Облачное хранение данных: Как работает хранение данных в облаке?

Дискеты, CD, DVD, USB-флешки, портативные жесткие диски — за прошедшие годы значительно изменились не только компьютеры и их производительность, но и тип и емкость внешних носителей информации. Благодаря облачным хранилищам сегодня существует даже такое решение для хранения данных, при котором вам даже не нужно собственное оборудование, чтобы хранить и просматривать фотографии, видео или документы вне своей системы. При облачном хранении вы, как правило, используете аппаратные ресурсы поставщика услуг онлайн-хранения с соответствующей ИТ-инфраструктурой. Но как это работает на самом деле? И каковы преимущества и недостатки резервного копирования данных в облаке?

Облачное хранилище предоставляется пользователям через сеть (обычно интернет). Эта память располагается не на собственном устройстве пользователя, а на одном или нескольких внешних серверах. В большинстве случаев это серверы специальных провайдеров, которые предоставляют место для хранения данных частично бесплатно, частично за ежемесячную или ежегодную плату, вносимую через интернет. Такая модель обслуживания, при которой объем, а значит, и стоимость приобретаемых ресурсов хранения можно регулировать в любое время, также называется публичным облачным хранилищем.

Альтернативой этому является так называемое частное облачное хранилище, которое располагается на серверах в частной сети — как правило, в сети компании — и доступ к нему могут получить только пользователи этой сети. В этом случае оператор (сама компания или третья сторона) имеет полный контроль над хранилищем, но также отвечает за необходимое оборудование и администрирование. Гибридное облачное хранилище — это также третий вариант, в котором частное внутреннее облачное хранилище связано с внешним онлайн-хранилищем. Это особенно интересно для компаний, которым требуется внутреннее пространство для хранения конфиденциальных данных, с одной стороны, и общедоступные, легко масштабируемые емкости — с другой.

Независимо от типа облачного хранилища, принцип работы можно объяснить следующим образом: Поставщик услуг хранения (внутренний или внешний) предоставляет ИТ-инфраструктуру, которая обеспечивает бесперебойное и безопасное управление необходимыми серверами. Эти серверы функционируют не как независимые системы в рамках предлагаемой услуги облачного хранения, а как группа. Для этого дисковое пространство (вместе с другими компонентами, такими как память или процессор) виртуализируется с помощью гипервизоров. Эти уровни абстракции, которые являются посредниками между реальным оборудованием и виртуальной средой (также называемые VMM — мониторы виртуальных машин), делятся на два типа:

• Гипервизор первого типа (bare-metal): программное обеспечение для виртуализации, которое устанавливается непосредственно на хост-систему и не требует предустановленной операционной системы; требует соответствующих драйверов (пример: VMware vSphere).
   
• Typ-2-Hypervisor (hosted): Программное обеспечение виртуализации, требующее наличия полной, установленной операционной системы на хосте; использует драйверы устройств операционной системы для доступа к оборудованию (пример: Oracle VM VirtualBox).

Доступ к виртуализированному хранилищу обычно осуществляется с помощью соответствующего программного обеспечения. Публичные облачные сервисы хранения данных обычно предлагают не только веб-приложение, которое можно вызвать через браузер, но и специфические для конкретной платформы приложения для различных устройств. С их помощью пользователи могут войти в систему, а затем получить доступ к памяти. Уже созданные резервные копии файлов можно получить с любого поддерживаемого устройства (компьютера, планшета, смартфона и т.д.) при наличии активного интернет-соединения. Однако для использования частного облачного хранилища требуется подключение к соответствующей внутренней сети или VPN (виртуальная частная сеть).

