Что такое облачные хранилища и как их использовать

Что такое облачное хранилище

Облачное хранилище данных — это распределенная система хранения, которая работает в дата-центрах провайдера и доступна пользователям через интернет. По сути, это альтернатива локальным системам хранения: то, что раньше приходилось строить самостоятельно — закупать диски, настраивать серверы, обеспечивать резервирование и безопасность, — теперь можно арендовать как услугу.

Главное отличие от локального диска или офисного сервера в том, что облако масштабируется под ваши задачи: сегодня можно хранить десятки гигабайт, завтра — терабайты, и все это без покупки нового оборудования и сложной настройки.

Зачем нужно облачное хранилище

Для бизнеса данные давно стали стратегическим активом. Но вместе с этим выросли и требования: хранить больше, работать быстрее, обеспечивать доступность здесь и сейчас. Облачные хранилища часто более удобны в этих вопросах по сравнению с локальными, и вот почему:

Преимущества облачных хранилищ

Доступность. Доступ к данным возможен из любой точки мира при наличии интернета. Это обеспечивает единое рабочее пространство для пользователей, независимо от их географического расположения.

Синхронизация работы пользователей. Несколько человек могут параллельно работать с одними и теми же файлами или проектами, при этом система автоматически хранит актуальную версию.

Оптимизация бюджета. Использование облачных хранилищ позволяет сократить большинство операционных расходов и полностью избавится от капитальных.

Масштабируемость и гибкость. При росте данных пространство расширяется за минуты. При снижении потребностей можно уменьшить ресурсы и не переплачивать.

Быстрое развертывание. Сервис подключается за несколько кликов, без долгой настройки инфраструктуры.

Безопасность и устойчивость. Данные шифруются при передаче и хранении, что обеспечивает их конфиденциальность, а дублирование в нескольких дата-центрах значительно снижает риски потери информации и гарантирует ее доступность.

Управление расходами. Панели мониторинга позволяют отслеживать использование ресурсов и планировать бюджеты.

Упрощение бизнес-процессов. У компании уходит меньше времени на рутинные процессы и администрирование, которое можно потратить на развитие продуктов и сервисов.

Но в то же время облачные хранилища обладают и недостатками. Их гораздо меньше, чем преимуществ, но при выборе решения стоит обращать внимание на все аспекты.

Недостатки облачных хранилищ

Необходимость постоянного интернет-соединения. При перебоях в сети доступ к данным ограничен, что может замедлить или остановить работу.

Потенциальные риски безопасности. Провайдеры обеспечивают высокий уровень защиты, но ошибки в настройках прав доступа или человеческий фактор остаются уязвимыми местами.

Примеры использования

Аналитика данных. Облачное хранилище позволяет быстро масштабировать ресурсы под нагрузку и подключать аналитические платформы без капитальных затрат.

Резервное копирование и аварийное восстановление. Надежное и экономичное хранение бэкапов без необходимости содержания собственных серверов.

Тестирование и разработка ПО. Гибкость для разработчиков: можно быстро развернуть тестовую среду с данными и остановить ее после завершения работ, ускоряя процесс разработки и CI/CD.

Совместный доступ. Обеспечение работы распределенных команд с актуальными версиями файлов и возможностью параллельного редактирования.

Перенос данных в облако. Сначала данные переносятся в облако, затем к ним подключают приложения. Это снижает риски сбоев при миграции сложных систем.

Соответствие требованиям безопасности. Выполнение нормативов для регулируемых отраслей благодаря сертификациям, шифрованию и контролю доступа.

Хранилище приложений с оптимизацией для облака. Современные сервисы используют хранилище как неотъемлемую часть своей архитектуры для автоматического масштабирования и работы с пиковыми нагрузками.

Архивирование. Надежное и недорогое хранение редко используемых данных без затрат на собственные серверы и инфраструктуру. Данные защищены от потери и доступны в любой момент.

Хранилище базы данных. Интеграция с современными СУБД позволяет увеличивать объемы данных без остановки сервисов и дорогостоящих миграций.

Машинное обучение и Big Data. Сбор и структурирование огромных объемов данных от разных источников с обеспечением масштабируемости и высокой скорости доступа.

