата-центрах.
Объектное хранилище
Относительно новый и универсальный способ хранения данных. Подходит для любых данных: логи, бухгалтерская отчетность, фильмы, презентации, фотографии, программы или статические сайты.
Универсальность достигается за счет того, что файлы хранятся как объекты с набором свойств. Свойства хранят идентификатор и метаданные:
Преимущества. Благодаря идентификаторам структура плоская — нет иерархии, что позволяет масштабироваться до сотен Петабайт. При этом метаданные можно настроить под конкретные требования приложения: уточнить, переписать, расширить.
К данным удобно обращаться приложениям — поддерживается параллельный доступ через разные протоколы, а также API. Все это достаточно безопасно — у современных объектных хранилищ высокий уровень надежности и низкая удельная стоимость хранения.
Как используют:
Недостатки. 128-битный идентификатор добавляет сложности с именованием объектов. Например, поэтому существует Digital Asset Managers (DAM), как ПО, которое накладывает организационную схему поверх хранилища объектов. Такое дополнительное ПО придется использовать для компаний, что производят, например, видеоконтент.
Другой недостаток — нельзя записать файл в объектное хранилище, перетащив из папки в папку. Для взаимодействия используется программный интерфейс — API. Но у некоторых облачных провайдеров, кроме API, реализованы графические интерфейсы для загрузки и управления (перетаскивания) файлами. Например, в Selectel есть панель OpenStack Swift, которая устраняет этот недостаток. Рассмотрим, как это работает.
После регистрации и подтверждения почты, зайдем в личный кабинет. Дальше «Хранилище» — «Облачное хранилище».
Без группировки трудно управлять большим количеством объектов. Один из способов обойти это ограничение — контейнеры. Они логично связываются, например, с отдельным проектом. Создаем контейнер.
Выбираем тип, класс хранения и добавляем название. Контейнер видно на вкладке «Контейнеры» в «Хранилище».
Чтобы добавить файлы, нажмем на название контейнера.
Добавляем файл — нажимаем «Выберите файлы…» (также можно перетащить).
На вкладке показываются загруженные файлы. Ограничений объема файлов нет, но этот параметр, как и другие, можно указать в настройках контейнера.
Кроме панели, с файлами возможно работать, например, через S3cmd — интерфейс командной строки для работы с сервисами, поддерживающими HTTP API Amazon S3. Инструкции, как установить S3cmd и загружать файлы, подробнее описаны в базе знаний.
Заключение: главное преимущество облачного хранилища
Это снижение операционных расходов. «Самодельные» решения (и дешевые, и дорогие), нужно администрировать, бэкапить, обновлять, когда выходят уязвимости. Это отдельная работа, которой должен заниматься отдельный человек. Содержать для этого системного администратора в долгосрочной перспективе, иногда выходит дороже, чем единоразово купить все оборудование (капитальные затраты) для хранения. Облако — альтернатива собственным СХД для хранения в корпоративной системе, которое снимает большой пласт проблем и операционных расходов.