В связи с высокими требованиями, которым должно отвечать решение для облачного хранения данных, операторы полагаются на архитектуру хранения данных, которая превосходит по производительности традиционные файловые хранилища. Этот тип хранения, основанный на иерархически организованной файловой системе, хорошо подходит в качестве стандартного решения для обычных пользовательских устройств — но он вряд ли подходит для управления миллиардами файлов, включая метаданные. Поэтому облачные сервисы хранения данных используют две альтернативы для форматирования памяти собственных серверов:

1. блочное хранение
2. объектное хранение

Блочное хранение — это гибкая и логически структурированная модель хранения, в которой все данные делятся на блоки данных одинакового размера, которые, в свою очередь, получают собственные адреса. Адреса физических ячеек памяти абстрагированы, поэтому фактическое местоположение блоков памяти не имеет значения для хранения файлов. Жесткий диск или сервер, на который попадают новые данные, расположение отдельных блоков и порядок доступа к ним можно легко регулировать с помощью программного обеспечения. В облаке блочное хранение особенно подходит в качестве формата хранения для приложений баз данных и других программ, работающих со структурированными данными.

Объектное хранение — это система хранения, в которой файлы хранятся как объекты, включая соответствующие метаданные. Каждый объект получает уникальный идентификационный номер, который может быть использован приложениями для управления им без необходимости контроля доступа. Изменять сохраненные объекты невозможно — при любых изменениях создается новый объект, содержащий адаптированную версию исходного файла. Это делает объектное хранение оптимальным форматом облачного хранилища для решений по резервному копированию и архивированию. Кроме того, объектное управление хорошо подходит для хранения мультимедийных файлов, таких как музыка, видео или фильмы, которые доступны только для чтения (например, при использовании потоковых сервисов).

Хранение файлов в облаке может иметь смысл по многим причинам. Одно из самых важных преимуществ этого решения для хранения данных: Оно избавляет вас от покупки и управления собственным оборудованием. Если вы не решитесь на внутреннее облачное решение, ответственность за всю базовую инфраструктуру лежит на провайдере. Если вы используете облачное хранилище для резервного копирования данных, аутсорсинг ресурсов имеет дополнительное преимущество: оригинал и резервная копия не находятся в одном месте. Это предотвращает полную потерю данных в результате пожара или кражи. Другими преимуществами облачного хранения данных являются:

• Гибкость: Вы арендуете облачное хранилище, когда оно вам необходимо, и отменяете аренду, когда потребность в нем отпадает. Однако если вы полагаетесь на собственное оборудование, то обычно не сможете легко избавиться от него, если вам понадобится только меньший объем памяти.
   
• Масштабируемость: Виртуализация среды хранения позволяет вам выбрать нужный объем хранилища, который может быть скорректирован в любой момент, когда вам понадобится больше или меньше места.
   
• Доступность: Публичное облачное хранилище доступно в любое время и с любого устройства, если у вас есть активное подключение к Интернету. Поэтому вы можете получить доступ к своим файлам в пути.

Облачные хранилища во многих отношениях оказываются интересной и мощной альтернативой традиционным решениям для хранения данных. Однако есть сценарии, в которых резервное копирование файлов в облаке связано с недостатками. Прежде всего, это зависимость от интернет-соединения или соответствующего интранет-соединения с внутренним частным облачным сервером. Здесь играет роль стабильность — если соединение не работает, доступ к облачному хранилищу также будет закрыт. Доступная пропускная способность имеет решающее значение для бесперебойной передачи данных, что может стать проблематичным, особенно при доступе через мобильную сеть. Облачное хранилище также имеет следующие недостатки:

• Зависимость от провайдера: Выбирая внешнее облачное хранилище, вы автоматически попадаете в зависимость от провайдера. Нельзя исключать нежелательные изменения в предложении или прекращение предоставления услуги.
   
• Безопасность: Передача данных через сетевые границы сопряжена с рисками безопасности — не все провайдеры предлагают шифрование хранимых данных. Кроме того, используемая (провайдером) ИТ-инфраструктура является привлекательной целью для атак.
   
• Защита данных: Когда речь заходит о защите данных, хранение данных в облаке является принципиально проблематичным.