Мультимедиа и контент-сервисы. Хранение и раздача терабайтов медиафайлов стриминговыми платформами и онлайн-кинотеатрами с использованием CDN.

Как работают облачные хранилища

В основе облачного хранилища лежит идея распределенной системы: данные не находятся на одном сервере, а распределяются между множеством узлов в кластере. Такой подход позволяет объединять ресурсы десятков и сотен серверов, делая хранилище масштабируемым и устойчивым к сбоям.

Архитектура строится вокруг кластера из серверов с локальными дисками, объединенных скоростной сетью. Каждый сервер играет роль узла хранения, а управляющее программное обеспечение превращает набор независимых машин в единый пул ресурсов. Благодаря этому пользователь работает с хранилищем как с цельной системой, хотя внутри данные располагаются по разным серверам.

Ключевой процесс — распределение и дублирование данных. Чтобы предотвратить потерю информации при выходе из строя оборудования, хранилище имеет несколько копий или использует избыточное кодирование. Алгоритмы автоматически решают, на каких узлах разместить данные, и следят, чтобы нагрузка оставалась сбалансированной. Если сервер выходит из строя, система переназначает хранение и восстанавливает недостающие фрагменты без участия пользователя.

Работа с распределенными данными требует поддержания их согласованности. Для этого применяются различные подходы: от мгновенной синхронизации всех копий (что обеспечивает точность, но может снижать производительность) до модели с временными расхождениями, где данные становятся согласованными через короткий промежуток времени (что повышает скорость работы и доступность). Выбор метода зависит от конкретных требований приложения: требуется ли абсолютная актуальность данных в каждый момент времени или допустима небольшая задержка для обеспечения большей скорости работы системы.

Важную роль играет сеть. Большие объемы данных и параллельный доступ множества клиентов требуют высокоскоростных соединений и умных механизмов маршрутизации. Запросы направляются к тем узлам, где хранится нужная часть информации, чтобы сократить задержки и равномерно распределить нагрузку между серверами.

В итоге за привычным для пользователя интерфейсом стоит комплекс алгоритмов, которые обеспечивают отказоустойчивость, согласованность и масштабируемость.

Виды хранилищ

Разные задачи требуют принципиально разных подходов к хранению данных. В облаке это решается выбором типа хранилища. Каждый вариант имеет собственную архитектуру, протоколы доступа, ограничения и функциональность.

Блочное хранилище

Как устроено

Данные разбиваются на небольшие блоки фиксированного размера, например, по 64 КБ. Каждый такой блок получает уникальный адрес и сохраняется где-то в распределенном кластере серверов. Отдельно ведется журнал метаданных — это точная инструкция о том, из каких блоков состоит каждый файл и где эти блоки лежат.

Когда вашей операционной системе нужны данные, она обращается к контроллеру хранилища. Тот, сверяясь с метаданными, точно знает, какие блоки и откуда нужно достать. Он собирает их со всего кластера и отдает системе уже в собранном виде. Для ОС это выглядит как работа с обычным локальным диском, хотя физически он разбросан по сети.

Подключение такого виртуального диска к серверу происходит по специализированным протоколам, таким как iSCSI или Fibre Channel. Все функции по обеспечению надежности — репликация данных между площадками или создание мгновенных снимков (снапшотов) — выполняются автоматически на уровне самой системы хранения, а не операционной системы, что разгружает сервер и повышает эффективность.

Преимущества

• Минимальные задержки при доступе к данным и высокая скорость ввода-вывода (IOPS).
• Возможность подключать к одной ВМ несколько блочных устройств и гибко управлять их размером.
• Поддержка транзакционных нагрузок, где важна предсказуемая производительность.

Недостатки

• Нет встроенной файловой системы: администрирование (ФС, права доступа) ложится на пользователя.
• Высокая стоимость: оплачивается весь выделенный объем, даже если часть пустует.

Примеры использования

• Хранение данных СУБД: транзакционные журналы, индексы и таблицы.
• ERP, CRM и системы учета.
• Виртуальные машины и гипервизоры, которым требуется быстрый доступ к системному диску.

