XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Человечество создавало огромное множество хранилищ для информации начиная с книг и виниловых дисков, заканчивая CD-дисками и USB-накопителями, однако наступило время цифровизации и виртуализации. Это означает, что от оборудования происходит переход к функциям.

Самой новейшей такой технологией является облачное хранилище.

Облачное хранилище данных — модель онлайн-хранилища, в котором данные хранятся на многочисленных распределённых в сети серверах, предоставляемых в пользование клиентам, в основном, третьей стороной. В отличие от модели хранения данных на собственных выделенных серверах, приобретаемых или арендуемых специально для подобных целей, количество или какая-либо внутренняя структура серверов клиенту, в общем случае, не видна. Данные хранятся и обрабатываются в так называемом «облаке», которое представляет собой, с точки зрения клиента, один большой виртуальный сервер. Физически же такие серверы могут располагаться удалённо друг от друга географически.

Как работает облачное хранилище?

Публичное облако – это виртуализированная система хранения, услуги которой предоставляет внешний провайдер. В его дата-центре хранятся данные многих клиентов, на условиях «многоарендности», без взаимного влияния друг на друга. Благодаря централизованному и качественному использованию ресурсов удается достичь ценовой эффективности.

Частное облако - виртуализированная система хранения, созданная индивидуально для предприятия. В ней имеется отдельный дата-центр (ЦОД) в виртуализированной инфраструктуре которого хранятся данные и работают программы предприятия. В этом случае роль провайдера облачных услуг чаще всего выполняет ИТ-служба предприятия.

Серверы частного или публичного облака работают не как независимые системы внутри структуры облачного хранилища, а как единая группа серверов. Для этой цели дисковое пространство вместе с другими компонентами сервера (например, CPU или оперативной памятью) виртуализируется с использованием гипервизоров.

Поверх гипервизора будут работать уже не физические серверы, CPU и накопители данных, а виртуальные серверы. А в них – виртуальные машины VM (Virtual Machine), которые с точки зрения функционала аналогичны физическим устройствам. Но они обладают замечательным свойством: могут адаптироваться под конкретные требования, могут быстро мигрировать между физическими серверами и даже дата-центрами.

Что делает гипервизор? Гипервизоры бывают двух типов:

Программное обеспечение для виртуализации передаётся непосредственно на физическое серверное оборудование и не требует для своей работы предварительно установленной на нем операционной системы.

ПО виртуализации требует полнофункциональной операционной системы, установленной на физический сервер.

В обоих случаях виртуализация обеспечивает гибкость функций, легкость масштабирования и простоту изменений.Важно понимать, что файлы хранятся не на вашем ПК, а на чужом. Недостаток здесь в том, что компания в какой-то момент может выключить сервера для проведения профилактических работ, а значит, доступ к файлам временно будет невозможен.

На сегодняшний день для работы с сервисом облака необязательно пользоваться интернет браузером. У всех компаний есть специально приложение, которое можно установить на компьютер или смартфон. Дальше вы вводите свои данные и можете работать, например, загружать файлы в облако. Некоторые облачные хранилища позволяют редактировать файлы или папки. Допустим, вы изменили на своем ПК какой-то текстовый файл, если этот файл находится и в облаке, то изменения произойдут и там. То же самое наоборот – если изменение в файле произошли в облаке, то тут же на компьютере этот же файл обновится.

Плюсы и минусы облачного хранилища

Давайте сначала посмотрим на преимущества и недостатки облака, а потом рассмотрим некоторые сервисы, которые можно использовать для своих нужд.

Достоинства облака:

Доступ к файлам с любого устройства, будь это компьютер или смартфон.

Совместная работа компаний и пользователей с документами и файлами.

Вероятность утери файлов из-за сбоев оборудовании сводится к нулю.

Вы платите только за конкретный объем пространства.

Высокая защита ваших файлов и создание резервных компаний со стороны провайдера.

Недостатки облачного хранилища:

По статистике некоторые компании отказываются использовать облачные хранилища из-за безопасности, но это в последний раз это было только в 2011 году.

Хакеры могут получить ваши файлы.

Иногда цена за общий объем дискового пространства может быть очень большой.

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 при передаче информации.

Как используют. Часто интегрируют с корпоративными базами данных.

Когда скорость ввода-вывода данных и низкая задержка, критичны.

Когда заранее неизвестен объем данных. Вместо жесткого диска к серверу подключают блочное хранилище, чтобы СУБД писала данные на него. Когда заканчивается место — докупается еще и сервер БД увеличивает емкость без переездов и настроек.

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:

информация хранится в файлах;

файлы в папках;

а папки объединены в подкаталоги и каталоги.

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, 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:

легко ориентироваться;

администратор может настроить доступ и права доступа к файлам

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.

Идентификатор (один) — 128-битное число. Обычно называется универсально (UUID) или глобально (GUID) уникальным идентификатором.

Метаданные: имя, координаты, размер, имя автора и другая информация для идентификации объекта.

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 протоколы HTTP и S3. Все это достаточно безопасно — у современных объектных хранилищ высокий уровень надежности и низкая удельная стоимость хранения.

Как используют.

Для хранения больших наборов данных, например, резервных логов.

Для хранения и раздачи контента мобильных и веб-приложений: изображений, образов, обновлений ПО.

E-commerce, чтобы хранить статический контент интернет-магазинов, например.

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.

Заключение: главное преимущество облачного хранилища

Это снижение операционных расходов. «Самодельные» решения, нужно администрировать, 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 для хранения. Облако — альтернатива собственным, СХД для хранения в корпоративной системе, которое снимает большой пласт проблем и операционных расходов.

Список литературы:

[Электронный ресурс]: https://ru.wikipedia.org/wiki/Облачное_хранилище_данных

[Электронный ресурс]: https://itelon.ru/blog/oblachnye-sistemy-khraneniya/

[Электронный ресурс]: https://computerinfo.ru/chto-takoe-oblachnoe-xranilishhe/

[Электронный ресурс]: https://vc.ru/services/149159-chto-takoe-oblachnye-hranilishcha-i-kak-ispolzuyutsya#3

[Электронный ресурс]: https://selectel.ru/blog/cloud-storage-types/

Код для цитирования: Скопировать