Файловое хранилище

Как устроено

Файловое хранилище предоставляет доступ к данным через классическую иерархию папок и файлов по сетевым протоколам, таким как NFS для Unix-систем и SMB/CIFS для Windows. Его основная задача — обеспечить согласованную работу многих пользователей с общими данными. Для этого применяются механизмы блокировок, которые предотвращают одновременное изменение одного файла, избегая конфликтов.

Критически важным элементом является система метаданных. Она управляет всей информацией: именами, правами доступа, структурой каталогов и местоположением файлов. Именно от ее производительности, особенно при частых операциях с большим количеством маленьких файлов, зависит общая скорость и отзывчивость хранилища.

Преимущества

• Интуитивная работа с данными: выглядит как сетевой диск.
• Совместный доступ и синхронизация изменений между пользователями.
• Возможность централизованного контроля прав и квот.

Недостатки

• Масштабируемость ограничена: при росте объема растет нагрузка на метаданные.
• Возможны конфликты блокировок при активной одновременной работе.
• Низкая производительность на очень больших кластерах по сравнению с объектными системами.

Примеры использования

• Хранилища для приложений, где важен доступ «по пути к файлу».
• Среда для больших массивов структурированных данных, к которым требуется доступ с множества серверов.

Объектное хранилище

Как устроено

Объектное хранилище использует плоскую модель с уникальными идентификаторами объектов, что устраняет проблемы иерархического дерева каталогов при работе с миллиардами файлов.

Данные автоматически распределяются по множеству серверов и дата-центров, что обеспечивает практически неограниченное масштабирование системы. Для гарантии сохранности информации применяются специальные механизмы избыточности: создаются дополнительные копии данных, которые хранятся на разных физических носителях и в разных локациях. Это обеспечивает высокую надежность — данные остаются доступными и целыми даже в случае одновременного выхода из строя нескольких серверов.

Преимущества

• Практически неограниченное масштабирование.
• Гибкая работа с метаданными: можно описывать контент тегами, типами, атрибутами.
• Высокая надежность.
• Низкая стоимость хранения, особенно для холодных данных.

Недостатки

• Более высокая задержка по сравнению с блочными системами.
• Нет привычной иерархии.

Примеры использования

• Архивы и резервные копии.
• Хранение мультимедиа (фото, видео, аудио).
• Логи, телеметрия IoT, данные для Big Data и ML.
• Раздача контента через CDN.

СУБД и аналитические хранилища данных

Как устроено

В отличие от блочных, файловых и объектных хранилищ, управляемые СУБД и DWH не просто хранят данные, а предоставляют полноценный сервис для их обработки. На базе распределенного кластера запускается движок базы данных (PostgreSQL, MySQL, MongoDB, Redis и другие) или аналитической системы (ClickHouse, Greenplum, Data Warehouse). Облаычный сервис автоматически занимается шардированием, репликацией и балансировкой нагрузки: часть узлов обслуживает транзакционные запросы, другие — аналитические выборки или резервные копии. Поддерживается механизм failover — при сбое один сервер заменяется другим без остановки работы.

Преимущества

• Доступность «из коробки»: администратору не нужно вручную устанавливать СУБД, настраивать реплики и резервные копии.
• Высокая надежность благодаря автоматическому бэкапированию, репликации и распределению по зонам доступности.
• Гибкое масштабирование: ресурсы подстраиваются под рост нагрузки без остановки сервиса.

Недостатки

• Стоимость выше, чем у обычных хранилищ: пользователь платит не только за дисковое пространство, но и за управляемый сервис, ресурсы кластера и SLA.
• Ограниченная свобода настройки по сравнению с полностью самостоятельным развертыванием: часть параметров и конфигураций управляется провайдером.
• Для нестандартных сценариев может потребоваться миграция на собственную инфраструктуру.

Примеры использования

• Транзакционные нагрузки (OLTP): интернет-магазины, CRM, биллинговые системы, банковские сервисы.
• Хранение и обработка больших массивов данных (OLAP): аналитические отчеты, BI-системы, Data Lakehouse.
• Веб-приложения и мобильные сервисы, которым важна высокая доступность и предсказуемое время отклика.

Как пользоваться облачным хранилищем

Мы уже рассказали, что разные виды облачных хранилищ решают разные задачи, и теперь вы можете выбрать то, что ближе к вашему сценарию.

Блочное хранилище

Блочное хранилище Selectel предоставляет высокопроизводительные сетевые диски. Их можно подключить как к виртуальным машинам, так и к выделенным серверам. Это идеальное решение для работы с СУБД, ERP-системами и другими приложениями, требующими низких задержек и предсказуемой производительности дисковой подсистемы.

Хранилище работает на основе отказоустойчивой распределенной платформы — все данные автоматически реплицируются в трех копиях. Вы можете гибко выбирать нужный тип диска (SSD или HDD) в зависимости от задач.

Как начать

Для подключения сетевого диска к выделенному серверу ознакомьтесь со страницей.

Файловое хранилище

Файловое хранилище Selectel обеспечивает выделенное пространство, которое можно монтировать к серверам или виртуальным машинам через NFS или SMB. Доступ ограничивается подсетями, что гарантирует безопасность и управляемость.

Хранилище работает на базе сетевых дисков облачной платформы — это масштабируемые блочные устройства, где все данные хранятся в трех копиях. Объем можно увеличивать по мере роста нагрузки. Сервис всегда доступен: вы можете обращаться к данным в любое время и восстанавливаться из резервных копий.

Как начать

В панели управления в разделе Продукты → Хранение и обработка данных → Файловое хранилище создайте файловое хранилище. Задайте подсеть для подключения и выберите протокол (NFS или SMB).

После этого смонтируйте ресурс на сервере или ВМ — и работайте с ним как с привычным сетевым диском. Подробнее о работе с файловым хранилищем рассказываем в документации.

Объектное S3-хранилище 

Объектное хранилище Selectel соответствует требованиям 152-ФЗ (УЗ-1), приказа ФСТЭК № 21, PCI DSS и международных стандартов ISO. Управление доступом реализовано через IAM: можно гибко настраивать роли, политики и федерацию удостоверений (SSO). Также можно выбрать различные классы хранилища в зависимости от частоты использования данных. Объем самого хранилища не ограничен, а все объекты имеют три копии, расположенные в разных сегментах дата-центров.

Работать с сервисом удобно как через S3 API и совместимые клиенты (Rclone, AWS CLI, s3cmd и другие), так и через панель управления.

Как начать

В панели управления в разделе Продукты → Хранение и обработка данных → S3 создайте приватный или общедоступный (публичный) бакет. Простая загрузка объектов до 1 ГБ доступна прямо из панели управления, для больших объектов используйте Swift API и S3 API.

Подробнее о работе с хранилищем S3 рассказываем в документации.

Облачные базы данных

Облачные базы данных от Selectel позволяет развернуть PostgreSQL, MySQL, Redis, MongoDB и другие СУБД в готовых кластерах. Репликация, бэкапы, обновления и мониторинг выполняются автоматически.

Selectel берет на себя инфраструктуру: от закупки железа до кластеризации и резервного копирования, а вы сосредотачиваетесь только на приложении. Кластеры масштабируются вертикально и горизонтально без простоя, а репликация и Multi-AZ хранение обеспечивают бесперебойную работу. Безопасность соответствует требованиям 152-ФЗ, ФСТЭК № 21, PCI DSS, ISO и ГОСТ Р 57580. Управление сервисом происходит в несколько кликов из панели Selectel или через Terraform. Дополнительное удобство, что в облаке Selectel можно развернуть связанные сервисы, от Kubernetes до CDN, и интегрировать их между собой.

Как начать

В панели управления в разделе Продукты → Хранение и обработка данных → Облачные базы данных создайте кластер баз данных, выберите движок и версию, задайте параметры доступа.

Подключение происходит с использованием стандартных утилит вроде psql, pgAdmin и других. Подробнее — в нашей документации.

Заключение

Облачные хранилища решают широкий спектр задач — от быстрых транзакций до долговременного хранения архивов и аналитики в реальном времени. Понимание различий между разными типами хранилищ помогает выбрать оптимальное решение под конкретный сценарий. Облачные сервисы позволяют масштабироваться без лишних затрат на инфраструктуру и сосредоточиться на развитии бизнеса.